安钢烧结环冷机低温余热发电工程
钢铁厂烧结机组余热利用工程节能评估报告
1 项目概况1.1 建设单位概况宝钢集团新疆八一钢铁有限公司。
1.2 项目概况项目名称：宝钢集团新疆八一钢铁有限公司新区烧结机组余热利用工程建设地点：八钢铁前新区。
项目性质：改建项目项目类型：生产性项目建设规模：1x30MW低温低压补汽凝汽式机组建设内容：用八钢烧结分厂现有2座265m2烧结机，1#265m2烧结机环冷机有效冷却面积为280m2，2#265m2烧结机环冷机有效冷却面积为360m2；1座430m2烧结机，430m2烧结机环冷机有效冷却面积为530m2，本设计回收3座环冷机的低温烟气余热，配置一台33MW凝汽式发电机组进行发电。
建设工期：2011年2月正式开工-2011年12月底正式投产发电，共计10个月。
项目周边环境：拟建八钢新区烧结余热发电33MW机组工程汽轮机区域位于八钢铁前新区，其南侧为高炉干煤棚，北邻在建的铁精粉圆形料仓，东邻新建空压站。
场地东西长约145m，南北最宽处约66m，总占地面积为9570㎡。
拟建场地地势平缓开阔，地形由西南向东北倾斜，平均坡度约1.6%，地面高程在820.46～822.58m。
1.3 建设方案简述1.3.1总平面布置：总平面布置共分两个布置区（主厂房布置区和烧结锅炉布置区）。
主厂房布置区根据八钢总体规划要求布置；烧结锅炉布置区根据烧结余热发电取风位置并结合现场空余场地布置。
1）汽机房区布置主厂房布置区主要布置有自然通风冷却塔、循环水泵房、主厂房，依次由西向东布置于八钢规划区域内。
南侧为高炉干煤棚，北邻在建的铁精粉圆形料仓，东邻新建空压站。
各建构筑物四周设环形道路，满足消防及设备运输要求。
2）1#烧结余热区布置1#烧结余热区主要布置有锅炉控制楼、1#锅炉、1#环冷风机及除尘器。
依次由西向东布置在1#环冷机南侧空地。
锅炉控制楼为1#、2#、3#锅炉共用。
3）2#烧结余热区布置2#烧结余热区主要布置有2#锅炉、2#环冷风机及除尘器。
依次由南向北布置在2#环冷机西侧。
烧结环冷机余热回收利用技术
建材发展导向2018年第02期118烧结过程是将燃料、溶剂和含铁原料按一定的比例进行混合、分配后布置到烧结机台车上，然后在1250℃的点火温度下进行点火，使混合后的燃料在烧结机台车上燃烧，燃烧温度高达1350-1600℃，燃料燃烧释放出来的热量使料层中矿物呈熔融状态。
随着燃烧层下移和冷空气通过，生成的熔融液相被冷却，在冷却到1000-1100℃时再结晶成网孔结构的烧结矿，再对生成的高温烧结矿进行冷却，冷却烧结矿温度降到120℃以下，通过皮带机送往高炉。
该工艺过程中的余热利用可分为两个阶段：烧结和冷却。
在烧结阶段，燃料燃烧释放大量的热能；在冷却阶段，烧结矿显热在被冷却的过程中释放大量的中低温热能。
在传统的烧结工艺中这两部分余热资源都以废气的形式排到大气中，造成了环境污染和资源浪费。
如果对这两部分余热资源进行回收利用不仅可减少能源浪费，同时还能给企业带来很好的经济和社会效益。
1 技术特点布置合理，废气利用范围及热力系统技术可靠实用，利用率高，运行安全可靠，成本低，投资省，效率高。
余热锅炉烟气系统采用烟气再循环方式，在不影响烧结料冷却工艺前提下，尽量提高余热锅炉进口废气温度，提高热能利用率。
循环风机具有可靠的耐磨措施，且采用高压变频调速方式。
环冷余热锅炉采用双进烟气自然循环双压余热锅炉。
余热锅炉换热面积有足够的容量，以确保获得较大的经济效益。
SHRT 机组是烧结余热能量回收与电动机联合驱动烧结主抽风机的新型能量回收机组，由烧结余热汽轮机、变速离合器、烧结主抽风机、同步电动机组成。
它将钢铁企业烧结余热回收的能量直接作用的烧结主抽风机轴系上，通过降低电机动电流而达到节能的目的，即通过系统集成提高能量回收效率，节省投资及运行成本。
