烧结烟气余热利用

4 3 400m2烧结环冷机尾部冷却风余热利用烧结环冷机尾部冷却风余热利用 4 3 1 环冷机烟气系统 400m2烧结机余热发电工程也是较早建成的同类项目 具备一 定代表性 它采用双压 双进气 一体化除氧器 自然循环余热锅 炉 烟气侧采用开式系统 串级冷却方式 余热锅炉排出的烟气直接 经引风机排至大气 环冷机高温段采用从低温段烟罩收集的热废气 作为烧结矿的冷却风 由于 400m2烧结机规模较大 余热锅炉排出的烟气量约 60 万 Nm3 h 温度 130 仍有可观的可利用热量 如果直接排放将造成 很大的资源浪费 本工程拟改变原环冷机烟气循环系统的循环方式 用原余热锅 炉排放的烟气代替环冷机 3 烟囱收集的低温烟气 作为环冷机 1 区 的冷却风 重新核算风机能力 原 1 区的循环风机利旧 3 烟囱收 集的低温烟气进入新建设的热水锅炉产生热水进行采暖供热 环冷机的烟罩第三区段已经进行了绝热 密封的设计 本工程 不在对第三区段的烟罩进行改造 通过环冷机的 3 烟囱收集的高温 烟气引出至余热热水锅炉 3 烟囱上设置四通管道 配置电动切换蝶阀 热水锅炉正常工 作时 打开新增的烟气管道阀门 关闭烟囱阀门及原循环管道阀门 将烟气导入热水锅炉烟道 在热水锅炉停止运行时 关闭烟气进入 余热锅炉的阀门 打开烟囱阀门 将烟气直接排入大气 或者打开 原循环管道阀门进行原设计的烟气循环冷却 从环冷机 3 烟囱收集的高温烟气进入锅炉 在锅炉内充分换热 产生高温热水 换热后的烟气降至 90 左右 经引风机后排放烟囱 排入大气 在原余热锅炉后烟囱上设置三通管道 配置电动切换蝶阀 如 采用烟气循环方式时 关闭烟囱阀门将余热锅炉换热后的热废气 通过循环风机及烟气管道将烟气引入环冷机一区 如采不用烟气循 环方式时 打开锅炉后烟囱阀门 将烟气直接排空 4 3 2 环冷机烟气量分配 在保证不影响原 400m2烧结余热利用系统的情况下 采用合理 的分区方法 尽可能多的利用环冷机三段的高温烟气及余热锅炉排 放的烟气 烧结矿的热力学数据模型烧结矿的热力学数据模型 热烧结矿平均比热经验公式为 CP 0 115 0 257 10 3 T 373 0 0125 10 5 T 373 2 4 1868 式中 CP 烧结矿的平均比热 单位 kJ kg T 绝对温度 单位 K 本工程计算以大气温度 20 时作为基础 废热气收集结果见 表 4 1 表 4 1 废烟气收集特性废烟气收集特性 项目单位数值用途 烟气温度 420高温烟气 收集区域烟气流量KNm3 h275 0 用于原余热锅 炉产蒸汽发电 烟气温度 320中温烟气 收集区域烟气流量KNm3 h295 0 用于原余热锅 炉产蒸汽发电 烟气温度 170低温烟气 收集区域烟气流量KNm3 h284 0 用于热水锅炉 产热水 4 3 3 余热收集的主要措施 主要技术措施有如下几个方面 1 烟罩与台车间的密封 收集区域 采用专有的刚柔性密封技术改造烟罩与台车上缘之间的密封装 置 2 烟罩及烟囱设置保温层 以减少辐射热损失和对流热损失 3 其它漏风点的密封 4 3 4 流场优化技术 合理设计环冷机烟气收集烟罩 消除死角 压力均等 避免烟 罩压力偏差过大 导致局部热风大量外漏 冷风大量内侵 造成热 损和温损两种并存的缺陷 4 3 5 余热收集系统 如前所述 现有的 400m2烧结冷却余热发电系统烟气侧采用串 级冷却 余热锅炉排出的大量烟气余热未得到利用 本次拟将串级冷却系统改造为部分循环系统 具体流程见图 4 1 图 4 1 400m2烧结环冷机余热利用流程图 该环冷机未设置 1 鼓风机 而是采用的循环风机 该风机正常 生产时自环冷烟罩 3 烟囱吸取热风 非正常情况可自大气吸风 本次拟将现有的 3 烟囱增设一个旁路 将该区段的热废气引至 余热水水锅炉 设置电动蝶阀 以便操作切换 非采暖季节恢复原 有的串级冷却方式运行 余热锅炉烟囱增设两个电蝶阀 一路至循环风机冷风吸入口 一路排至大气 至大气的蝶阀正常情况下部分关闭 允许余热锅炉 排烟一部分排空 一部分至循环风机 该方式与 320m2烧结冷却余 热发电现有烟气系统相同 在生产上完全可行 经测算 废气收集成果见表 4 2 表 4 2 余热收集特性表余热收集特性表 烟囱 烟气流量 kNm3 h 烟气温度 1 烟囱330 6440 2 烟囱270 