節(jié)能環(huán)保、資源回收再利用是社會的主題。鋼鐵行業(yè)耗能巨大,其中,燒結(jié)環(huán)冷機節(jié)耗能就占鋼鐵生產(chǎn)1/10,并浪費巨大的可再用能源。高溫廢氣中含有大量粉塵,若不經(jīng)處理向大氣直接排放,則會造成粉塵污染與熱污染,同時浪費能源。在調(diào)查研究某鋼鐵企業(yè)的余熱資源后得出,環(huán)冷機的余熱資源充足,因此有必要對高溫廢氣余熱資源進行利用,余熱發(fā)電工程投產(chǎn)之后,其經(jīng)濟效益、社會效益、環(huán)境效益十分顯著。
? ? 1.目前國內(nèi)外燒結(jié)工程中余熱利用情況介紹
? ? 世界主要發(fā)達國家中,日本的資源尤其稀缺,其能源利用率處于世界先進水平。在余熱利用技術(shù)上,其理論與實踐應用領(lǐng)先于其他發(fā)達國家,取得成效明顯。在該國,鋼鐵企業(yè)都普遍安裝了余熱利用設施,用以發(fā)電或供熱,從而降低鋼鐵廠能耗。
? ? 在我國,上世紀90年代,上海寶鋼新建2#燒結(jié)機,向日本進口環(huán)冷機2臺。并在隨后改造了3#燒結(jié)機,寶鋼依靠自主創(chuàng)新,安裝了余熱利用設施,已投入使用。另外,太鋼、馬鋼等企業(yè)也相應從日本進口余熱鍋爐。在國外同行業(yè)余熱利用技術(shù)不斷進步現(xiàn)狀下,國內(nèi)鋼鐵行業(yè)不甘落后,在余熱利用技術(shù)自主創(chuàng)新能力明顯增強,技術(shù)瓶頸也逐漸被突破。但是,當前我國余熱利用的燒結(jié)機仍然僅占總量的5%左右,余熱發(fā)電設施也并無大規(guī)模興建。利用余熱利用技術(shù)和設施,實現(xiàn)現(xiàn)有資源利用的最大化,將是今后鋼鐵企業(yè)節(jié)能減排、降本增效的必然趨勢和要求。
? ? 2.本次工程概述
? ? 某北方地區(qū)的鋼鐵企業(yè)擁有220m2燒結(jié)環(huán)冷機2臺,原來煙氣直接排放污染大氣、浪費能源。經(jīng)研究分析,該集團燒結(jié)機可以安裝汽輪發(fā)電一組、余熱鍋爐兩套。
在經(jīng)技術(shù)人員研究與參考實測參數(shù)、相同型號燒結(jié)機運作狀態(tài),明確了燒結(jié)環(huán)冷機可向余熱鍋爐提供的煙氣條件:1、2段高溫端的熱煙氣,其出口溫度分別為365-520℃、256-365℃,平均溫度是425℃、320℃;246 960Nm3/h為額定熱煙氣流量;將煙囪與風罩設置在1段引出熱煙氣出口,將煙囪與風罩設置在2段高溫附近;排除點火余熱;150℃為余熱鍋爐的煙氣溫度;以500-1500mg/Nm3為煙氣含粉濃度,60℃<熱煙氣露點溫度。
? ? 3.設計余熱利用的方案
? ? 3.1.環(huán)冷機熱風數(shù)據(jù)
? ? 環(huán)冷機上設置有五臺冷卻鼓風機,并與五個冷卻段對應,鼓風機參數(shù)一致,265000m3/h為風量,3659Pa為其風壓。余熱鍋爐熱源是環(huán)冷機1、2段的熱煙氣。
? ? 余熱鍋爐熱煙氣的利用為循環(huán)利用法,即在余熱鍋爐的煙氣出口和環(huán)冷機1#相連,并從鼓風機吹出。在計量煙氣的熱平衡后,承認漏風系數(shù),設169000Nm3/h與7286900Nm3/h為1、2段熱煙氣抽出含量,并將其引進余熱鍋爐;150℃為余熱鍋爐煙氣排放溫度,246890Nm3/h為煙氣量。將再循環(huán)風機設置在余熱鍋爐的煙道出口,由1段鼓風機回收煙氣,實現(xiàn)熱風循環(huán)使用,1段1#鼓風機此時可停止運作待使用。這樣,1段排煙溫度將會得到提升,余熱鍋爐接受的熱風溫度也會增高,蒸汽可增產(chǎn)5%-10%。2段2#鼓風機照常運行,在檢修或余熱鍋爐發(fā)生事故時,可啟用備用1#鼓風機。蒸汽量因再循環(huán)熱風使用技術(shù),發(fā)電量相應得到提升,當會增加礦料出口的溫度。對此,燒結(jié)技術(shù)人員經(jīng)實踐考證后,發(fā)現(xiàn)20-32℃為礦料升溫范圍,符合技術(shù)要求。
? ? 將集氣煙囪設置在1、2段對應的風箱頂部,并將電動蝶閥設置于煙囪頂端附近。在煙囪中部設置引出管,讓余熱鍋爐接收環(huán)冷機排除的余熱蒸汽。當余熱鍋爐系統(tǒng)投入使用時,煙筒頂部的電動蝶閥將關(guān)閉,余熱鍋爐系統(tǒng)將會通過煙囪中部的引出管,接收全部的1段風箱產(chǎn)生的高溫廢氣;若余熱鍋爐系統(tǒng)因故停止使用時,煙筒頂部的電動蝶閥可打開,將環(huán)冷機產(chǎn)生的廢氣排出,確保環(huán)冷機順利運行不受影響。