汽轮机组采用补汽式纯凝汽轮拖动机组，选用技术先进、成熟、可靠的国产定型设备。
采用机力通风冷却塔的循环供水系统，提高水的重复利用率。
排水系统采用生产、生活及雨水合流制系统，特殊生产排水及生活排水经处理达标后，排水接入现场指定位置。
烧结机余热发电技术的详解
烧结机余热发电技术一.概述余热发电是利用强制循环余热锅炉回收废气余热，生产中压饱和蒸汽，配套饱和蒸汽汽轮机组，发电机组抽汽供热，实现供热、电联产，最大限度提高余热蒸汽利用效率。
而对于烧结机余热发电来说是通过钢厂烧结机所产生的冶炼烟气余热强制循环余热锅炉回收利用，生产中压饱和蒸汽，配套饱和蒸汽轮机组，抽取供热发电。
通过对烧结机烟气的回收利用，一方面减少了对大气环境的污染（主要是二氧化碳，一氧化碳），另一方面，从某种程度上也节约了生产成本。
其所产生的蒸汽可进行对外供热，电联产，节省了企业的生产成本，也迎合当今社会节能减排的主题。
二.工艺原理1.烟气循环：烧结机所产生的烟气分为高低烟温段，共同进入余热锅炉烟道口，并且通过高功率循环风机强制其烟气循环，加热其中低压汽包，产生蒸汽。
当高低段烟道阀门打开时，烟气就进入锅炉烟道口，同时1#，2#烟囱也随之关闭，旁路烟关闭，补冷风口根据烟气温度自行调节其开度。
1#和2#环冷机的出口电动阀打开，循环风机的风流将进入环冷机内，代替环冷风机的风流，使得烧结工序能正常运行。
在此工序中循环风机是主体，因此循环风机的效率直接影响到烧结和锅炉蒸汽产生的效率，进一步影响发电效率。
2.中压水循环：中压锅筒给水是来自汽机房凝结水经过低压除氧器处理后，由中压给水泵打入中压锅筒。
中压给水调节中最为重要的是给水三冲量调节，其调节方式是通过汽包水位，给水流量，主蒸汽流量。
给水三冲量调节中，给水流量的准确度直接影响到调节的准确和稳定度。
因此要进行三冲量的调节，给水流量和蒸汽流量以及水位的校验非常重要。
当主蒸汽温度达到一定值（主要由进入汽机的蒸汽温度决定）时，需要打开减温水调节阀来冷却中压减温汽，降低蒸汽温度，符合进入汽机蒸汽温度的要求。
3.低压水循环：低压汽包给水是来自汽机房凝结水经过除氧器处理后进入低压汽包。
对于低压汽包给水调节可以进行两冲量或单冲量调节，其具体调节方式可以根据现场情况而定。
钢铁企业烧结余热和饱和蒸汽综合利用的新途径
发 电。
关键词
Ｎｅ ｃ ｍ ｐｒ ｈ ｎ ｉ ｅ ｕ ｅ ｐ ｔ ｆ ｉｏ ｎ ｔ ｅ ｎ ｓ ｒ ｉ ｔ ｒｎ ｗ ｏ ｅ ｅ ｓｖ ｓ ａ ｈ ｏ ｒ ｎ ａ ｄ ｓｅ ｌｉ ｄｕ ｔ ｙ ｓｎ ｅ ｉ ｇ ｗａ ｔ ａ ｎ ｓ ｔ ａ ｅ ｔ ａ ｓ ｅ ｈｅ ｔａ ｄ ａ ｕｒ ｔ ｄ ｓ ｅ ｍ
皓 ，周勇平 ．安钢烧 结环冷机 低 温余
热发电工程 ［ ］ Ｊ ．能源工程 ，２ ０ ，（ ） ８—６ ． ０ ９ ３ ：５ Ｏ
［ ］丁 ２
毅 ，史德明 ． 马钢 烧 结带 冷机余 热 发 电 ［ ］ Ｊ．
冶金 能源 ，２ ０ ，２ （ ） ９—５ ． ０ ７ ６ １ ：４ ３
（ ）提高补水水ห้องสมุดไป่ตู้ ２
蒸 汽集 中发 电 ，不仅节 约造 价 ，减少 成本 ， 日常
艺 流 程为 ：余 热 锅炉产 生 的 中压 蒸 汽进入 汽轮 机
的中压缸部分 ，低压过热蒸 汽在低压缸部分 补
入 ，与汽轮机 内部降能后的中压蒸汽混合 ，在低
压缸继续做功 ，能够充分利用低 品位热能，提高 汽轮机 的出力。做 功后 的蒸汽经凝 汽器冷却成 水 ，再送 人余 热 锅炉 循环 利用 。 汽 轮机 为 补 汽 凝 汽 式 汽 轮 机 ，采 用 国 内产 品 ，汽轮机设 计须满足滑参 数运行要求 （ 稳定
发 电项 目的建设 ，其 中双压发 电技 术 已成 为烧 结
ｌ 系统 和主 要设 备简述
１１ 系统 简述 ．
