燒結(jié)余熱利用技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用

李兵

【摘 要】濟(jì)鋼國際一直致力于燒結(jié)余熱利用技術(shù)的研發(fā)工作，并制定了燒結(jié)余熱利用技術(shù)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)多年的工程設(shè)計及實際生產(chǎn)經(jīng)驗對燒結(jié)工序余熱余能的利用進(jìn)行了深層次的開發(fā)和研究。余熱回收利用技術(shù)已經(jīng)成功推廣到鞍鋼的2臺328m2燒結(jié)機(jī)、濟(jì)鋼的320m2燒結(jié)機(jī)和400m2燒結(jié)機(jī)、沙鋼的2臺360m2燒結(jié)機(jī)和1臺400m2燒結(jié)機(jī)等全國40多臺燒結(jié)機(jī)種運(yùn)用，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

【關(guān)鍵詞】燒結(jié) 余熱利用 濟(jì)鋼國際 燒結(jié)發(fā)電

1前言

鋼鐵生產(chǎn)過程中，燒結(jié)工序的能耗約占冶金總能耗的12%，僅次于煉鐵工序。鋼鐵工業(yè)燒結(jié)廠余熱資源有三個：一是燒結(jié)機(jī)大煙道煙氣余熱，所含顯熱約占燒結(jié)工序能耗總熱量的15%-20%左右；二是冷卻機(jī)廢氣余熱，冷卻機(jī)廢氣溫度在100℃-400℃之間，其顯熱約占燒結(jié)工序能耗總熱量的28%-35%。三是排礦端廢氣余熱，排礦端廢氣粉塵含量較高，且溫度波動較大，由于受技術(shù)及設(shè)備的限制，現(xiàn)階段該系統(tǒng)煙氣余熱未進(jìn)行收集及利用。

可見，僅冷卻機(jī)廢氣和燒結(jié)機(jī)煙氣的顯熱就占燒結(jié)過程全部熱支出的50%左右。據(jù)不完全統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2013年底全國鋼鐵業(yè)燒結(jié)機(jī)臺數(shù)在1300臺以上。因此燒結(jié)余熱利用潛力巨大，有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，具有良好的推廣前景。

2燒結(jié)余熱利用技術(shù)的工作原理

收集燒結(jié)冷卻機(jī)的中低溫?zé)煔馑屯酂徨仩t，結(jié)合低溫余熱發(fā)電技術(shù)，用余熱鍋爐產(chǎn)生的過熱蒸汽和飽和蒸汽來推動汽輪發(fā)電機(jī)組做功發(fā)電。

3燒結(jié)余熱利用技術(shù)的研發(fā)

濟(jì)鋼集團(tuán)國際工程技術(shù)有限公司一直致力于燒結(jié)余熱利用技術(shù)的研發(fā)工作，并制定了燒結(jié)余熱利用技術(shù)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（YB/T 4254-2012），根據(jù)多年的工程設(shè)計及實際生產(chǎn)經(jīng)驗對燒結(jié)工序余熱余能的利用進(jìn)行了深層次的開發(fā)和研究，其主要技術(shù)研究成果如下：

（1）2010年經(jīng)過一年的跟蹤調(diào)查，通過對燒結(jié)工序熱能模型的研究解決了確定燒結(jié)礦溫度的基本方法并對影響冷卻機(jī)熱量收集的因素進(jìn)行了分析和總結(jié)，對燒結(jié)余熱利用的應(yīng)用具有指導(dǎo)意義。

（2）2010年開發(fā)了鋼鐵廠余熱余能綜合開發(fā)與利用技術(shù)，將鋼鐵廠余熱余能進(jìn)行了綜合的分析及評估，研究出了一種將燒結(jié)、煉鋼、軋鋼余熱余能進(jìn)行綜合利用的專利技術(shù)，該技術(shù)獲得了山東省科技進(jìn)步獎，并在張鋼進(jìn)行了成功的應(yīng)用，投產(chǎn)后各項指標(biāo)達(dá)到設(shè)計要求。

（3）2011年燒結(jié)煙氣脫硫與燒結(jié)大煙道煙氣余熱利用的技術(shù)研究 ，通過理論研究及實際生產(chǎn)得出了不同燒結(jié)脫硫方式所對應(yīng)的大煙道煙氣余熱利用型式，其研究成果已在天津榮鋼和江蘇鑌鑫特鋼成功的進(jìn)行了應(yīng)用。

（4）2011年通過實踐與理論相結(jié)合對燒結(jié)工序能耗進(jìn)行了全面的分析和研究，準(zhǔn)確的得出了燒結(jié)熱收入及熱支出各項所占的比例，并從熱收入和熱支出兩個方面總結(jié)出了提高燒結(jié)余熱利用和降低工序能耗的途徑和方法，從根本上解決提高燒結(jié)余熱利用率的技術(shù)和手段。

（5）2012年進(jìn)行了新型煙氣導(dǎo)流煙罩的研究和應(yīng)用，通過已實施燒結(jié)余熱利用工程的調(diào)查和分析，創(chuàng)新的設(shè)計了新型導(dǎo)流煙罩專利技術(shù)，新型導(dǎo)流煙罩使煙罩內(nèi)煙氣的速度場及流場分布更加均勻，提高了冷卻及煙氣余熱的收集，其技術(shù)已在多個工程上成功的進(jìn)行了運(yùn)用。

