燒結(jié)冷卻機(jī)余熱發(fā)電技術(shù)

陳偉

摘 要：分析當(dāng)前我國(guó)燒結(jié)環(huán)冷的煙氣余熱利用問(wèn)題，根據(jù)我國(guó)現(xiàn)階段建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的迫切要求，余熱利用和熱電聯(lián)產(chǎn)被作為重點(diǎn)節(jié)能工程提出，天津華能通過(guò)技術(shù)改造，成功解決煙氣污染問(wèn)題，利用余熱生產(chǎn)飽和蒸汽，供生產(chǎn)生活使用，具有非?，F(xiàn)實(shí)的意義。

關(guān)鍵詞：煙氣；高溫；翅片管蒸發(fā)器；蒸汽； 過(guò)熱器；布袋除塵器；熱管蒸發(fā)器

鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中，燒結(jié)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(jié)工序總能耗中，有近50%的熱能以燒結(jié)煙氣和冷卻機(jī)廢氣的顯熱形式排入大氣。燒結(jié)冷卻機(jī)余熱的回收，是通過(guò)回收燒結(jié)機(jī)尾落礦風(fēng)箱及燒結(jié)冷卻機(jī)密閉段的煙氣加熱余熱鍋爐來(lái)回收低品位余熱能源，結(jié)合低溫余熱發(fā)電技術(shù)，用余熱鍋爐的過(guò)熱蒸汽來(lái)推動(dòng)低參數(shù)汽輪發(fā)電機(jī)組做功發(fā)電的最新成套節(jié)能技術(shù)。

由冷卻機(jī)一段風(fēng)箱排出煙氣（300～450℃）擬進(jìn)行余熱發(fā)電， 2段和3段排出煙氣溫度（100℃及以下）較低，經(jīng)性?xún)r(jià)比計(jì)算，回收價(jià)值較低，同時(shí)考慮礦料的最終冷卻效果，不考慮回收，只考慮利用一段風(fēng)箱范圍內(nèi)的高溫?zé)煔膺M(jìn)行余熱回收。配置一條循環(huán)風(fēng)余熱鍋爐系統(tǒng)。

從簡(jiǎn)單的工藝流程圖可以看出：

在燒結(jié)環(huán)冷機(jī)一段風(fēng)箱和二段風(fēng)箱之間設(shè)置隔板，將兩端煙氣隔開(kāi)。在一段風(fēng)箱原有煙囪頂部加裝煙道碟閥并在煙囪上開(kāi)孔，設(shè)置一個(gè)引出煙道，并加設(shè)煙氣蝶閥，引出的高溫?zé)煔馐紫冗M(jìn)入撞擊式除塵器進(jìn)行粗除塵，然后高溫?zé)煔膺M(jìn)入余熱鍋爐，煙氣降溫到160℃進(jìn)入新增加的循環(huán)風(fēng)機(jī)。同時(shí)在進(jìn)入循環(huán)風(fēng)機(jī)前的煙道上設(shè)計(jì)一個(gè)混風(fēng)閥補(bǔ)冷風(fēng)。需要發(fā)電時(shí)，關(guān)閉煙囪頂部煙道閥，打開(kāi)引出煙道蝶閥，開(kāi)動(dòng)引風(fēng)機(jī)，煙氣由上部進(jìn)入余熱回收系統(tǒng)的溫度為300-450℃，煙氣從余熱回收系統(tǒng)上部進(jìn)入，經(jīng)換熱器將溫度降到160℃左右，經(jīng)引風(fēng)機(jī)鼓入原有冷卻風(fēng)系統(tǒng)，達(dá)到循環(huán)風(fēng)利用的目的，同時(shí)余熱鍋爐產(chǎn)生的230℃的過(guò)熱蒸汽去汽輪機(jī)發(fā)電。

主要設(shè)備及技術(shù)特點(diǎn)

一、撞擊式除塵器

從煙道過(guò)來(lái)的含塵氣體流過(guò)擴(kuò)大的截面流速降低，并與撞擊式除塵器內(nèi)部擋板相撞，顆粒大的固體沉降下來(lái)，并通過(guò)撞擊式除塵器下部的卸灰閥排走。撞擊式除塵器可以有效捕捉>50um經(jīng)的顆粒物，除塵效率只能達(dá)到50—60%。