余热发 电的主流技术 ，但除了烧结余热外 ，钢厂 内仍 然 有大 量低 温余 热 能源被 白白浪费 。 首先 ，钢厂转炉、竖炉、电炉等车间在汽化 冷却 时产生了大量低温饱和蒸汽 ，该部分蒸汽除 少量用于供热或冬天采暖外大都直接排空 ，仅有 少数厂家采用饱和蒸汽进行发电，由于饱和蒸汽
烧结余热发电技术应用及改进
烧结余热发电技术应用及改进高光星【摘要】烧结余热发电技术是利用烧结环冷机生产过程中产生的高温烟气进行余热回收,通过锅炉系统产生蒸汽,再由汽轮机进行发电,发电可应用于企业内部生产.由于烟气的循环利用,在回收生产过程产生的大量余热的同时,也减少了烧结环冷机原高温烟气对环境的热辐射及粉尘污染.对余热发电系统运行过程中出现的一些问题,如环冷机密封改造效果不佳、余热发电波动较大等进行分析和总结,并进行改进和完善,以提高发电效率.【期刊名称】《宝钢技术》【年(卷),期】2019(000)002【总页数】6页(P23-28)【关键词】烧结环冷机;余热锅炉;汽轮发电机;余热发电【作者】高光星【作者单位】上海宝钢节能环保技术有限公司,上海201999【正文语种】中文【中图分类】TF046.4钢铁工业是国民经济重要基础产业,钢铁企业也是耗能大户,钢铁业能源消耗量约占全国工业总能耗的15%,废水和固体废弃物排放量分别占工业排放总量的14%和17%,是节能减排的重点行业。
在钢铁企业中,烧结工序能耗是仅次于炼铁的第二大耗能工序,占总能耗的9%～12%。
烧结工序中会产出大量的温度在250～450 ℃的烧结机烟气和环冷机废气,这些烟废气每小时可达几十万立方米,含尘浓度约达3 g/m3,带走了烧结工序中50%的热能,如果直接排入大气,不仅浪费能源,也对环境造成严重的粉尘污染和热污染。
从环境保护的角度看,余热发电完全利用烧结生产过程中产生的废气余热作为热源,整个发电过程不需要燃烧燃料(煤、油、燃气),因此,对大气环境不增加任何污染物(粉尘、NOx和SO2)的排放,而且余热锅炉还能起到收尘和降温作用,降低了烧结生产废气中的粉尘排放浓度和气体温度,对减少温室效应、保护生态环境起着积极的促进作用。
近年来,随着我国烧结机的大型化和低温烟气余热锅炉技术、低参数补汽凝汽式汽轮发电机组技术不断发展和日臻完善,烧结余热发电已在全国大中型钢铁企业得到推广。
烧结环冷机低温烟气余热发电技术探讨
烧结环冷机低温烟气余热发电技术探讨摘要:介绍了目前国内烧结环冷机余热发电系统的基本情况和组成,对该系统的设计特点和存在的问题进行了分析,并提出了一些建议。
关键词:烧结环冷机余热锅炉汽轮发电机组闪蒸器1 概述钢铁工业是一个国家的经济基础,但其能耗高、污染严重,是国家节能减排的重点行业。
而钢铁企业能耗的10%又是烧结系统消耗的,因此烧结系统又是钢铁企业节能减排的重点对象之一。
在烧结矿生产过程中,鼓风式环冷机冷却烧结矿时,会向大气中排出大量低温烟气(280～400℃),这部分烟气的热能约为烧结系统热耗的33％,如将其转换为电能,将给企业带来巨大的经济效益。
近年来低温烟气余热锅炉制造技术逐渐成熟并国产化,低参数汽轮机技术被研发并投入批量生产,使低温烟气的热量回收在技术上成为可能。
目前国内各大钢铁企业都在建设烧结环冷机时配套建设低温烟气的余热发电设施,此种方法已经成为国内各大钢铁企业节能降耗的重要措施。
如济钢、马钢、武钢、重钢、安阳钢厂等的烧结环冷机烟气余热发电设施均已建成投产。
2 烧结环冷机废热发电系统的组成与工艺流程烧结环冷机废热发电系统主要由三部分组成:烟风管道、蒸汽锅炉和汽轮发电机组。
烟风管道把烧结环冷机产生的烟气送至蒸汽锅炉;蒸汽锅炉利用烟气的热量把水加热成过热蒸汽;过热蒸汽通过主蒸汽管道送入汽轮机做功,带动发电机发电,蒸汽冷却成的凝结水进入除氧器除氧后,由锅炉给水泵送回锅炉,冷却后的烟气被循环风机重新送回环冷机,冷却烧结矿。
这一过程,实现了烧结环冷机废烟气的热能转化为电能。
2.1 烟气再循环目前国内建设的大多数烧结环冷机余热锅炉烟气均采用烟气再循环方式运行。
