棒材1號加熱爐余熱回收技術(shù)改造實(shí)踐

王立鵬 賈志偉

廣東韶鋼松山股份有限公司煉軋廠 廣東韶關(guān) 512123

棒材1號加熱爐設(shè)計(jì)能力冷裝125t/h，加熱爐燃料采用高爐煤氣和焦?fàn)t煤氣的混合煤氣，煤氣熱值約7540kJ/Nm3，設(shè)計(jì)混合煤氣用量為2.8萬Nm3/h。熱裝時(shí)加熱爐尾部空氣預(yù)熱器前煙氣溫度約850℃，空氣預(yù)熱器后煙氣溫度約500～550℃，之后通過煙囪直接排放（煙囪高度70 米，出口2.6 米）。浪費(fèi)煙氣熱能，而且加熱爐能耗較高。 對該加熱爐進(jìn)行余熱回收改造后。平均可產(chǎn)生1.0MPa，300℃的過熱蒸汽15t/h。每年回收蒸汽折合節(jié)約標(biāo)煤10000噸。

1 技術(shù)改造要點(diǎn)

1.1 熱力系統(tǒng)

余熱鍋爐采用單壓單通道立式自然循環(huán)形式，設(shè)置在加熱爐煙道內(nèi)的煙道蒸發(fā)器及鍋爐本體內(nèi)的蒸發(fā)器均采用自然循環(huán)方式，鍋爐本體內(nèi)的蒸發(fā)器采用自然循環(huán)方式。余熱鍋爐額定蒸汽參數(shù)為1.25MPa，280℃，鍋爐蒸發(fā)量：15t/h；鍋爐為模塊化散裝鍋爐，受熱面包含過熱器、蒸發(fā)器、省煤器。受熱面采用螺旋翅片管形式。鍋爐主機(jī)包含汽包、受熱面、鋼架、雨棚、平臺(tái)扶梯、保溫護(hù)板等。余熱鍋爐進(jìn)口新增一氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥，出口新增一電動(dòng)蝶閥。主煙道新增的蝶閥及余熱鍋爐進(jìn)口處蝶閥為高溫閥門，耐溫等級≥600℃。當(dāng)余熱鍋爐投運(yùn)時(shí)，余熱鍋爐進(jìn)出口煙道上的閥門完全開啟，主煙道上的閥門完全關(guān)閉，使高溫?zé)煔馊窟M(jìn)入余熱鍋爐進(jìn)行換熱。當(dāng)余熱鍋爐發(fā)生故障不能滿足換熱功能時(shí)，開啟主煙道上的閥門，再關(guān)閉余熱鍋爐煙氣進(jìn)出口管道上的閥門。主煙道上的煙道蝶閥為失電失氣常開型。為克服余熱鍋爐及系統(tǒng)煙氣阻力，余熱鍋爐出口設(shè)置引風(fēng)機(jī)。風(fēng)量80000Nm3/h。全壓2500Pa。電機(jī)功率132kW。工作溫度160℃。

1.2 給排水系統(tǒng)

棒1鍋爐余熱回收系統(tǒng)需要提供凈循環(huán)冷卻水及軟水補(bǔ)水。凈循環(huán)水管道就近接自煉軋區(qū)域架空管廊的凈循環(huán)水供回水管XH1/XH2。 軟水管道（DMW）就近接自煉軋區(qū)域架空管廊的軟水水管，架空主管管徑約DN200。余熱回收系統(tǒng)的凈循環(huán)水主要用于鍋爐引風(fēng)機(jī)的水冷系統(tǒng)及取樣冷卻器的冷卻水。棒1所需凈循環(huán)水量為2 m3/h，供水壓力≥0.35MPa，設(shè)備內(nèi)壓力損失≤0.1MPa。取自軋區(qū)域凈環(huán)水供水管XH1，使用后凈環(huán)水水溫升高8℃，回水排至煉軋區(qū)域凈環(huán)水回水管XH2。余熱回收系統(tǒng)補(bǔ)充水采用軟水，均就近接自煉軋區(qū)域軟水母管，棒1所需水量為15m3/h，管徑為DN65，采用鋼襯塑管道送至工藝水箱[1]。

1.3 配電系統(tǒng)