1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，布局合理。采用擋板式，即煙氣與擋板相撞，使煙氣內(nèi)部比較大的顆粒物減少動(dòng)能，從而顆粒物落入下部灰斗最終通過(guò)卸灰閥排走。

2.擋板采用耐磨處理，提高使用壽命。撞擊式除塵器內(nèi)部擋板和煙氣接觸的部分附著一層耐磨鑄鐵，可以有效減少擋板的磨損，增加除塵器的使用壽命。

3.灰斗設(shè)計(jì)成大角度，角度一般≥60°，這樣不易積灰，且清灰方便，設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行。

4.制造、維護(hù)和檢修費(fèi)用低，使用安全、穩(wěn)定可靠、壽命長(zhǎng)。撞擊式除塵器是初步的粗除塵，可以將煙氣中的比較大的顆粒物清除掉，有效保護(hù)后面余熱鍋爐的換熱面免受損傷，起到保護(hù)余熱鍋爐的目的，大大延長(zhǎng)了余熱鍋爐的使用壽命的目的。

二、余熱鍋爐

煙氣通過(guò)煙氣進(jìn)口進(jìn)入余熱鍋爐，一次通過(guò)過(guò)熱器、蒸發(fā)器、省煤器煙氣溫度降溫到160℃去循環(huán)風(fēng)機(jī)，余熱鍋爐靠自然循環(huán)產(chǎn)生汽水混合物，在汽包內(nèi)產(chǎn)生飽和蒸汽進(jìn)入過(guò)熱器，在過(guò)熱器內(nèi)部過(guò)熱后送入外部發(fā)電系統(tǒng)。

1.組成

余熱鍋爐由換熱主體和旁置的汽包組成，又分過(guò)熱段、蒸汽段、省煤段。

2.特點(diǎn)

（1）結(jié)構(gòu)緊湊，布局合理，外型大多采用方箱型結(jié)構(gòu)鍋筒式布置。

（2）換熱效率高，運(yùn)行可靠穩(wěn)定

換熱元件采用無(wú)縫管+鋁翅片即翅片管：①結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳熱時(shí)沒(méi)有額外的能量損耗，等溫性良好傳熱效率高；②翅片根部與管子形成弧切、翅片表面光滑，徹底消除了其他形式翅片管由于翅片根部折疊不平易產(chǎn)生的積灰、堵灰、結(jié)渣現(xiàn)象；③單根可以拆卸更換，維護(hù)檢修方便；④受熱面密排布置，含塵煙氣上進(jìn)下出，煙氣以橫向沖刷為主，傳熱效果好。

（3）清灰方便

在設(shè)備箱體下午設(shè)置清灰裝置，通過(guò)下部的灰斗把余熱鍋爐內(nèi)部的灰收集在灰斗中，通過(guò)下部的卸灰裝置定期將灰排走。

（4）鎳基釬焊翅片管

翅片管采用鎳基釬焊翅片管技術(shù)，它是我公司1998年引進(jìn)的美國(guó)技術(shù)，它是一種新型翅片管焊接工藝，由繞片——噴粉——高溫?zé)Y(jié)等十余道工序組成。該工藝為碳鋼管表面在高溫真空狀態(tài)下使合金鍍層滲入碳鋼基體將翅片與基管焊接在一起，形成冶金連接。管片焊著率100%，接觸熱阻接近零。在翅片管表面燒結(jié)一層0.05mm左右致密、光滑的合金保護(hù)層，使普通碳鋼材料具有不銹鋼的性能，其表面硬度高，能在高溫、高流速和腐蝕性介質(zhì)的沖刷下工作，耐低溫酸露點(diǎn)腐蝕，表面光滑可減緩積灰。采用該技術(shù)的余熱鍋爐，其使用壽命較普通翅片管余熱鍋爐提高了2～3倍。

三、結(jié)語(yǔ)

1.結(jié)機(jī)余熱回收對(duì)鋼鐵企業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保，降低燒結(jié)生產(chǎn)成本和工序能耗有著重要意義。是燒結(jié)實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要途徑和發(fā)展趨勢(shì)。利用燒結(jié)余熱進(jìn)行發(fā)電具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2.目前國(guó)內(nèi)燒結(jié)冷卻機(jī)余熱發(fā)電還在不斷改進(jìn)和升級(jí)當(dāng)中，相信未來(lái)燒結(jié)余熱發(fā)電能夠?qū)崿F(xiàn)我國(guó)低碳環(huán)保的目標(biāo)。

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