即在环冷机烟囱出口设有电动钟罩阀,当余热发电系统正常工作时,电动钟罩阀关闭,烟气引出管控制蝶阀打开,从烧结环冷机高温段烟囱及密封罩引出的烟气(400℃左右)进入余热锅炉,将烟气的热量传递给水产生蒸汽,冷却后的烟气(165℃左右)从锅炉下部排出,通过管道接至循环风机,加压后,再送回环冷机继续冷却烧结矿,实现烟气再循环;当余热发电系统不工作,将烟囱出口电动钟罩阀打开,同时烟气引出管控制蝶关闭,环冷机的烟气排入大气,整个烧结环冷机的运行不受任何影响。
钢铁厂烧结冷却机低温余热发电技术开发及应用
第11卷第5期中国水运V ol.11N o.52011年5月Chi na W at er Trans port M ay 2011收稿日期：33作者简介：朱飞（）男，武汉都市环保工程技术股份有限公司工程师。
钢铁厂烧结冷却机低温余热发电技术开发及应用朱飞（武汉都市环保工程技术股份有限公司，湖北武汉430071）摘要：烧结冷却机低温余热发电技术是利用烧结冷却机中低温的废气通过余热锅炉产生低品位蒸汽，来推动汽轮机组做功发电。
文中对烧结冷却机纯低温余热发电热力工艺系统、热力参数、锅炉与烧结冷却机间烟气系统、烧结冷却机烟气罩的漏风改进等特点及发电能力进行了探讨、分析、比较，通过工程实例，为合理选择余热发电技术及提高发电能力提供参考。
关键词：烧结冷却机；低温余热发电；双压系统；烟气再循环；烟气罩中图分类号：TP273文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2011）05-0076-03一、前言在钢铁生产过程中，烧结工序的能耗约占总能耗的10％，仅次于炼铁工序，位居第二。
在烧结工序总能耗中，有近50％的热能以烧结机烟气和冷却机废气的显热形式排入大气。
由于烧结冷却机废气的温度不高，以往人们对这部分热能的回收利用重视不够，但实际上烧结冷却机废气数量大，可供回收的热量也大。
烧结冷却机低温余热发电技术是利用烧结冷却机中低温的废气通过余热锅炉产生低品位蒸汽，来推动汽轮机组做功发电。
其与火电发电相比，不需要消耗一次能源，不产生额外的废气、废渣、粉尘和其它有害气体。
它是当前工业企业节能和环保要求下的必然趋势和产物，具有充分利用低温废气以达到变废为宝，净化环境的目的，是一项一举两得的资源综合利用工程项目。
近年来，随着国家树立科学发展观、大力发展循环经济，国内钢铁、水泥生产线等纯低温余热发电技术得到蓬勃发展，多家科研院所积极进行余热发电技术研究、建设纯余热电站工程，使得余热发电技术日臻完善。
不同工程的不同热力系统，为用户提供了多种选择。
烧结环冷机纯低温余热发电技术的应用效果
能 源研 究 与 管 理 ２ １（ ） ０ ２ １
・ １ ９ ・
烧结环冷机纯低温余热发 电技术的应用效果
肖南石 ，潘春 晖
（ 江西萍钢 实业股份有 限公 司，南 昌 ３ ０ ３ ） ３０８
摘 要 ：介绍 了余 热发 电技术在 萍钢公司烧结 机上的应用 ； 合本企业使用情况 证明该技术 的应用 既可净化环境 ， 结
Ｋｅ ｒ ｓ ｓｅ ｌ ｎ ｅｐ ｉｅ ｓ ｔｒ ｃ ｉ ｅ ｃ ｇ ｅ ａｉ ｎ ｂ ｎ ｆ ｙ ｗｏ ｄ ： ｔｅ ｔ ｒ ｒｓ ； ｉ ｅ ｍａ ｈ ； ｏ ｎ ｒ ｔ ； ｅ ｅ ｔ ｅ ｎ ｎ ｏ ｉ
引言
在钢铁企业中 ， 烧结工序能耗仅次于炼铁工序 ， 占总能耗的 ９ ％～１％，节能潜力很大 。烧结余 热发 ２ 电是一项将烧结废气余热资源转变为 电力的节 能技 术 。该 技术不 产生额 外 的废 气 、废 渣 、粉 尘和其 它有 害气体 ，能够有效提高烧结工序的能源利用效率，平 均每吨烧结矿产生的烟气余热 回收可发电 ２ ・， ０ Ｗ ｈ ｋ 折合吨钢综合能耗可降低约 ８ ｇ 标准煤［。 ｋ Ｉ － ２ ］
