烧结余热回收
模糊控制在烧结余热回收的应用
第28卷2010年第2期(总第146期) 冶金设备管理与维修
模糊控制在烧结余热回收的应用
陈金红
(江西新钢公司烧结厂新余338001)
摘要介绍了新钢公司烧结厂余热回收采用模糊控制原理对气泡液位高度、水泵变频调节水流量和蒸气 流量等参数进行模糊控制,有效地控制了生产和排污过程中水量和气量的较大波动,稳定了锅炉安全生产。 关键词模糊控制 自动控制原理语句
1前言 现代工业的发展,控制对象的非线性和不确
定性增强,现代控制数学建模更加困难,模糊控制
的崛起为解决这些问题开辟了新的途径,与传统 的控制方法相比,模糊控制的优点主要表现在:①
模糊控制系统无需对控制对象建精确的数学模
型,而根据经验规则直接建立控制模型;②系统知
识库是基于控制对象的定性认识和经验规则来建
立的,而控制是直接通过运用语法规则进行模糊
推理来进行的;③模糊控制系统是非线性系统,尤
其适应于非确定性非线性系统。此外,由于常规
模糊控制采用固定的模糊规则或控制表,往往难 以同时满足系统动态与静态的要求,人们又进一
步致力于提高常规模糊控制器的性能和增加学习 能力;如已研究成功的控制规则可调整的模糊控
制器、参数自调整的模糊控制器、自学习模糊控制
器和神经网络模糊控制器等。随着模糊控制理论
的不断完善和各种先进模糊控制器的研究成功, 模糊控制已成为各种复杂、随机、不确定和时变系
统控制的强有力工具。
2控制原理 (1)生产工艺:烧结是一个由生矿燃烧到成品
冷却极其复杂的化学反应过程,其反应过程伴随
着大量的热交换,其中从烧结机机尾燃烧结成块
状的烧结矿,经单辊破碎成一定规格进入热筛,这
些矿都是红矿(热矿),温度高达800~1000℃。这 么高的温度需降低到皮带(胶带)能够运输的温度
为最佳。红矿通过热筛进入环冷机,大量的热量
通过鼓风机流向烟囱并经过余热锅炉的热管装置
转化成蒸气。热管内是液化、汽化点很接近的介 质。这种介质在液化一汽化的过程将热量传递,达
钢铁企业余热资源的回收与利用
钢铁企业余热资源的回收与利用
摘要:本文首先分析了钢铁企业余热回收的现状,接着分析了钢铁企业余热资源的回收与利用的措施,希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。
关键词:钢铁企业;余热资源;回收;利用;措施
引言:
当烟气从出口排出时的余热温度在100℃以下,那么将会产生大量的潜热,将这些潜热转换为热量在钢铁行业可以得到有效的应用。类似的余热利用数不胜数,每年通过余热的利用,钢铁行业可以节约大量的蒸汽等物质,由此可见,余热回收能够有效的节约能源成本,促进钢铁行业的发展,同时也能为我国的节能减排工作做出突出贡献。
1钢铁企业余热回收的现状
当前,我国的钢铁企业在进行作业的过程中主要有几种产生余热的形式,分别是高温烟气、冷却介质、炉渣、高温凝结水等。目前,我国很多钢铁企业在进行钢铁生产的过程中都会通过对于余热的利用来进行低压蒸汽的生产,这种余热回收手段也是最基础、最广泛的余热回收利用手段。但是,仅仅只有这一种余热利用回收手段仍然显得我国钢铁企业在进行余热回收利用的过程中没有体现其应有的技术水平,余热回收率过低,仅仅有30%左右。这其中又以高温余热的回收利用率最高,可以达到40%以上,而低温余热的回收利用率却很少,只有1%左右。但是如果针对世界上其他先进国家进行观察,我们能够发现先进国家的钢铁企业在进行运转的过程中,对于余热的回收利用率往往非常高,普遍在85%以上甚至90%以上。由此可见,当前我国在钢铁企业余热回收方面仍然处于初级阶段。
2钢铁企业余热资源的回收与利用的措施
2.1烧结环冷系统余热回收利用 在钢铁生产的烧结工序中,烧结矿在经过环冷机冷却时,会产生大量温度较高的热烟气,如果这部分烟气直接排入大气,不仅会造成较大的能源损失,还会对大气造成严重污染。烧结工序的能耗仅次于炼钢工序,约占总能耗的9%-15%,所以对烧结环冷机中的余热进行回收利用具有很大的节能空间,并且可产生较大的经济效益。在烧结机生产线中都会配备相应的环冷机,对于烧结矿经过环冷机时产生的高温烟气可以采用两种余热回收利用措施。利用循环风机将烧结环冷机一段和二段混合的高温烟气引入余热锅炉,利用余热锅炉生产蒸汽发电。对于三段与四段的高温烟气,其与经过中压过热器后混合的烟气再经过加热器后重新返回环冷机用于冷却烧结矿,提高余热利用效率。但是余热发电方式增加了热能转化为电能的环节,且电能并网难度较大。还可以采用余热驱动机械方案,因为余热锅炉会产生压力和温度不同的两种蒸汽,所以可分别将这两种蒸汽用于汽轮机的主蒸汽和补汽,利用汽轮机驱动水泵、风机、压缩机,可降低因为增加能量交换而产生的损失。在实际应用的过程中,每种方法都存在各自的优缺点,所以还需要根据钢铁企业的生产实际进行相应的改造。在环冷系统余热回收利用中,受到各种因素的影响会降低余热回收利用率,所以要根据实际情况进行调整。比如环冷系统漏风会降低余热回收量,可完善烧结环冷风机的密封装置,从而提升余热产汽能力。