3320 3 烟囱284 0170 4 3 6 余热回收装置 该系统余热回收装置与 320m2结构 类型相同 只是供热量不 同 在此不再赘述 设计压力 1 6MPa 供回水温度 66 5 49 热水循环流量约 390 0t h 供热功率 8 0MW 余热锅炉烟气阻力约 450Pa 排烟温度 91 5 3 余热热水锅炉放水接入现有的余热锅炉排污扩容系统 4 3 7 废气排放系统 由余热锅炉排出的烟气被引风机抽吸 经烟囱排至大气 风机 入口配置电动调节风门 风机采用变频调速电机拖动 风机后设置钢制烟囱一座 直径 2 6m 高度暂定 40m 4 4 320 m2烧结环冷机尾部冷却风余热利用烧结环冷机尾部冷却风余热利用 4 4 1 带冷机烟气系统 320m2烧结机余热发电工程建成较早 为国内第二套同类项目 国内第一套独立知识产权的烧结矿冷却余热发电装置 它采用双压 单进气 强制循环余热锅炉 烟气采用部分循环 目前 320m2烧结冷却余热发电系统仅利用了带冷机的 1 烟囱高 温段烟气及 2 烟囱部分中温段烟气 其余的高温烟气处于放空状态 造成能源浪费和大气的热污染 经实地调研和现场数据核算 带冷 机 3 烟囱的排放的年平均温度在 220 左右 该处高温烟气可作为 优质采暖热源加以利用 本工程拟对带冷机的烟罩第三区段进行绝热 密封 隔断改造 收集的高温烟气通过带冷机的 3 烟囱引出至余热热水锅炉 3 烟囱 上设置三通管道 配置电动切换蝶阀 正常工作时 打开烟气管道 阀门 关闭烟囱阀门 将烟气导入热水锅炉烟道 在热水锅炉停止 运行时 关闭烟气进入余热锅炉的阀门 打开烟囱阀门 将烟气直 接排入大气 从带冷机 3 烟囱收集的高温烟气进入锅炉 在锅炉内充分换热 产生高温热水 换热后的烟气降至 90 左右 经引风机后排放烟囱 排入大气 具体流程见图 4 2 图 4 2 320m2烧结环冷机余热利用流程图烧结环冷机余热利用流程图 4 4 2 带冷机烟气量分配 在保证不影响原 320m2烧结余热利用系统的情况下 采用合理 的分区方法 尽可能多的利用带冷机三段的高温烟气 烧结矿的热力学数据模型烧结矿的热力学数据模型 热烧结矿平均比热经验公式为 CP 0 115 0 257 10 3 T 373 0 0125 10 5 T 373 2 4 1868 式中 CP 烧结矿的平均比热 单位 kJ kg T 绝对温度 单位 K 本工程计算以大气温度 20 时作为基础 废热气收集结果见表 4 3 表 4 3 废烟气收集特性废烟气收集特性 项目单位数值用途 烟气温度 400高温烟气 收集区域烟气流量KNm3 h393 用于原余热锅 炉产蒸汽发电 烟气温度 220中温烟气 收集区域烟气流量KNm3 h230 用于热水锅炉 产热水 4 4 3 余热收集采取的主要措施和流场优化技术同 400 m2烧结机余 热回收 4 4 4 320 m2余热收集系统 如前所述 现有的 320m2烧结冷却余热发电仅利用了废气温度 较高烟罩区段 其余处于放空状态 经实地调研和测算 该废气可 作为优质采暖热源 本次拟对烟罩第三区段进行绝热 密封 隔断改造 收集的热 废气通过 3 烟囱引出至余热热水锅炉 作为载热体 3 烟囱增设电 动蝶阀两套 一路去大气 一路去余热锅炉 非采暖季节废气直接排至大气 余热热水锅炉停用 新增的系统对现有的余热发电系统无任何不利影响 在工艺上 近乎独立 结合现有余热发电系统 测算余热收集成果见表 4 4 表 4 4 余热收集特性表余热收集特性表 烟囱 烟气流量 kNm3 h 烟气温度 1 烟囱 2 烟囱 393 0400 3 烟囱230 0220 4 4 5 320m2余热回收装置 采用双集箱 立式烟道 螺旋翅片管热水锅炉 设计压力 1 6MPa 供回水温度 66 5 49 热水循环流量约 515 0t h 供热功 率 10 6MW 余热锅炉烟气阻力约 450Pa 排烟温度 91 5 3 锅炉设置燃气脉冲吹灰装置 与烧结发电余热锅炉吹灰装置相 同 保证余热锅炉性能长期稳定 余热锅炉设有安全阀 排气阀 放水阀等必要的附属设施 配 有完善的检测仪表 余热热水锅炉放水接入现有的余热锅炉排污扩容系统 4 4 6 废气排放系统 由余热锅炉排出的烟气被引风机抽吸 经烟囱排至大气 风机 入口配置电动调节风门 风机采用变频调速电机拖动 风机后设置钢制烟囱一座 