（ ａ ｇ ｉ ｉｇ ｉｎ ｔｅ Ｉｄ ｓ ｉ ｏ，ｔ．Ｎａｃ ａ ｇ３ ０ ３ ， ｈｎ ） Ｊ ｎ ｘ ｎ ｘａ ｇＳｅｌｎ ｕｔ ａ Ｃ ． ｄ， ｎ ｈ ｎ ３ ０ ８ Ｃ ｉａ ｉ Ｐ ｒｌ Ｌ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔｈ ｐ ｌ ａｉ ｎ ｏ ｇ ｎ ｒ ｔ ｎ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｆｓ ｔｒ ｃ ｉｅ ｉ ｉ ｇ ｉ ｎ ｔｅ ｓｉ ｔｏ ｕ ｅ ． ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｅ ｓｒ ｃ ： ｅ ａ ｐ ｉ ｔ ｆ ｏ ｅ ｅ ａｉ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｏ ｎ ｅ ｍａ ｈ ｎ Ｐ ｘ ａ ｇ Ｓ ｅ ｌ ｃ ｏ ｃ ｏ ｉ ｎ ｎ ｗａ ｒ ｄ ｃ ｄ Ａｃ ｏ ｄｎ ｔ ｎ ｏｈ ａ ｐ ｉａ ｏ ｆ ｉ ｃ ｏ ｏ ｅ ｃ ｍｐ ｎ ， ｔ ｒ ｖ ａ ｉ ｃ ｏ ｏ ａｌ ｏ ｎ ｙ ｉ ｒ ｖ ｎ ｉ ｎ ｎ ｕ ｌｏ ｔｋ ｐ ｌ ｔ ｎ ｏ ｔ ｓｔ ｈ ｌ ｇ ｉ ｔ ｏ ａ ｙ ｉ ｐ ｏ ｅ ｔ ｔ ｈ ｓｔ ｈ ｌ ｇ ｃ ｌ ｎ ｔｏ ｌ ｃｉ ｈ ｅｎ ｙ ｎ ｈ ｈ ｔ ｅｎ ｙ ｍｐ ｏ ｅｅ ｖ ｒ ｍｅ ｔ ｔ ｓ ｅ ｏ ｂ ａ ａ ａ ｖ ｎ ａ ｅｏ ｒ ｓ ｕ ｃ ｓ ｒ ｄ ｃ ｅｃ ｓｓ ｎ ａ ｅｇ ｏ ｃ ｎ ｍｉ ｄ ｓ ｃａ ｅ ｅ ｔ ｄ ａ ｔｇ ｆ ｅ ｏ ｒ ｅ ， ｅ ｕ ｅｔ ｏ ｔ ａ ｄ ｈ ｖ ｏ ｄｅ ｏ ｏ ｃａ ｏ ｉｌ ｎ ｆ ． ｈ ｎ ｂ ｉ
烧结环冷机余热发电数据分析
烧结环冷机余热发电数据分析我公司烧结环冷机余热发电工程进入调试阶段已月半有余，虽然发电量较调试初期明显增加，但仍远未达到设计指标（15kwh/t）。
我厂将调试期间烧结、环冷余热发电主要相关工艺参数进行了收集整理，对比分析如下：1、吨矿发电量与烧结料批对比由上图可看出，4月中旬后烧结生产料批基本稳定在430t/h左右，而烧结环冷机余热吨矿发电量5月较4月明显升高。
分析可知，随烧结生产料批增大，烧结矿产量增多，虽然发电总量升高，但吨矿发电量并不会随之增加。
因此，烧结环冷机余热吨矿发电量与烧结生产料批并无明显关联。
2、吨矿发电量与焦粉配比对比由上图可看出，4月-5月烧结焦粉配比主要以适应烧结矿烧成质量控制为主，基本在5%--6%之间波动。
4月中旬应环冷机余热发电工程调试需要，也有过阶段性偏高限配入，但吨矿发电并未明显增加。
4月下旬后，烧结焦粉配比回落，环冷机吨矿发电量反而显著升高。
因此，环冷机余热发电量应与烧结焦粉配比无明显关联。
烧结活性石灰配比在生产中主要基于烧结矿碱度进行调整。
从数据上看，5月烧结环冷机余热发电量升高期间烧结活性石灰配比与4月下旬相近，并未明显升高。
分析认为，在同等烧结矿碱度条件下，活性石灰配比受原料结构影响有一定幅度波动，但波幅有限，尚不能对环冷机余热发电量构成显著影响。
4、吨矿发电量与烧结终点温度对比烧结终点温度指烧结机上的烧结料烧结过程结束时抽入风箱的烟气温度，在一定程度上能够反映烧结过程结束后烧结料层的残余温度，是烧结矿带入环冷机热量的重要参考指标之一。
但从上图看，4月中下旬烧结终点温度持续升高，而环冷机发电量却有下降趋势；5月上旬，烧结终点温度相对稳定，环冷机发电量却明显升高；只有近期三天，环冷机发电量与终点温度呈同步升高，趋同性较好。
据此分析，①烧结终点温度并非当前环冷机发电量主要影响因素，余热发电操作及烧结矿热焓水平影响更为重要；②在相同工况、原料结构条件下的短时期内烧结终点温度与环冷机余热发电量正相关。
