360m2燒結(jié)煙道余熱利用研究與實(shí)施

刁呈振

摘 要：宣鋼3#360 m2燒結(jié)機(jī)環(huán)冷機(jī)已投運(yùn)余熱發(fā)電項(xiàng)目，但燒結(jié)大煙道末端高溫?zé)煔獠⑽椿厥绽?，大?00 ℃～400 ℃的高溫?zé)煔饨?jīng)過(guò)除塵脫硫后直接排放，造成能源浪費(fèi)。該項(xiàng)目利用燒結(jié)機(jī)尾部大煙道的高溫?zé)煔猓捎脙?nèi)置式余熱鍋爐進(jìn)行余熱回收，生產(chǎn)蒸汽并入發(fā)燒結(jié)電系統(tǒng)，從而提高發(fā)電負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)燒結(jié)機(jī)煙道余熱回收利用。

關(guān)鍵詞：燒結(jié)大煙道；余熱利用；鍋爐

中圖分類(lèi)號(hào)：TK11 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

根據(jù)宣鋼3#360 m2燒結(jié)機(jī)煙道煙氣參數(shù)和生產(chǎn)特點(diǎn)選用可靠性高的余熱鍋爐進(jìn)行熱量回收，研究論證煙道鍋爐蒸汽并入環(huán)冷余熱發(fā)電系統(tǒng)需要解決的技術(shù)問(wèn)題，通過(guò)技術(shù)改造和系統(tǒng)優(yōu)化實(shí)現(xiàn)煙道鍋爐穩(wěn)定的熱量回收。

1 技術(shù)方案

1.1 燒結(jié)機(jī)機(jī)尾風(fēng)箱溫度介紹

將余熱鍋爐安裝在燒結(jié)機(jī)大煙道尾部高溫段，充分利用燒結(jié)機(jī)大煙道尾部高溫?zé)煔鉄崃繐Q熱產(chǎn)生蒸汽，并入原有燒結(jié)環(huán)冷余熱發(fā)電系統(tǒng)。3#360 m2燒結(jié)機(jī)機(jī)尾風(fēng)箱溫度見(jiàn)表1。

由表1可以看出，煙氣在燒結(jié)機(jī)16#-20#風(fēng)箱之間的溫度為300 ℃～450 ℃，可利用效果最佳，此溫度下可產(chǎn)生較高溫度的蒸汽，因此采用余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽發(fā)電的方式進(jìn)行熱量回收。

1.2 煙道回收利用應(yīng)滿足的條件

（1）作為燒結(jié)工序的節(jié)能項(xiàng)目，必須以保證燒結(jié)的正常生產(chǎn)、檢修為前提。在符合上述前提條件下，盡可能地減少熱損失，以提高鍋爐產(chǎn)能，獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益；

（2）對(duì)燒結(jié)機(jī)操作工藝不做任何改變，符合操作人員正常操作習(xí)慣；

（3）盡可能減少設(shè)備阻力損失，對(duì)燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)能力不產(chǎn)生任何影響；

（4）在保證大煙道余熱回收后煙氣溫度符合后續(xù)工藝要求的前提下，盡可能地提高鍋爐產(chǎn)汽量；

（5）便于設(shè)備日常維護(hù)保養(yǎng)及檢修更換，日常檢修不影響燒結(jié)機(jī)正常生產(chǎn)。

1.3 煙道鍋爐系統(tǒng)流程確定

根據(jù)燒結(jié)機(jī)結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)規(guī)律，綜合各方面要求，余熱鍋爐采用內(nèi)置式，余熱回收裝置各換熱模塊，內(nèi)置于燒結(jié)機(jī)機(jī)尾大煙道，中壓汽包布置于大煙道上層18.7 m平臺(tái)上。余熱回收裝置所產(chǎn)過(guò)熱蒸汽匯入環(huán)冷鍋爐過(guò)熱器前的飽和蒸汽母管，與環(huán)冷鍋爐飽和蒸汽混合后，經(jīng)環(huán)冷鍋爐過(guò)熱器過(guò)熱后送至汽機(jī)做功發(fā)電；為確保系統(tǒng)安全，燒結(jié)機(jī)蒸汽匯入環(huán)冷鍋爐過(guò)熱器管道設(shè)置2路，一路直接匯入環(huán)冷鍋爐過(guò)熱器前飽和蒸汽母管，一路作為旁通匯入環(huán)冷鍋爐出口過(guò)熱蒸汽母管（出口主汽閥之后）。

1.4 采用熱管式余熱鍋爐避免鍋爐故障影響燒結(jié)主線生產(chǎn)

由于煙道余熱鍋爐安裝在燒結(jié)煙道內(nèi)部，如果采用傳統(tǒng)換熱模式，受熱面一旦發(fā)生內(nèi)部泄漏必將影響到燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)，造成燒結(jié)停產(chǎn)。通過(guò)論證發(fā)現(xiàn)，熱管式換熱方式可以消除這樣的安全隱患。

