焦化廠焦?fàn)t煙氣余熱回收技術(shù)及應(yīng)用

黃 波，蘇相成

(凌源鋼鐵集團(tuán)設(shè)計(jì)研究有限公司，遼寧凌源 122500)

1 項(xiàng)目概述

某鋼鐵廠現(xiàn)有3 座焦?fàn)t，共122 孔，分別為1#焦?fàn)t50孔、2#焦?fàn)t40孔、3#焦?fàn)t32孔。其中1#焦?fàn)t的煙道廢氣由1#煙囪排放，2#及3#焦?fàn)t的煙道廢氣各有一條主煙道匯集到2#煙囪排放。煙囪熱廢氣溫度為250 ℃左右。為提高余熱余能利用率，擬對焦?fàn)t煙氣余熱進(jìn)行回收利用。

焦?fàn)t煙氣基礎(chǔ)參數(shù)見表1。

表1 焦?fàn)t煙氣基礎(chǔ)參數(shù)

2 焦?fàn)t煙氣余熱回收技術(shù)的應(yīng)用

2.1 工作流程

2#、3#焦?fàn)t高溫?zé)煔鈴膬蓷l地下煙道引出進(jìn)入余熱回收鍋爐，為防止低溫?zé)煔鈱τ酂峄厥斟仩t的腐蝕性，排煙溫度要控制在160～180 ℃之間。具體的煙氣工作流程為：在2#、3#焦?fàn)t地下煙道翻板閥前開孔取氣，為了保證兩座焦?fàn)t進(jìn)入余熱回收裝置的煙氣量相同，需要在引出的兩條煙道上安裝電動調(diào)節(jié)閥，自動調(diào)節(jié)進(jìn)入余熱鍋爐的煙氣量，保證焦?fàn)t的吸力。用鋼制管道將兩條地下煙道取出的廢煙氣連接在一起匯總后進(jìn)入余熱回收鍋爐，換熱后的低溫?zé)煔饨?jīng)過引風(fēng)機(jī)后分成兩路，分別回到原有焦?fàn)t地下煙道的翻板閥和煙囪之間處的檢修口。運(yùn)行方式如下：

（1）當(dāng)檢修余熱回收系統(tǒng)時，關(guān)閉兩條鋼制煙道上的電動調(diào)節(jié)閥，同時關(guān)閉引風(fēng)機(jī)出口處的截?cái)嚅y門。

（2）當(dāng)余熱回收系統(tǒng)工作時，先打開引風(fēng)機(jī)后的出口截?cái)嚅y門，再打開兩臺取氣管道上的電動調(diào)節(jié)閥，余熱回收裝置運(yùn)行正常后，逐漸關(guān)閉兩條地下煙道上的煙道翻板閥。

1#焦?fàn)t煙氣余熱回收裝置整體工藝流程和2#、3#焦?fàn)t煙氣余熱回收裝置整體工藝流程基本一樣，唯一不同點(diǎn)是通過1#焦?fàn)t余熱回收裝置的低溫?zé)煔馔ㄟ^引風(fēng)機(jī)后直接進(jìn)入煙囪檢修口處。2#、3#焦?fàn)t煙氣余熱回收工藝流程見圖1。

圖1 2#、3#焦?fàn)t煙氣余熱回收工作流程圖

2.2 熱管技術(shù)應(yīng)用

熱管是本焦?fàn)t煙氣余熱回收裝置中的核心部件。熱管通過密閉真空管殼內(nèi)工作介質(zhì)的相變潛熱來傳遞熱量，其傳熱性能類似于超導(dǎo)體導(dǎo)電性能，它具有傳熱能力大，傳熱效率高的特點(diǎn)。

熱管余熱回收系統(tǒng)包含熱管蒸發(fā)器和熱管省煤器，焦?fàn)t煙氣先經(jīng)過蒸發(fā)器，后經(jīng)過省煤器。

(1)各段換熱設(shè)備之間有過渡段連接，過渡段上設(shè)有膨脹節(jié)（以滿足設(shè)備的熱膨脹）和人孔（供設(shè)備安裝和停爐檢修時使用）。每套裝置平臺均留有通道，以便設(shè)備安裝和維修需要。

(2)熱管蒸發(fā)器是由若干根熱管元件組合而成。其基本結(jié)構(gòu)及工作原理如圖2所示。

圖2 熱管煙氣余熱回收基本結(jié)構(gòu)及工作原理圖

熱管的受熱段置于熱流體風(fēng)道內(nèi)，熱風(fēng)橫掠熱管受熱段，熱管元件的放熱段插在汽—水系統(tǒng)內(nèi)。由于熱管的存在使得該汽—水系統(tǒng)的受熱及循環(huán)完全和熱源分離而獨(dú)立存在于熱流體的風(fēng)道之外，汽—水系統(tǒng)不受熱流體的直接沖刷。熱流體的熱量由熱管傳給水套管內(nèi)的飽和水（飽和水由下降管輸入），并使其汽化，所產(chǎn)蒸汽（汽、水混合物）經(jīng)蒸汽上升管到達(dá)汽包，經(jīng)汽水分離以后再經(jīng)主汽閥輸出。這樣熱管不斷將熱量輸入給水套管，通過外部汽—水管道的上升及下降完成基本的汽—水循環(huán)，達(dá)到將熱煙氣降溫，并轉(zhuǎn)化為蒸汽的目的。

2.3 低壓飽和蒸汽應(yīng)用

對焦化廠焦?fàn)t煙氣余熱進(jìn)行回收，可產(chǎn)生大量的低壓飽和蒸汽，蒸汽壓力控制在0.4～0.6 MPa 之間，輸出蒸汽壓力控制在0.3～0.5 MPa 之間，具體蒸汽參數(shù)見表2。

表2 回收余熱產(chǎn)生的飽和蒸汽參數(shù)

利用這部分低壓飽和蒸汽 為干熄焦余熱發(fā)電系統(tǒng)中除氧水加熱，為燒結(jié)機(jī)機(jī)尾除塵系統(tǒng)伴熱，為豎爐脫硫系統(tǒng)加熱等，節(jié)省了大量的能源消耗，對鋼鐵企業(yè)具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

3 結(jié)束語

焦化廠焦?fàn)t煙氣余熱回收項(xiàng)目不僅可以實(shí)現(xiàn)低溫余熱的充分利用，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，提升企業(yè)的產(chǎn)品競爭力，也間接的對改善周邊環(huán)境質(zhì)量、改善人民的生活質(zhì)量和保證經(jīng)濟(jì)、社會的可持續(xù)性發(fā)展起到顯著的作用，實(shí)現(xiàn)環(huán)境效益和社會效益的雙贏。