燒結(jié)機(jī)煙道廢氣余熱回收利用技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用

鄭璇 李巖

南京華電節(jié)能環(huán)保設(shè)備有限公司 江蘇南京 210000

1 燒結(jié)機(jī)煙道廢氣余熱回收利用概述

我國的鋼鐵生產(chǎn)燒結(jié)工序能耗約為總能耗的10%，且有約50%的熱能排入大氣，造成了余熱的浪費(fèi)。傳統(tǒng)的燒結(jié)工序一般會(huì)應(yīng)用熱風(fēng)燒結(jié)、熱水蒸汽等利用余熱，但國內(nèi)仍然有大部分企業(yè)未能對(duì)余熱加以利用，不僅浪費(fèi)了能耗，且破壞了我國的生態(tài)環(huán)境，這樣的情況不符合我國當(dāng)前綠色可持續(xù)發(fā)展理念。因此，需要從能源利用的效益出發(fā)，在該技術(shù)的應(yīng)用中可以余熱轉(zhuǎn)化為更高級(jí)的能源，即以余熱轉(zhuǎn)化為電能，實(shí)現(xiàn)資源的重復(fù)利用與高效利用，為鋼鐵廠實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)，該技術(shù)的節(jié)能減排策略已經(jīng)成為了余熱利用主要的發(fā)展方向。

2 燒結(jié)機(jī)煙道廢氣余熱回收利用的裝備技術(shù)革新

近幾年我國大力推廣燒結(jié)機(jī)煙道廢氣余熱回收利用技術(shù)，使得該技術(shù)不斷完善，且發(fā)展速度也在不斷加快，技術(shù)的整體應(yīng)用已趨于成熟，為能源二次利用提供了有效推動(dòng)力。

2.1 余熱回收系統(tǒng)的組成

燒結(jié)機(jī)煙道廢氣余熱回收系統(tǒng)組成分為鍋筒、過熱器、熱管蒸發(fā)器省煤器及卸灰裝置，具體如下。

（1）鍋筒：鍋筒內(nèi)部裝置需要進(jìn)行設(shè)計(jì)，且鍋筒的汽水混合物蒸汽含量不大，應(yīng)采用三級(jí)分離，將外供蒸汽干度控制在＜10%，從而為蒸汽過熱創(chuàng)造條件。

（2）過熱器：過熱器需要采用蛇形管結(jié)構(gòu)，充分考慮熱膨脹問題，使高溫?zé)煔庀攘鹘?jīng)過熱器，蒸汽加熱后轉(zhuǎn)變?yōu)?.5MPa、300℃的過熱蒸汽。

（3）熱管蒸發(fā)器：熱管蒸發(fā)器利用徑向熱管叉排布置，吸收煙氣熱量，加熱汽水混合物供至鍋筒產(chǎn)汽。

（4）省煤器;省煤器布置在熱管蒸發(fā)器后，將除鹽水預(yù)熱后送至鍋筒，降低爐水與給水溫差，減小對(duì)鍋筒產(chǎn)生的冷熱應(yīng)力，同時(shí)提高鍋爐熱效率，減少排煙熱損失。

（5）卸灰裝置：熱管換熱器下部均設(shè)有積灰斗，需要提高密封要求，避免出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，從而控制定期排灰[1]。

2.2 裝備技術(shù)革新

（1）換熱模塊梯級(jí)分布，合理利用煙風(fēng)量及煙溫余熱。

（2）采用內(nèi)置式換熱器模塊，優(yōu)化余熱回收系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，節(jié)省空間，減少熱損。

（3）燒結(jié)煙道煙氣含塵量很大，常有燒結(jié)料碎石伴隨，考慮蒸發(fā)段換熱管耐磨抗沖刷，在每個(gè)蒸發(fā)器模塊進(jìn)口設(shè)置NM360耐磨角鋼，有效阻擋煙氣中細(xì)小顆粒對(duì)換熱管沖刷磨損。

（4）換熱管采用徑向熱管技術(shù)，換熱管在煙道內(nèi)叉排布置，有效吸收煙氣余熱，將熱量傳遞給熱管內(nèi)工質(zhì)，工質(zhì)受熱汽化，間接加熱換熱管內(nèi)汽水混合物，熱管內(nèi)工質(zhì)在加熱管內(nèi)汽水混合物后放熱冷凝，通過毛細(xì)作用重新輸送至熱管外壁，通過外壁與煙氣換熱，循環(huán)往復(fù)，將熱量回收產(chǎn)汽，徑向熱管技術(shù)能有效避免換熱管泄露，即使煙氣磨損沖刷損壞外壁導(dǎo)致泄露，也只有少量熱管內(nèi)工質(zhì)泄露，熱管失效，但內(nèi)管依然可以可靠換熱，待停爐檢修時(shí)可計(jì)劃性更換熱管修復(fù)，熱管技術(shù)雙重保護(hù)，最大程度減少翅片管泄露造成的經(jīng)濟(jì)損失。