熱管余熱鍋爐是由翅片管式過(guò)熱器、熱管蒸汽發(fā)生器、熱管省煤器、汽包、設(shè)備間連接管路、供水系統(tǒng)及儀電控制系統(tǒng)等組成，其主要工藝流程如圖1所示。

高溫?zé)釓U氣為熱管蒸汽發(fā)生器換熱管束不斷提供加熱熱源，換熱管束內(nèi)的軟化水吸熱汽化由蒸汽上升管引入汽包進(jìn)行汽水分離，分離后的飽和水經(jīng)液體回流管流入蒸汽發(fā)生器換熱管束重新進(jìn)行加熱汽化，形成連續(xù)的產(chǎn)汽循環(huán)系統(tǒng)。

余熱鍋爐由眾多熱管組裝而成，各熱管之間相互獨(dú)立，一根或幾根熱管損壞煙道內(nèi)部發(fā)生爆管泄漏時(shí)，只能泄漏掉發(fā)生故障的熱管內(nèi)部的介質(zhì)，不會(huì)造成大面積介質(zhì)泄漏影響燒結(jié)主線生產(chǎn)。同時(shí)其他熱管還能正常吸熱放熱，鍋爐能正常生產(chǎn)。

1.5 煙道鍋爐接入環(huán)冷余熱發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行方案

1.5.1 煙道鍋爐上水問(wèn)題技術(shù)解決方案

煙道鍋爐利用燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)余熱進(jìn)行生產(chǎn)，環(huán)冷鍋爐利用環(huán)冷機(jī)礦料余熱進(jìn)行生產(chǎn)，因此在啟動(dòng)時(shí)，熱量先抵達(dá)煙道鍋爐，需要在燒結(jié)機(jī)點(diǎn)火后對(duì)煙道鍋爐進(jìn)行上水，象從除鹽水箱上水，開(kāi)啟除鹽水泵后，環(huán)冷鍋爐也會(huì)進(jìn)入給水，冬季溫度低，余熱鍋爐未到暖爐時(shí)機(jī)，給水進(jìn)入環(huán)冷鍋爐極易發(fā)生凍堵事故。

經(jīng)過(guò)對(duì)工藝流程研究后，決定新增加一種上水方式，設(shè)置專門(mén)為煙道鍋爐上水的管道，從除鹽水泵到環(huán)冷鍋爐水預(yù)熱器之間的除鹽水管道接引至煙道鍋爐給水泵前，并設(shè)置相應(yīng)的隔絕閥門(mén)，當(dāng)溫度較低時(shí)采用從除鹽水管道只給煙道鍋爐上水。其他季節(jié)可采用從除鹽水箱上水，同時(shí)嚴(yán)密監(jiān)視環(huán)冷鍋爐汽包水位。

1.5.2 煙道鍋爐單獨(dú)運(yùn)行時(shí)技術(shù)方案

煙道鍋爐單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，過(guò)熱蒸汽經(jīng)過(guò)環(huán)冷鍋爐會(huì)造成大量熱損失，且不能將環(huán)冷鍋爐隔絕進(jìn)行檢修維護(hù)工作，通過(guò)技術(shù)改造使煙道鍋爐過(guò)熱蒸汽不經(jīng)過(guò)環(huán)冷鍋爐過(guò)熱器直接引至環(huán)冷鍋爐中壓主蒸汽門(mén)后，這樣避免了2臺(tái)鍋爐運(yùn)行過(guò)程中相互影響。

2 實(shí)施效果

該項(xiàng)目實(shí)施投產(chǎn)以來(lái)，運(yùn)行平穩(wěn)，節(jié)能效益明顯，自2018年1月～2018年12月一年間，累計(jì)運(yùn)行7 973.5 h、蒸汽產(chǎn)量63 381 t，每月具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

項(xiàng)目的投產(chǎn)將余熱利用技術(shù)轉(zhuǎn)化到了燒結(jié)機(jī)大煙道上，煙道鍋爐前煙氣溫度370 ℃，經(jīng)過(guò)鍋爐吸收熱量后，煙氣溫度降為200 ℃，高溫?zé)崃勘怀浞治諏?shí)現(xiàn)了煙道煙氣中的能源由熱能到電能的轉(zhuǎn)換，該項(xiàng)目年新增發(fā)電量1 022萬(wàn)kW·h。

燒結(jié)廢熱的利用是冶金企業(yè)普遍面臨的問(wèn)題，也是節(jié)能降耗的有力舉措，為宣鋼節(jié)能發(fā)電創(chuàng)效工作增添了新的活力，使宣鋼燒結(jié)余熱回收率邁上一個(gè)新的臺(tái)階。

參考文獻(xiàn)

[1]劉立新.馬鋼380 m2燒結(jié)機(jī)煙道余熱利用實(shí)踐[J].安徽冶金科技職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2017（4）：26-27.

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