直径 2 4m 高度暂定 40m 4 5 供热系统供热系统 4 5 1 系统构成 本次拟将深度利用的热废气合建成一个供热站 分成两个系统 每套系统均设置开一备一的热水循环泵两台 变频驱动 每套 系统均设开一备一的补水定压泵两台 变频驱动 两套系统合用一 座补水定压水箱 系统补水来自生产新水 送至补水箱 设置水位控制装置及流 量测量计算装置 4 5 2 供热站 本工程建设一处供热站 分为水泵间和配电间 其中配电间设 有控制室 采用单层结构 水泵间布置有 4 台热水循环泵 4 台补水定压泵 一座补水箱 和两套加药装置 设有检修所需的起重设备 4 5 3 热力管网 供热站与热用户接口设在 1750m3高炉冲渣水供热站处 采用母 管制式 供热母管设有热量计 设有供回水管各一条 采用架空敷 设 供热站与热源之间采用双供单回方式 320m2和 400m2分别供 水 锅炉出水合并至一条母管 连接至泵站 管道选用螺旋焊接管 拟采用直埋方式敷设 系统总循环水量约 900m3 h 供回水温度设计值为 65 50 供水系统设计压力 1 6MPa 4 6 工艺流程图工艺流程图 工艺流程图见图 4 3 图 4 3 工艺流程图工艺流程图 4 7 主要设备表主要设备表 序序 号号 名称名称规格 型号规格 型号 单单 位位 数数 量量 备备 注注 一一能源能源 1热水锅炉 Q 230 220 10 6 1 6 65 50 50 进水 65 出水 出口压力 1 2MPa 出口流量 515t h 台1 2热水锅炉 Q 284 170 8 0 1 6 65 50 50 进水 65 出水 出口压力 1 2MPa 出口流量 390t h 台1 3吹灰装置套2 4加药装置1 箱 2 泵套2 5循环水泵 流量 520m3 h 扬程 62mH2O 耐受温度 70 台2 6循环水泵 流量 390m3 h 扬程 72mH2O 耐受温度 70 台2 7补水泵流量 25m3 h 扬程 55mH2O台2 8补水泵流量 20m3 h 扬程 58mH2O台2 序序 号号 名称名称规格 型号规格 型号 单单 位位 数数 量量 备备 注注 9轴流风机T35 11 2 8台2 二二烧结烧结 1引风机风机型号 Y4 73 14No28F台1 2引风机风机型号 Y4 73 14No31F台1 3电动蝶阀DN3000 300 台3 4电动蝶阀DN3700 300 台1 5电动蝶阀DN4000 300 台1 6烟气管道膨胀节DN3000 300 套2 7烟气管道膨胀节DN3700 300 台1 三三电气电气 泵站区域泵站区域 1 高压开关柜 含保护 装置及后台监控 KYN28 12台2 2低压配电屏 GGD2 型 低压元器件品牌为施耐德 台11 3干式变压器SCB10 630 10 0 4台2 4隔离开关YFN18 10R 200A Ir 100A台2 5PLC 柜威图 800X600X2200 台1 6PLC 控制系统西门子 S7 300 系列套1 7照明箱PZ30台4 8电动葫芦开关箱JXF3001台1 9现场检修箱台2 10现场操作箱JXF3001台8 11封闭母线1250A米12 12监控软件WinCC 1024 点套1 13编程软件Step7 5 4 中文版套1 14 应用软件 编程人员 所编程序 套1 15上位监控设备 DELL CPU3 0GHz 内存 4G 硬 盘 500G 带以太网卡 套1 16打印机HP台1 17工程师站IBM T62 双核 1 8G 4G 320G 台1 序序 号号 名称名称规格 型号规格 型号 单单 位位 数数 量量 备备 注注 18操作台1500X1100X650 长 X 宽 X 高 个1 19显示器飞利浦 22 液晶台1 20以太网交换机台1 21UPS 电源 5KVA 380V 220V 台1 22通讯电缆及附件套1 2311KW 变频器台4 24160KW 软启动台4 320m2 烧结区域锅炉系统烧结区域锅炉系统 1低压配电屏 GGD2 型 低压元器件品牌为施耐德 台2 2现场操作箱JXF3001台3 3照明箱JXF3001台1 4现场检修箱台1 5PLC 控制系统AB 罗克韦尔 系列 6 应用软件 编程人员 所编程序 在现有程 序上进行修改 套1 7160KW 变频器台1 400m2烧结区域锅炉系统烧结区域锅炉系统