烧结烟气余热利用

1、实用标准4.3 400m2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130C,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

2、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

3、热， 产生高温热水。换热后的烟气降至 90c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、 M.1868式中 CP一烧结矿的平均比热，单位：kJ/(kg G)T 绝对温度，单位：K。本工程计算以大气温度20c时作为基础，废热气收集结果见表4-1表4-1废烟气收集特性项目单位数值用途高温烟气 收集区域烟气温度C420用于原余热锅炉产烝汽发电烟气流量KNm3/h275.0中温烟气 收集区域烟气温度C320用于原余热锅炉产烝汽发电烟气流量KNm3/h295.0低温烟气收集区域烟气温度C170用于热水锅炉产热水烟气流量KNm3/h284.04.3.3 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

5、。(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4-1V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。

6、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，- 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余热收集特性表烟囱烟气流量(kNm3/h)烟气温度(C)1#烟囱330.64402#烟囱270.33203#烟囱284.01704.3.6 余热回收装置该系统余热回收装置与320m2结构、类型相同，

7、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 C ,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450Pq排烟温度91.5 6C。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

8、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220c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

9、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 c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 M.1868式中 CP一烧结矿的平均比热，单位：kJ/(kg

10、G)T 绝对温度，单位：K。本工程计算以大气温度 20 c时作为基础，废热气收集结果见表4-3。表4-3废烟气收集特性项目单位数值用途高温烟气 收集区域烟气温度C400用于原余热锅炉产烝汽发电烟气流量KNm3/h393中温烟气 收集区域烟气温度C220用于热水锅炉产热水烟气流量KNm3/h2304.4.3 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

11、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余热收集特性表烟囱烟气流量(kNm3/h)烟气温度(C)1 #烟囱+ 2#烟囱393.04003#烟囱230.02204.4.5 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66.5/49C,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45

12、0Pa,排烟温度91.5 6C。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，

13、 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。

14、系统总循环水量约 900m3/h,供回水温度设计值为 65c/50C。 供水系统设计压力1.6MPa。4.6 工艺流程图工艺流程图见图4-3。图4-3 工艺流程图4.7主要设备表序 号名称规格、型号单 位数量备 注一能源1热水锅炉Q=230/220-10.6-1.6-65/5050c进水65c出水，出口压力1.2MPa,出口流量 515t/h台12热水锅炉Q=284/170-8.0-1.6-65/5050c进水65c出水，出口压力1.2MPa,出口 流量 390t/h台13吹灰装置套24加药装置1箱2泵套25循环水泵流里：520m/h 扬程：62mH2。耐受温度：70 c台26循环水泵流量：3

15、90m3/h 扬程：72mH2。耐受温度：70 c台27补水泵流量：25m3/h 扬程：55mH2。台28补水泵流量：20m3/h 扬程：58mH2。台2序 号名称规格、型号单 位数量备 注9轴流风机T35-11M2.8台2二烧结1引风机风机型号：Y4-73-14NO28F台12引风机风机型号：Y4-73-14No31F台13电动蝶阀DN3000 300 c台34电动蝶阀DN3700 300 c台15电动蝶阀DN4000 300 c台16烟气管道膨胀节DN3000 300 c套27烟气管道膨胀节DN3700 300 c台1三电气泵站区域1局压开关柜（含保护 装置及后台监控）KYN28-12台2

16、2低压配电屏GGD2 型低压元器件品牌为施耐德台113干式变压器SCB10-630/10/0.4台24隔离升关YFN18-10R/200AIr=100A台25PLC柜威图( 800X600X2200)台16PLC控制系统西门子S7-300系列套17照明箱PZ30台48电动葫户开关箱JXF3001台19现场检修箱台210现场操作箱JXF3001台811封闭母线1250A米1212监控软件WinCC, 1024 点套113编程软件Step7 5.4中义版套114应用软件（编程人员所 编程序）套115上位监控设备DELL: CPU3.0GHz、内存 4G、硬 盘500G （带以太网卡）套116打印机HP台117工程师站IBM T62 (双核 1.8G/4G/320G)台1序 号名称规格、型号单 位数量备 注18操作台1500X1100X650(长 X 宽 X 高)个119显春飞利浦 22”液晶台120以太网交换机台121UPS电源(5KVA 380V/220V)台122通讯电缆及附件套12311KW变频器台424160KW软启动台4320m2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22现场操作箱JXF3001台33照明箱JXF3001台14现场检修箱台15PLC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171