（6）2013年新型環(huán)保型環(huán)冷機(jī)技術(shù)研究，為了最大化提高燒結(jié)余熱利用率，通過不斷的實踐及總結(jié)設(shè)計一種新型環(huán)保型環(huán)冷機(jī)，該類型環(huán)冷機(jī)有效降低了漏風(fēng)率及設(shè)備故障率，并且其熱能利用效率在傳統(tǒng)環(huán)冷機(jī)的基礎(chǔ)上能提高20%，該技術(shù)已得到了成功運(yùn)用。該技術(shù)主要特點：1）可伸縮鏈條技術(shù)；2）防跑偏立輥技術(shù)；3）環(huán)冷機(jī)熱礦偏析布料技術(shù)；4）環(huán)冷機(jī)臺車厚料層冷卻技術(shù)；5）新型環(huán)冷機(jī)臺車上、下密封技術(shù)；6）環(huán)冷機(jī)取熱面積增加技術(shù)；7）新型環(huán)冷機(jī)臺車保溫技術(shù)；8）新型環(huán)冷機(jī)煙罩取熱技術(shù)；

（7）2014年提高燒結(jié)礦冷卻廢氣余熱回收的利用的技術(shù)，通過理論與實踐的結(jié)合應(yīng)用，創(chuàng)新設(shè)計了一種新型環(huán)冷機(jī)平料裝置專利技術(shù)，滿足了在燒結(jié)機(jī)產(chǎn)量波動的的情況下都能充分利用廢氣余熱的要求，其技術(shù)已在重鋼運(yùn)用成功。

（8）2014年燒結(jié)機(jī)故障及開停機(jī)對燒結(jié)余熱利用和燒結(jié)脫硫的影響及處理技術(shù)，鑒于燒結(jié)機(jī)故障及開停機(jī)對燒結(jié)余熱利用和燒結(jié)脫硫帶來的不利影響，通過大量的現(xiàn)場實踐及理論正在研究一套處理該類事件行之有效的管理方法。

4燒結(jié)余熱利用技術(shù)的特點

（1）系統(tǒng)密封：采用新型密封材料，加強(qiáng)冷卻機(jī)底部密封和煙罩處密封，能有效減低漏風(fēng)率提高煙氣溫度和流量，其中《可調(diào)節(jié)耐磨彈性密封裝置》已申請專利，專利號200920030161.X。新建燒結(jié)機(jī)可采用濟(jì)鋼國際自主研發(fā)的新型環(huán)保型環(huán)冷機(jī)，其設(shè)備在安全運(yùn)行的前提下達(dá)到總漏風(fēng)率小于10%。

（2）強(qiáng)制交換：對熱介質(zhì)進(jìn)行強(qiáng)制性熱交換，將鼓入的冷風(fēng)有意識的前移增加一冷卻區(qū)的配風(fēng)，并控制二冷區(qū)的配風(fēng)，在不影響燒結(jié)礦冷卻的前提下，將熱交換過程前移。

（3）煙氣收集：煙氣收集技術(shù)采用新型收集煙罩和煙氣分配技術(shù)。新型收集煙罩采用三維仿真模型進(jìn)行設(shè)計，煙罩型式既能最大化的收集煙氣，又能防止大顆粒粉塵進(jìn)入鍋爐。煙氣分配技術(shù)對煙罩和風(fēng)箱均進(jìn)行了合理的分區(qū)，優(yōu)化了熱煙氣的參數(shù)，提高了鍋爐的余熱利用率。其中《一種用于煙氣余熱回收的導(dǎo)流煙罩》已申請專利，專利號：ZL 201320773340.9。

（4）雙壓鍋爐：1）采用一體化除氧器，簡化流程，降低投資；余熱鍋爐采用自然循環(huán)，提高裝置可用率，減少設(shè)備和廠用電消耗；2）雙壓輸出，能量梯級利用；3）采用在線脈沖吹灰，確保鍋爐性能，保證鍋爐產(chǎn)量足、阻力小、風(fēng)機(jī)電耗小。

（5）汽輪機(jī)組：采用飽和蒸汽補(bǔ)汽，更高效安全補(bǔ)入低參數(shù)蒸汽，增加電力輸出；采用凝結(jié)水加熱器，最大限度利用余熱。

（6）生產(chǎn)操作：根據(jù)燒結(jié)生產(chǎn)現(xiàn)狀，制定既能滿足燒結(jié)生產(chǎn)又能兼顧燒結(jié)余熱利用的操作方案。

5燒結(jié)余熱利用技術(shù)的推廣

余熱回收利用技術(shù)已經(jīng)成功推廣到鞍鋼的2臺328m2燒結(jié)機(jī)、濟(jì)鋼的320m2燒結(jié)機(jī)和400m2燒結(jié)機(jī)、沙鋼的2臺360m2燒結(jié)機(jī)和1臺400m2燒結(jié)機(jī)、重鋼的3臺360m2燒結(jié)機(jī)、南鋼2臺220m2燒結(jié)機(jī)、首鋼長治的2臺200m2燒結(jié)機(jī)等全國40多臺燒結(jié)機(jī)種運(yùn)用，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。