邯鋼西區燒結余熱發電技術應用的探討論文
論文關鍵詞:廢氣余熱回收;燒結余熱發電:環保節能效益
論文摘要:介紹邯鋼西區燒結雙壓余熱鍋爐及雙壓補汽式汽輪機余熱發電技術，此發電技術不需要消耗一次能源，不產生額外的廢氣、廢渣、粉塵和其它有害氣體;且大幅度減少環冷機對空排放的熱量，減少熱污染效果顯著，具有充分利用低溫廢氣、變廢為寶、凈化環境的多重意義。
前言
在鋼鐵生產過程中，燒結工序的能耗約占總能耗的10%，僅次于煉鐵工序，位居第二。在燒結工序總能耗中，有近50%的熱能以燒結機煙氣和冷卻機廢氣的顯熱形式排入大氣。由于燒結環冷機廢氣的溫度不高，僅150~450℃，加上以前余熱回收技術的局限，余熱回收項目往往給人以“造價高，發電少，回收年限長”的印象，長期以來被人們忽略遺忘。
1、邯鋼燒結環冷機余熱回收班義
環冷機余熱的回收，是通過環冷煙氣低溫余熱鍋爐回收煙氣的低品味余熱能源，結合低溫余熱發電技術，用余熱鍋爐的過熱蒸汽來推動低參數的汽輪發電機組做功發電的最新成套技術;其與火力發電相比，不需要消耗一次能源，不產生額外的廢氣、廢渣、粉塵和其它有害氣體;它是當前工業企業節能和環保要求下的必然趨勢和產物，具有充分利用低溫廢氣、變廢為寶、凈化環境的多重意義。具體來講環冷余熱回收的意義體現在如下幾個方面:
1)利用燒結環冷機煙氣余熱發電，部分代替來自電網的以化石燃料為能源的供電量，從而起到減少溫室氣體排放的效果;
2)降低邯鋼燒結工序能耗，促進資源節約，降低邯鋼的單位產值的能耗，增加企業的效益;
3)有利于企業可持續發展目標的實現，減少當地由常規火電廠帶來的S02, NOX、粉塵之類的大氣污染物，有助于改善當地的能源結構，提高能源安全。
2、邯鋼新區燒結余熱發電技術
邯鄲鋼鐵廠邯鋼新區2條燒結生產線，每條燒結生產線配置1臺360m2燒結機和1臺415m2環冷機。每臺環冷機配置5臺相同的鼓風機，每臺鼓風機風量為45. 3~48. 4X 104Nm3/h，風壓約為3648~-4070Pa，上述鼓風機的送風穿透環冷機上礦料料層，礦料被冷卻到150~200℃后送入下一道工序;冷風和礦料換熱后變為450~150℃的熱煙氣，分別排向大氣，上述熱煙氣中含有的一定數量的礦物粉塵也隨之排向空中。為利用鋼鐵廠燒結環冷機所產生的廢氣的顯熱，邯鋼新區燒結配置2套68t/h雙壓低溫余熱鍋爐，和1套25MW低溫補汽凝汽式汽輪發電機組，將廢氣通過余熱鍋爐回收熱量而產生的過熱蒸汽，用于汽輪發電機組發電。
2. 1燒結環冷機煙氣系統。燒結環冷機原有22個相通的風室，燒結余熱發電工藝將其1 # ~5#風室(對應1#風機)和6 #~10#風室(對應2#風機)的煙氣收集起來，分別從通過煙氣系統的1#和2#煙道進入余熱鍋爐，作為余熱鍋爐的熱量來源。
在1#風機范圍內的排氣煙道上設置1座沖擊擋板沉降式除塵器，1#和2#鼓風機范圍內煙氣共用1臺循環風機(液力偶合器調速)和1座備用排空煙囪，并在每套余熱鍋爐的煙氣系統上分別設置3套三通擋板門，以利于余熱回收系統故障時隨時隔離余熱回收系統，保證燒結生產的正常進行。
循環風機出口風(I#, 2#環冷風機作備用)通過環冷機被加熱到4000C左右后，分別通過擋板門引入到余熱鍋爐，(當余熱爐故障時擋板風門可切換到排空)，1#, 2#被加熱的煙風在進入余熱爐之前先以簡易擋板式除塵器簡單除塵(除塵50%)。通過余熱爐熱后煙氣被降為1500 C左右。通過除塵器除塵之后，經循環風機通過閘板門再次進入環冷機，當余熱爐故障時閘板門關閉，環冷機需要的冷卻風仍從原1#. 2#環冷風機入口。