130m2烧结环冷机余热锅炉及发电系统设计
设计任务书学院专业级学生姓名：毕业设计题目：130m2烧结环冷机余热锅炉及发电系统设计毕业设计内容：根据昆明钢铁股份公司130m2烧结机环冷机完成余热发电系统设计计算；主要内容：（1）130m2烧结机环冷机给定参数,完成锅炉的热力设计。
（2）利用设计方法设计余热锅炉的炉型和各种受热面。
（3）根据余热锅炉各种受热面作热力校核计算。
（4）根据余热锅炉热力计算选择汽轮发电机组，完成其热力系统设计与计算。
（5）计算可用excel电子表格进行计算（6）利用计算机CAD 软件绘制余热锅炉总体图1张（1#）。
热力系统图1张（1#），余热锅炉受热面图1张（1#）。
设计指导教师：（签名）主管教学院长：（签名）2010年6月7号前言毕业设计不仅是对大学四年所学知识的总结，也是对我能力的一次考验，这对我们以后的工作有很大帮助。
这次的设计课题为130m2烧结环冷机余热锅炉及发电系统设计，本次设计的目的是加深对理论和概念的理解，完成一项工程设计，熟悉余热锅炉及发电系统设计的一般步骤，熟悉相关设计规范、手册、标准及工程实践中常用的方法以及把所学知识和现实有机联系起来。
本说明书根据设计任务书给定的设计参数，参考相关设计资料，综合实际经验，从各个方面考虑对130m2烧结环冷机余热锅炉及发电系统进行设计和计算。
在设计之初，翻阅了大量的相关资料，在昆明钢铁厂进行了参观，对余热锅炉的整体构造及控制有了直观的感受，对这次设计起到了重要的作用。
在本次设计中指导老师在百忙之中倾注了大量的时间和精力，给予了必要的指导，再此表示由衷的感谢。
由于毕业设计时间仓促，工作量较大，设计的知识面较广，加之设计经验有限，不妥之处在所难免，请各位老师指正。
摘要昆明钢铁股份有限公司5MW低温余热电站利用昆钢第三烧结厂烧结线环冷机生产过程中产生的热风，采用成熟的低温余热发电专利及专有技术，自行设计，投资，承包建设的一座补气凝气式纯余热发电余热电站。
该电站设计发电功率5000kw，年运行设计时间8000小时，年发电能力3.6 * E07 ,该设计利用各种设计方法设计余热锅炉的炉型和各种受热面，根据余热锅炉各种受热面作热力校核计算，最后根据余热锅炉热力计算选择汽轮发电机组，完成其热力系统设计与计算，并作图。
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-π} -收稿日期:2009-04-03作者简介:沈 东(1976-),男,江苏盐城人,工程师,主要从事热能动力研究。
安钢烧结环冷机低温余热发电工程沈 东,张 皓,周勇平(浙江西子联合工程有限公司,浙江杭州310021)摘 要:介绍了安阳钢铁股份有限公司360m 2和400m 2烧结环冷机余热发电系统的基本情况和组成,对该系统的设计特点和存在的问题进行了分析,并提出了一些建议。
关键词:环冷机;余热发电;余热锅炉中图分类号:TK11+5 文献标识码:B 文章编号:1004-3950(2009)03-0058-03W a ste hea t genera ti n g project of si n ter i n g c i rcul ar 2cooler i n AngangSHEN D ong,ZHANG Hao,ZHOU Yong 2ping(Zhejiang Xizi United Engineering Co .,L td,Hangzhou 310021,China )Abstract:The basic situati on and composing of the 360m 2and 400m 2sintering machine heat recovery generating p r o 2ject in Anyang ir on and steel Co .,L td were intr oduced .The design feature and deficiency were analyzed,and s ome advices were given .Key words:circular 2cooler;waste heat generati on;waste heat boiler 近几年来,随着余热回收技术的提高,钢铁行业余热回收项目的成本大幅度降低,同时余热回收效率大幅提高,为钢铁行业余热回收创造了有利的条件。