本工程低壓配電系統(tǒng)擬采用單母線分段結(jié)線方式，雙回路電源進(jìn)線，分別從煉軋廠原有2#主電室低壓配電室內(nèi)兩組不同進(jìn)線的低壓配電柜的母排上，引兩路低壓（380V）電源。正常狀態(tài)下，母聯(lián)斷路器斷開，母線分開運(yùn)行，當(dāng)進(jìn)線一段故障時(shí)，將該段進(jìn)線斷路器斷開，母聯(lián)斷路器合閘，有另一路進(jìn)線電源供電，能滿足主要用電負(fù)荷的供電需求。新增的此部分低壓配電柜分別為棒1線和棒3線加熱爐煙氣余熱回收項(xiàng)目設(shè)備提供380V電源，放置于原有2#主電室低壓配電室內(nèi)。

1.4 控制系統(tǒng)

棒1線的余熱鍋爐設(shè)置一套獨(dú)立的儀表、電氣一體化的控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對相應(yīng)余熱鍋爐工藝生產(chǎn)過程相關(guān)設(shè)備、冷卻水輔助設(shè)備、電氣設(shè)備等進(jìn)行監(jiān)控和操作，實(shí)現(xiàn)對工藝生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的采集、報(bào)表打印等功能。每套控制系統(tǒng)配置主要包括：1套操作站、1套操作站兼工程師站、1套遠(yuǎn)程操作站（棒1線設(shè)置在出鋼控制室）、1套光纖通訊設(shè)備、1臺(tái)打印機(jī)、1套控制站(主要包括： CPU、電源、通訊網(wǎng)絡(luò)和信號采集組件)?？刂葡到y(tǒng)通過工業(yè)以太網(wǎng)（TCP/IP）實(shí)現(xiàn)HMI、控制站之間的通訊（預(yù)留與韶鋼全廠EMS系統(tǒng)的通訊接口）。

1.5 建筑設(shè)施

棒1加熱爐煙氣余熱回收系統(tǒng)輔機(jī)樓，生產(chǎn)的火災(zāi)危險(xiǎn)類別丁類，耐火等級：二級。二層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)建筑，建筑平面軸線尺寸：8m×6m，建筑面積約102.8㎡。建筑高度9.3m（室外地坪至屋面面層）。建筑室內(nèi)地坪設(shè)計(jì)標(biāo)高±0.000m，室外地坪設(shè)計(jì)標(biāo)高-0.300m，室內(nèi)外高差300mm。棒1加熱爐煙氣余熱回收系統(tǒng)輔機(jī)室墻體采用240厚蒸壓灰沙實(shí)心磚，雙面粉刷涂料飾面。屋面防水等級Ⅰ級，倒置式防水保溫屋面，吊頂采用鋁合金微孔板[2]。地坪采用混凝土墊層上鋪水泥砂漿面層，樓面采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆板上鋪防滑地磚。

2 技術(shù)改造效果

對該加熱爐進(jìn)行余熱回收改造后。平均每小時(shí)可產(chǎn)生1.0MPa，300℃的過熱蒸汽15噸。排煙溫度從450℃降至150℃，減少了高溫?zé)煔鈱Νh(huán)境的污染。

3 效益分析

項(xiàng)目建設(shè)總投資為1787.79萬元。固定資產(chǎn)折舊按平均年限法計(jì)取，折舊年限為15年，殘值率為5%，年折舊費(fèi)用為：113.23萬元。

余熱鍋爐電能裝機(jī)容量190kW，年工作小時(shí)7000小時(shí)，年耗電133.2x104kWh。電價(jià)0.5元/kWh

余熱鍋爐除鹽水消耗量為16.5噸/小時(shí)，年工作小時(shí)7000小時(shí)，年耗水量可達(dá)11.55萬噸，除鹽水價(jià)格按5元/噸。

余熱鍋爐產(chǎn)汽量15噸/小時(shí)，年工作小時(shí)7000小時(shí)，年產(chǎn)汽量可達(dá)10.5萬噸，蒸汽價(jià)格按100元/噸。

則每年產(chǎn)生的直接經(jīng)濟(jì)效益為：

則每年產(chǎn)生的直接經(jīng)濟(jì)效益為：

4 結(jié)語

對該加熱爐進(jìn)行余熱回收改造后。排煙溫度從450℃降至150℃，減少了高溫?zé)煔鈱Νh(huán)境的污染。平均每小時(shí)可產(chǎn)生1.0MPa，300℃的過熱蒸汽15噸。每年產(chǎn)生的直接經(jīng)濟(jì)效益為812.42萬元。