循環風機入口前需要再補充15%的冷風進入，以使進入環冷風的風量能達到原來的數值。
2. 2燒結余熱發電工藝參數:邯鋼新區燒結配置2套68t/h雙壓低溫余熱鍋爐QC400 (400) /450 350)-70 20)-2.35 (0.49) /425 (230)型余熱鍋爐，為雙壓無補燃自然循環鍋爐，適用于燒結環冷機排氣煙氣的余熱回收及除塵。
本鍋爐采用塔式布置(緊身密封)，當鍋爐進入工作狀態時，煙氣水平流向鍋爐頂部的入口轉角煙道，依次流經本體各受熱面，經換熱后的煙氣從鍋爐底部排出。
本鍋爐的汽水系統由前述各受熱面管箱、高壓鍋筒、低壓鍋筒、減溫器、過熱器集汽集箱所組成。鍋爐的給水(凝結水)經各自的給水操縱臺進入省煤器加熱后，接近飽和溫度的水進入鍋筒，鍋筒內的水經下降管進入蒸發器，在蒸發器內受熱后成為汽水混合物又回到鍋筒(分離器)，在鍋筒(分離器)內進行汽水分離，分離下來的水回到鍋筒的水空間，飽和蒸汽則通過飽和蒸汽引出管被送到過熱器，飽和蒸汽在過熱器內被加熱成過熱蒸汽，然后經減溫器調溫，達到規定的蒸汽溫度后，經主汽管送入汽輪機。
3、燒結余熱發電環保節能效益
燒結冷卻風機目前共有10臺，按以前工藝流程，廢氣均不經處理，直接向大氣排放。燒結余熱發電工藝的廢煙氣排放由開式改為閉式，進入余熱爐的煙塵原則上不排放，燒結余熱發電工藝上馬后，每臺每小時可減排7. 7t/h，按年運行8000小時計算，2套燒結機每年可減排12. 32萬t煙塵。
燒結余熱發電工藝為了減少循環風機的的磨損，環冷機排出的冷卻風進入了循環風機前均進行了除塵，綜合除塵效率大約為80，按鍋爐含塵量lOg/m3，總煙氣量770100m3/h計算，2臺余熱鍋爐煙塵(主要為鐵砂)收集量12. 32t/h。每年可收集鐵砂9. 856萬噸。
4、邯鋼燒結余熱發電工藝兵.如下特點和優勢
1)燒結余熱發電工藝采用環冷機廢煙氣余熱回收發電，不但不需要消耗任何化石燃料，而且邯鋼集團燒結環冷機余熱發電工程大幅度減少環冷機對空排放的熱量，減少熱污染效果顯著。
2)余熱鍋爐尾氣返送進環冷機循環利用，一方面提高了鍋爐的進口煙溫，增大了鍋爐的蒸發量，增加了汽輪發電機組的發電量:另一方面阻止了環冷廢氣中礦塵的向空排放，對環境保護起到重要作用。
3)余熱利用煙氣系統帶100%旁路系統，若余熱鍋爐發電機組出現故障，控制系統可快速的啟動原1#, 2#環冷風機，同時關閉煙囪上煙氣切換擋板門，切換到原有工況下運行，充分保證燒結主工藝的安全和正常運行。
4)鍋爐采用雙通道煙氣進氣系統，高溫煙氣經部分高壓受熱面換熱，低溫煙氣經部分低壓受熱面換熱，高溫煙氣煙溫降至與低溫煙氣相當后，兩股煙氣混合再與其余的受熱面換熱，充分利用煙氣的不同品質，實現煙氣熱能的梯級利用，提高能源回收效率。
5)采用雙壓余熱鍋爐及雙壓補汽式汽輪機。燒結余熱發電工藝采用雙壓余熱鍋爐，熱能回收效率在各種余熱回收方案中是效率最高的，可以最大幅度地回收環冷廢氣中的熱量;雙壓補汽式汽輪機可以充分利用余熱鍋爐產生的過熱蒸汽，提高發電。
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