烧结环冷机余热发电是通过环冷烟气低温余热锅炉回收烟气的低品味余热能源,结合低温余热发电技术,用余热锅炉的过热蒸汽来推动低参数的汽轮发电机组做功发电的最新成套技术[1]。
它是当前工业企业节能环保要求下的必然趋势和产物,具有充分利用低温废气、变废为宝、净化环境的多重意义[2]。
1 低温余热发电系统1.1 工程概况安阳钢铁股份有限公司目前拥有两条烧结生产线,其中一条烧结生产线配置1台360m 2烧结机和1台415m 2环冷机,环冷机配置5台相同的鼓风机,每台鼓风机风量为(45.3～48.4)×104m 3/h,风压为3648～4070Pa;另一条烧结生产线配置1台400m 2烧结机和1台460m 2环冷机,环冷机配置5台相同的鼓风机,每台鼓风机风量为(35.6～48.4)×104m 3/h,风压为3648～4052Pa 。
上述鼓风机的送风穿透环冷机上矿料层,矿料被冷却到150～200℃后送入下一道工序;冷风和矿料换热后变为150～450℃的热烟气,与矿物粉尘一起排入大气。
本工程利用上述两台环冷机1号和2号风机范围内较高温度的废气,配置两台杭州锅炉集团自主研发的68t/h 双压低温余热锅炉和1台26.5MW 低温补汽凝汽式汽轮发电机组。
(1)1号余热锅炉(360m 2烧结线)型号:QC400(400)/375(300)-47(20)-2.06(0.49)/355(221)型形式:双压余热锅炉额定工况:高压蒸汽压力2.06MPa (表压)高压蒸汽温度355℃高压蒸发量47.7t/h低压蒸汽压力0.49MPa (表压)低压蒸汽温度221℃低压蒸发量19.3t/h(2)2号余热锅炉(400m 2烧结线)实用节能技术2009年,第3期 -π∼ -型号:QC410(410)/375(300)-48(21)-2.16(0.59)/355(224)型形式:双压余热锅炉额定工况:高压蒸汽压力2.16MPa (表压)高压蒸汽温度355℃高压蒸发量48.7t/h低压蒸汽压力0.59MPa (表压)低压蒸汽温度224℃低压蒸发量20.3t/h (3)汽轮机汽轮机型号:BN26.5-1.96/0.49汽轮机形式:双压补汽凝汽式排汽压力:7kPa 转速:3000r/m in (4)汽轮发电机型号:QF2W -30-2功率:30MW 1.2 烟气系统在余热发电机组正常运行时,原有烧结环冷冷却风机停运,启动循环风机,烟气由开式排放变成闭式循环,可进一步提高余热锅炉进口烟气温度约50℃并稳定烟气工况参数[3-4],流程见图1。
图1 烟气循环流程1—余热锅炉;2—除尘器;3—1号切换挡板门;4—2号切换挡板门;5—循环风机;6—旁路囱;7—烟囱烟道挡板门;8—循环风机出口烟道挡板门;9—循环风机进口烟道挡板门;10—冷风门2 烧结环冷机余热发电系统设计特点烧结环冷机余热发电工艺流程见图2。
2.1 采用双压双通道余热锅炉本工程采用双压双通道余热锅炉,热能回收效率在各种余热回收方案中相对较高,以最大幅度地回收环冷废气中的热量。
该锅炉产生两种参数蒸汽,即2.06MPa,355℃过热蒸汽和0.49MPa,221℃过热蒸汽。
高压蒸汽作为主蒸汽进入汽轮机发电,低压蒸汽作为补汽进入汽轮机。
2.2 采用双压补汽凝汽式汽轮机烧结余热的热源品位决定了余热锅炉产生的蒸汽参数不可能很高,设计中选用了进汽压力为1.96MPa 次中压汽轮机。