（5）通過對(duì)燒結(jié)煙道底部灰斗改造，在熱管蒸發(fā)器底部的灰斗處設(shè)置擋風(fēng)板，避免煙氣短路，增強(qiáng)換熱效果[2]。

3 燒結(jié)機(jī)煙道廢氣余熱回收利用技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

為了從根本上解決上述問題，我國對(duì)燒結(jié)機(jī)煙道余熱的回收利用加大了關(guān)注力度，以此充分回收燒結(jié)工序余熱資源，現(xiàn)如今該技術(shù)已經(jīng)成為資源二次回收利用的重要課題。

3.1 主要設(shè)計(jì)技術(shù)原則

選用合理的大煙道余熱回收技術(shù)，在不影響燒結(jié)正常生產(chǎn)的前提下，實(shí)現(xiàn)廢氣余熱的高效梯級(jí)利用。

（1）按參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行匹配，使其適應(yīng)多種工況調(diào)節(jié)；

（2）合理排煙溫度防止低溫腐蝕；

（3）避免影響正常生產(chǎn)；

（4）結(jié)合燒結(jié)工藝生產(chǎn)特點(diǎn)，有效除塵措施防止設(shè)備磨損；

3.2 余熱回收系統(tǒng)

某工程燒結(jié)生產(chǎn)線燒結(jié)機(jī)實(shí)際運(yùn)行風(fēng)門開度為 95% ，在此過程中充分利用燒結(jié)機(jī)機(jī)尾中溫?zé)煔庥酂?，設(shè)計(jì)參數(shù)見表1。

表1 燒結(jié)機(jī)余熱額定參數(shù)設(shè)計(jì)

3.3 煙氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)

蒸發(fā)器采用內(nèi)置式模塊布置，煙氣進(jìn)口受熱面管設(shè)置防磨板，采用徑向熱管余熱回收技術(shù)，大程度地降低對(duì)鍋爐受熱面的沖刷和磨損，并準(zhǔn)確回收燒結(jié)機(jī)機(jī)尾高溫?zé)煔庥酂?，從而保證燒結(jié)機(jī)的正常運(yùn)行，避免出現(xiàn)露點(diǎn)腐蝕。

3.4 熱力系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）主蒸汽系統(tǒng)余熱鍋爐產(chǎn)生壓力2.5MPa，溫度310℃的過熱蒸汽，通過母管進(jìn)入原燒結(jié)余熱發(fā)電汽輪機(jī)做功。

（2）鍋爐補(bǔ)水采用工頻給水泵+電動(dòng)調(diào)節(jié)閥形式供水，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥通過鍋筒遠(yuǎn)傳液位信號(hào)、給水流量、蒸汽流量三沖量調(diào)節(jié)，使汽包液位更穩(wěn)定。

（3）系統(tǒng)內(nèi)鍋筒設(shè)置定期排污口、連續(xù)排污口，過熱器、蒸發(fā)器、省煤器進(jìn)出水集箱底部設(shè)置排污口，系統(tǒng)排污管道匯總至排污總管接入定排擴(kuò)容器降溫排放回收。

（4）系統(tǒng)設(shè)置加藥、取樣裝置，通過檢測(cè)爐、蒸汽水品質(zhì)，通過鍋筒加藥口給系統(tǒng)內(nèi)加藥，維持爐水堿度、減少絮狀漂浮物，避免或減少鍋筒內(nèi)壁、換熱管內(nèi)壁結(jié)垢[3]。

4 結(jié)語

燒結(jié)機(jī)煙道廢氣余熱回收利用技術(shù)對(duì)于企業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展有著積極的作用。該技術(shù)需要在設(shè)計(jì)時(shí)明確方案，以應(yīng)用中產(chǎn)生的蒸汽及熱量作為基礎(chǔ)，充分利用燒結(jié)工藝熱資源，抓住設(shè)備投資省和易于安裝的特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上減少熱源排放，采用熱風(fēng)燒結(jié)系統(tǒng)，可以將余熱轉(zhuǎn)化為電能，進(jìn)而提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。