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邯鋼西區(qū)燒結(jié)余熱發(fā)電技術(shù)應(yīng)用的探討論文
論文關(guān)鍵詞:廢氣余熱回收;燒結(jié)余熱發(fā)電:環(huán)保節(jié)能效益
論文摘要:介紹邯鋼西區(qū)燒結(jié)雙壓余熱鍋爐及雙壓補(bǔ)汽式汽輪機(jī)余熱發(fā)電技術(shù)，此發(fā)電技術(shù)不需要消耗一次能源，不產(chǎn)生額外的廢氣、廢渣、粉塵和其它有害氣體;且大幅度減少環(huán)冷機(jī)對空排放的熱量，減少熱污染效果顯著，具有充分利用低溫廢氣、變廢為寶、凈化環(huán)境的多重意義。
前言
在鋼鐵生產(chǎn)過程中，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)機(jī)煙氣和冷卻機(jī)廢氣的顯熱形式排入大氣。由于燒結(jié)環(huán)冷機(jī)廢氣的溫度不高，僅150~450℃，加上以前余熱回收技術(shù)的局限，余熱回收項目往往給人以“造價高，發(fā)電少，回收年限長”的印象，長期以來被人們忽略遺忘。
1、邯鋼燒結(jié)環(huán)冷機(jī)余熱回收班義
環(huán)冷機(jī)余熱的回收，是通過環(huán)冷煙氣低溫余熱鍋爐回收煙氣的低品味余熱能源，結(jié)合低溫余熱發(fā)電技術(shù)，用余熱鍋爐的過熱蒸汽來推動低參數(shù)的汽輪發(fā)電機(jī)組做功發(fā)電的最新成套技術(shù);其與火力發(fā)電相比，不需要消耗一次能源，不產(chǎn)生額外的廢氣、廢渣、粉塵和其它有害氣體;它是當(dāng)前工業(yè)企業(yè)節(jié)能和環(huán)保要求下的必然趨勢和產(chǎn)物，具有充分利用低溫廢氣、變廢為寶、凈化環(huán)境的多重意義。具體來講環(huán)冷余熱回收的意義體現(xiàn)在如下幾個方面:
1)利用燒結(jié)環(huán)冷機(jī)煙氣余熱發(fā)電，部分代替來自電網(wǎng)的以化石燃料為能源的供電量，從而起到減少溫室氣體排放的效果;
2)降低邯鋼燒結(jié)工序能耗，促進(jìn)資源節(jié)約，降低邯鋼的單位產(chǎn)值的能耗，增加企業(yè)的效益;
3)有利于企業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實現(xiàn)，減少當(dāng)?shù)赜沙Ｒ?guī)火電廠帶來的S02, NOX、粉塵之類的大氣污染物，有助于改善當(dāng)?shù)氐哪茉唇Y(jié)構(gòu)，提高能源安全。
2、邯鋼新區(qū)燒結(jié)余熱發(fā)電技術(shù)
邯鄲鋼鐵廠邯鋼新區(qū)2條燒結(jié)生產(chǎn)線，每條燒結(jié)生產(chǎn)線配置1臺360m2燒結(jié)機(jī)和1臺415m2環(huán)冷機(jī)。每臺環(huán)冷機(jī)配置5臺相同的鼓風(fēng)機(jī)，每臺鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量為45. 3~48. 4X 104Nm3/h，風(fēng)壓約為3648~-4070Pa，上述鼓風(fēng)機(jī)的送風(fēng)穿透環(huán)冷機(jī)上礦料料層，礦料被冷卻到150~200℃后送入下一道工序;冷風(fēng)和礦料換熱后變?yōu)?50~150℃的熱煙氣，分別排向大氣，上述熱煙氣中含有的一定數(shù)量的礦物粉塵也隨之排向空中。