钢铁公司烧结余热回收发电工程

郭海涛

河钢承钢炼铁事业部河北省067102

摘要：当烧结机组工作时，烟气显热，烧结显热占烧结能耗的一半以上。在生产过程中，可以有效地利用释放出来的热能资源，循环利用是降低烧结能耗的主要途径之一。钢铁厂烧结余热发电过程采用双压锅炉和汽轮机，满足在生产过程中放出的热量进行分级回收和回用，发挥了蒸汽的平衡作用，使蒸汽压力达到稳定的目标。在钢铁企业中，烧结过程的总能耗约为热能的一半。由于我国能源紧张，节约能源、降低能耗十分重要。因此，钢铁厂采用多种余热回收利用方式，希望能满足企业节能降耗的需要，也希望能创造更多的经济效益。以某钢铁（集团）有限公司烧结余热发电工程为例，介绍了烧结烟气余热技术的有效回收利用，针对工程实际中的一些技术问题进行了探讨。

关键词：烧结；烟气余热回收；发电

1项目概况

1.1烧结工艺主要设备参数

某钢铁公司现有4条烧结生产线：3×90m2烧结生产线，一条126m2烧结生产线126m2烧结生产线，配备126m2烧结机，一台鼓风机，一台冷却器；4台冷却风扇。90m2烧结生产线配备90m2烧结机、一台主风机、一台冷却器和4台冷却风机。

由于烧结烟气和冷却机废气温度不高、中、低温余热的时候，空气的直接排放，没有余热回收，造成钢铁厂严重的热污染；同时还对余热资源的严重浪费。公司决定建设烧结余热发电项目，回收这些宝贵的资源。

1.2主要系统和设备配置

烧结余热发电过程分为两部分，部分是余热回收烟气系统，部分是热力系统。烟风系统将导致余热锅炉烟气冷却器、低压蒸汽和蒸汽产生，导致汽轮机热力系统，从而推动涡轮发电后的蒸汽凝结成水，然后送往锅炉，完成最后的热力学周期。

基于烧结工艺的设备配置，对余热资源的126平方米烧结系统烟气复合循环系统温度（尾和环冷机余热锅炉）；90平方米烧结与闭式循环冷却器废热回收系统冷却系统，支持1台7.5MW凝汽式汽轮机发电系统。

根据蒸汽热平衡系统，考虑该项目的汽水损失，新的7.5兆瓦的蒸汽汽轮发电机组1套（1）主持人：单位：1套汽轮机组的冷凝型参数：最大功率：9兆瓦额定蒸汽量：38吨/小时的主蒸汽阀前蒸汽压力：0.8MPa（a）+0.3-0.1在主汽阀前蒸汽温度：171±20℃额定蒸汽量：0~8t/h

补汽速关阀前压力：0.4±0.1MPa(a)

补汽温度:145+20-40℃

额定排汽压力：~0.007MPa(a)

发电机：台数：1台

额定功率：9MW

额定电压：10.5kV

额定转速：3000r/min

功率因数：0.8

频率：50Hz

冷却方式：密闭循环空气系统

励磁方式：无刷励磁

主要热力系统包括四套余热锅炉和一台汽轮发电机组。

a、余热锅炉采用双压自然循环系统。锅炉汽水系统采用两种压力，充分回收废气的热量。汽轮机凝结水送入余热锅炉入口，由低温预热器送入锅炉除氧器。

冷凝锅炉水除氧，成为合格的。把水给两，一路通过降液管低压蒸发器，循环水的热量，低压除氧器由上升回管混合蒸汽水；低压除氧器蒸汽过热器的饱和蒸汽进入余热锅炉分离后，吸收为过热蒸汽在低压过热器；过热蒸汽经低压过热集箱，汇合后将低压蒸汽管网，统一送到电站，为汽轮机蒸汽；压水锅炉给水泵，先进入加热中压省煤器、非饱和水进入中压蒸汽袋的余热锅炉、高压水鼓。上升管和下降管、汽包炉水下管道为中压蒸发器吸收热量，变成由上升管返回滚筒，滚筒式磁选机的汽水混合物，饱和水进入下一个循环，中压饱和蒸汽过热器过热，中压过热蒸汽中压蒸汽管道送汇合后，统一发电站，作为主汽轮机。