采用双压补汽式汽轮机可以充分利用余热锅炉产生的过热蒸汽,提高发电量。
2.3 烟气采用循环系统锅炉出口烟气温度150℃左右,通过循环风机再次鼓入环冷机入口风箱,代替常温空气冷却烧结矿,烟气再循环系统是本工程中采用的核心技术,烟气再循环技术有以下优点:(1)可以提高余热锅炉进口烟气温度,增加余热回收量;(2)较少烧结矿的急冷破碎,提高烧结矿的品质,利于后续的炼铁工艺。
实用节能技术图2 烧结环冷机余热发电工艺流程1—余热锅炉;2—汽轮机;3—发电机;4—凝汽器;5—凝结水泵;6—给水泵;7—除氧器;8—高压集汽箱;9—低压集汽箱3 系统运行总结本工程于2008年10月投入试运行,因钢铁行业不景气,钢铁价格直线降低,钢铁厂普遍压产停运烧结机或者减负荷运行烧结机,烧结机出口热矿料的产量决定了余热锅炉的产汽量和汽轮机的发电量。
最初360m2烧结机保证烧结料产量为432t/h,400m2烧结机保证烧结料产量为500 t/h,实际运行只达到400t/h左右,汽轮机的实际运行发电量在18～23MW。
根据钢铁行业烧结机运行的特性,余热发电机组设计需要注意以下的关键环节。
(1)由于烧结生产存在稳定性差,设备故障率高等问题,致使余热发电系统投入运行后,机组运行起伏性较大。
为了平衡热负荷的波动,采用了以下相关技术措施:1)适当增大设备的选型,如循环风机等关键设备,并采用液力耦合器调速装置,节约厂用电[3];2)增大余热锅炉锅筒的设计容积,部分平衡蒸汽的波动性;3)汽轮机采用滑压运行的方式,能够适应蒸汽参数的变化。
汽轮机进口蒸汽参数在设计值30%～110%时,汽轮机发电机组均能正常运行。
(2)由于环冷机自身烟气泄漏点多,余热发电系统投运后,在锅炉循环风机和环冷鼓风机的作用下,烟气回收系统漏风严重,烟气泄漏达到30%～50%[5],视环冷机的老旧情况,漏风系数变化很大。
热烟气泄漏影响了余热回收的效率和发电量。
环冷机主要烟气泄漏点有:1)台车上部烟罩端部密封; 2)台车上部烟罩与台车间密封;3)台车下部冷却风风箱与台车间密封;4)冷却风室端部密封(高温段、低温段)。
通过对环冷机密封进行一系列改造,发电量有了很大提高。
这说明烟气系统的漏风对发电量有很大的影响,设计中应充分考虑。
4 经济效益与社会效益本项目建成后,年发电量约1.7亿k W h,经济效益约1亿元。
余热发电项目投运,带动烧结生产操作水平和设备维护水平全面提升。
设备作业率大幅提升,产量显著提高,生产更趋稳定。
本工程余热发电机组额定工况下发电功率为26.5MW,对外供电约21.1MW,如果折合成燃煤电厂的标准煤耗,本电站每年可节约6.414万t (按380g/k W h,8000h计算),意味着每年少排放S O2约770t。
该项目实施前,烧结矿鼓风冷却后,大量含铁粉尘通过烟气直接排入大气,既污染环境,又浪费资源。
项目实施后,采用了烟气循环系统,通过除尘器和锅炉收集,每年可回收灰渣约6000t。
5 结 语该低温余热发电项目的建成,在不影响烧结工艺的前提下,有效降低了安钢工序能耗,为企业降本增效做出了贡献。
投运以来运行情况较好,发电量逐步提高。
今后提高烟气温度和流量的稳定性、加强设备维护管理、完善余热发电工艺流程等方面可作为努力方向。
参考文献:[1] 李玉红,赵国顺.烧结余热回收技术及生产对策[J].炼铁技术通讯,2006(7):12-13.[2] 王兆鹏,胡晓民.烧结余热回收发电现状及发展趋势[J].烧结球团,2008(1):31-35.[3] 王 珂,王继永,夏建刚,等.265m2烧结机余热回收的应用与实践[J].莱钢科技,2007(4):24-25. [4] 史德明.马钢烧结余热发电并网成功[J].冶金动力,2006(2):66.[5] 丁 毅,史德明.马钢烧结带冷机余热发电[J].冶金能源,2007(1):49-53.实用节能技术-θυ -。