為利用鋼鐵廠燒結(jié)環(huán)冷機(jī)所產(chǎn)生的廢氣的顯熱，邯鋼新區(qū)燒結(jié)配置2套68t/h雙壓低溫余熱鍋爐，和1套25MW低溫補(bǔ)汽凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組，將廢氣通過余熱鍋爐回收熱量而產(chǎn)生的過熱蒸汽，用于汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。
2. 1燒結(jié)環(huán)冷機(jī)煙氣系統(tǒng)。燒結(jié)環(huán)冷機(jī)原有22個相通的風(fēng)室，燒結(jié)余熱發(fā)電工藝將其1 # ~5#風(fēng)室(對應(yīng)1#風(fēng)機(jī))和6 #~10#風(fēng)室(對應(yīng)2#風(fēng)機(jī))的煙氣收集起來，分別從通過煙氣系統(tǒng)的1#和2#煙道進(jìn)入余熱鍋爐，作為余熱鍋爐的熱量來源。
在1#風(fēng)機(jī)范圍內(nèi)的排氣煙道上設(shè)置1座沖擊擋板沉降式除塵器，1#和2#鼓風(fēng)機(jī)范圍內(nèi)煙氣共用1臺循環(huán)風(fēng)機(jī)(液力偶合器調(diào)速)和1座備用排空煙囪，并在每套余熱鍋爐的煙氣系統(tǒng)上分別設(shè)置3套三通擋板門，以利于余熱回收系統(tǒng)故障時隨時隔離余熱回收系統(tǒng)，保證燒結(jié)生產(chǎn)的正常進(jìn)行。
循環(huán)風(fēng)機(jī)出口風(fēng)(I#, 2#環(huán)冷風(fēng)機(jī)作備用)通過環(huán)冷機(jī)被加熱到4000C左右后，分別通過擋板門引入到余熱鍋爐，(當(dāng)余熱爐故障時擋板風(fēng)門可切換到排空)，1#, 2#被加熱的煙風(fēng)在進(jìn)入余熱爐之前先以簡易擋板式除塵器簡單除塵(除塵50%)。通過余熱爐熱后煙氣被降為1500 C左右。通過除塵器除塵之后，經(jīng)循環(huán)風(fēng)機(jī)通過閘板門再次進(jìn)入環(huán)冷機(jī)，當(dāng)余熱爐故障時閘板門關(guān)閉，環(huán)冷機(jī)需要的冷卻風(fēng)仍從原1#. 2#環(huán)冷風(fēng)機(jī)入口。
循環(huán)風(fēng)機(jī)入口前需要再補(bǔ)充15%的冷風(fēng)進(jìn)入，以使進(jìn)入環(huán)冷風(fēng)的風(fēng)量能達(dá)到原來的數(shù)值。
2. 2燒結(jié)余熱發(fā)電工藝參數(shù):邯鋼新區(qū)燒結(jié)配置2套68t/h雙壓低溫余熱鍋爐QC400 (400) /450 350)-70 20)-2.35 (0.49) /425 (230)型余熱鍋爐，為雙壓無補(bǔ)燃自然循環(huán)鍋爐，適用于燒結(jié)環(huán)冷機(jī)排氣煙氣的余熱回收及除塵。
本鍋爐采用塔式布置(緊身密封)，當(dāng)鍋爐進(jìn)入工作狀態(tài)時，煙氣水平流向鍋爐頂部的入口轉(zhuǎn)角煙道，依次流經(jīng)本體各受熱面，經(jīng)換熱后的煙氣從鍋爐底部排出。