b、汽轮发电机系统

从电厂余热锅炉四台高压过热蒸汽，进入主屋，然后发送到主蒸汽入口汇合，通过蒸汽管；四套电厂余热锅炉低压过热蒸汽进入主屋加入通过低压蒸汽管道管蒸汽涡轮机的蒸汽入口。蒸汽进入汽轮机后，在运行后凝结成水，凝结水泵加压后送回余热锅炉。如此反复，实现了一个完整的热力循环。

2本项目所采用的技术

烧结余热回收是烧结节能的一项工程。在保证烧结正常生产和维护的前提下，对烧结余热资源进行回收利用。本项目采用的技术和特点如下：

通过对气固传热数值模拟研究，建立一个先进的环形冷却机废气的排气温度和锅炉废气循环系统热，不仅保证了余热的充分利用，并保证质量，烧结和烧结矿的冷却效果，减少粉尘排放，改善环境。合理改造了环冷机和冷却器本体，改进了环冷机和冷却器，并使波纹管在小车与小车之间、小车与上部密封盖之间起到密封作用，充分回收高温烟气，提高烟气温度。本项目以风充分考虑冰箱的相同类型的废气温度波动的特点，结合我公司的冷却专利技术秘密的密封性等，使风提取的参数更准确，与锅炉的设计更为合理。余热锅炉受热面采用螺旋翅片管，提高了锅炉热效率，降低了锅炉容积。前翅片管考虑了磨损的预防措施，延长了锅炉的使用寿命。对于1×126m2烧结系统，采用恒温复合循环，在不影响烧结过程的前提下，增加余热发电。恒温复合循环技术完全恢复的尾巴和冷却废气余热（烟），空气温度控制技术、除尘管道内烟气温度控制技术，它可以提高尾气余热回收的稳定性，实现高参数蒸汽温度控制；技术结合热空气密封技术先进成熟循环，双压蒸汽系统，提高锅炉的火用效率恢复。

采用新型除氧器（低压汽包），稳定可靠，安装方便，维护方便。烧结机尾气受热面采用冲击波吹灰技术，防止锅炉积灰。热风密闭循环技术不仅稳定了排烟温度，而且提高了热回收率，没有废气和灰尘。采用废气旁路系统，确保余热锅炉大修或故障期间不影响烧结机正常生产。采用双滑线柔性机械密封装置，提高了冷却机的密封性能，减少了烟罩与台车、台车和波纹管之间的漏风，提高了余热锅炉产生的蒸汽的稳定性。利用中间汽轮机提高余热蒸汽利用率。

结束语

该项目2015年5月投产，运行良好，发电56.7×104kw/小时/每年，有超过2200元的年收入（扣除成本）。最高吨矿石发电量为25千瓦·h。该项目不消耗一次能源，不产生额外的废气、废渣、粉尘和其他有害气体。生产实践表明，生产后，烧结温度循环余热回收技术，对烧结烟气温度对口余热集成、能量梯级利用、烧结烟气余热回收的最大化，安全可靠，节约用煤量4700吨；大气环境排放量每年以12544吨；同时在总结时间减少427.8t/a，粉尘的排放量，节能减排效果显著的项目，具有良好的经济效益、环境效益和社会效益。

参考文献

[1]卓阿诚.S公司烧结厂余热回收利用（发电）项目可行性研究[D].华南理工大学,2012.

[2]路晓雯.烧结余热发电系统（火用）分析及蒸汽参数优化[D].河北理工大学,2010.

[3]吕艳丽.烧结环冷机余热发电系统的设计与研究[D].大连理工大学,2015.