本鍋爐的汽水系統(tǒng)由前述各受熱面管箱、高壓鍋筒、低壓鍋筒、減溫器、過熱器集汽集箱所組成。鍋爐的給水(凝結(jié)水)經(jīng)各自的給水操縱臺進(jìn)入省煤器加熱后，接近飽和溫度的水進(jìn)入鍋筒，鍋筒內(nèi)的水經(jīng)下降管進(jìn)入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器內(nèi)受熱后成為汽水混合物又回到鍋筒(分離器)，在鍋筒(分離器)內(nèi)進(jìn)行汽水分離，分離下來的水回到鍋筒的水空間，飽和蒸汽則通過飽和蒸汽引出管被送到過熱器，飽和蒸汽在過熱器內(nèi)被加熱成過熱蒸汽，然后經(jīng)減溫器調(diào)溫，達(dá)到規(guī)定的蒸汽溫度后，經(jīng)主汽管送入汽輪機(jī)。
3、燒結(jié)余熱發(fā)電環(huán)保節(jié)能效益
燒結(jié)冷卻風(fēng)機(jī)目前共有10臺，按以前工藝流程，廢氣均不經(jīng)處理，直接向大氣排放。燒結(jié)余熱發(fā)電工藝的廢煙氣排放由開式改為閉式，進(jìn)入余熱爐的煙塵原則上不排放，燒結(jié)余熱發(fā)電工藝上馬后，每臺每小時可減排7. 7t/h，按年運(yùn)行8000小時計算，2套燒結(jié)機(jī)每年可減排12. 32萬t煙塵。
燒結(jié)余熱發(fā)電工藝為了減少循環(huán)風(fēng)機(jī)的的磨損，環(huán)冷機(jī)排出的冷卻風(fēng)進(jìn)入了循環(huán)風(fēng)機(jī)前均進(jìn)行了除塵，綜合除塵效率大約為80，按鍋爐含塵量lOg/m3，總煙氣量770100m3/h計算，2臺余熱鍋爐煙塵(主要為鐵砂)收集量12. 32t/h。每年可收集鐵砂9. 856萬噸。
4、邯鋼燒結(jié)余熱發(fā)電工藝兵.如下特點和優(yōu)勢
1)燒結(jié)余熱發(fā)電工藝采用環(huán)冷機(jī)廢煙氣余熱回收發(fā)電，不但不需要消耗任何化石燃料，而且邯鋼集團(tuán)燒結(jié)環(huán)冷機(jī)余熱發(fā)電工程大幅度減少環(huán)冷機(jī)對空排放的熱量，減少熱污染效果顯著。
2)余熱鍋爐尾氣返送進(jìn)環(huán)冷機(jī)循環(huán)利用，一方面提高了鍋爐的進(jìn)口煙溫，增大了鍋爐的蒸發(fā)量，增加了汽輪發(fā)電機(jī)組的發(fā)電量:另一方面阻止了環(huán)冷廢氣中礦塵的向空排放，對環(huán)境保護(hù)起到重要作用。
3)余熱利用煙氣系統(tǒng)帶100%旁路系統(tǒng)，若余熱鍋爐發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)故障，控制系統(tǒng)可快速的啟動原1#, 2#環(huán)冷風(fēng)機(jī)，同時關(guān)閉煙囪上煙氣切換擋板門，切換到原有工況下運(yùn)行，充分保證燒結(jié)主工藝的安全和正常運(yùn)行。
4)鍋爐采用雙通道煙氣進(jìn)氣系統(tǒng)，高溫?zé)煔饨?jīng)部分高壓受熱面換熱，低溫?zé)煔饨?jīng)部分低壓受熱面換熱，高溫?zé)煔鉄煖亟抵僚c低溫?zé)煔庀喈?dāng)后，兩股煙氣混合再與其余的受熱面換熱，充分利用煙氣的不同品質(zhì)，實現(xiàn)煙氣熱能的梯級利用，提高能源回收效率。
5)采用雙壓余熱鍋爐及雙壓補(bǔ)汽式汽輪機(jī)。燒結(jié)余熱發(fā)電工藝采用雙壓余熱鍋爐，熱能回收效率在各種余熱回收方案中是效率最高的，可以最大幅度地回收環(huán)冷廢氣中的熱量;雙壓補(bǔ)汽式汽輪機(jī)可以充分利用余熱鍋爐產(chǎn)生的過熱蒸汽，提高發(fā)電。
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