宝钢烧结冷却废气余热回收现状与潜力
42 冶金能源
ENERGY FOR ME IIALLUR( CAL INDUsTRY Vo1.3O No.4 July.2011
宝钢烧结冷却废气余热回收现状与潜力
周茂军 鲁健应风晔张代华
(宝钢股份有限公司炼铁厂)
摘要阐述了宝钢股份烧结工序冷却废气余热回收的发展和现状,介绍了宝钢烧结实行废
气余热回收的有效措施。为最大限度回收废气余热,降低烧结工序能耗,分析了进一步提高
烧结废气余热回收水平的潜力,提出了相应技术思路。
关键词烧结余热回收余热锅炉余热发电工序能耗
Status and potential of waste heat recovery from
sinter cooler exhaust in Baosteel
Zhou Maojun Lu Jian Ying Fengye Zhang Daihua
(Baoshan Iron and Steel Co.,Ltd.)
Abstract Describes the status and potential of sinter cooler exhaust waste heat recovery,as well as
the effectivemeasuresthathave alreadytakenforthat purposeinBaostee1.Tomaximizethe recovery of
waste heat and reduce the energy consumption in sintering process,the potential for a further heat l-e-
covery form sintering exhaust was analyzed and the corresponding technical strategies were presented.
Keywords sintering waste heat recovery waste heat boiler waste heat power generation total
工业余热回收、工业余热利用
工业余热回收、余热利用
余热概念:所谓工业余热(又称废热)是指工业生产中各种热能装置所
排出的气体、液体和固体物质所载有的热量。余热属于二次能源,是燃
料燃烧过程所发出的热量在完成某一工艺过程后所剩余的热量。这种
热量若不加以回收利用,立即排放到大气和江河中,不仅所谓工业余热
(又称废热)是指工业生浪费能源,
而且还会污染环境。工业余热回收概况
❖以钢铁工业为例:
❖钢铁工业是环境污染、能源消耗大户,烟气除尘、余热回收利用是钢
铁工业保护环境、节约能源的对策之一。电炉在生产过程中产生大量
含尘、CO的高温烟气,平均每吨钢产生的烟尘量为18-20kg,随烟气
带走的热量约150M .严重浪费能源、污染环境。随着电炉技术迅速、
全面的发展,其烟气余热回收利用及除尘技术也得到了发展。热管余热回收工作原理
➢热管是余热回收装置的主要热传导元件,与普通的热交换器有着本质的不同。热管余热回收装置的换热效率可
达98%以上,这是普通热交换器无法比拟的。
➢热管余热回收装置体积小,只是普通热交换器的1/3。其工作原理如右图所示:左边为烟气通道,右边为清洁
空气(水或其它介质)通道,中间有隔板分开互不干扰。
高温烟气由左边通道排放,排放时高温烟气冲刷热管,
当烟气温度>30℃时,热管被激活便自动将热量传导至
右边,这时热管左边吸热,高温烟气流经热管后温度下
降,热量被热管吸收并传导至右边。常温清洁空气(水
或其它介质)在鼓风机作用下,沿右边通道反方向流动
冲刷热管,这时热管右边放热,将清洁空气(水或其它
介质)加热,空气流经热管后温度升高。热管余热回收装置的性能特点
▪1、安全可靠性高
常规的换热设备一般都是间壁换热,冷热流体分别在器壁的两侧流过,如
管壁或器壁有泄露,则将造成停产损失。热管余热回收器则是二次间壁换
热,即热流要通过热管的蒸发段管壁和冷凝段管壁才能传到泠流体。
▪2、热管余热回收器传热效率高,节能效果显著。
▪3、热管余热回收器具有良好的防腐蚀能力
热管管壁的温度可以调节,可以通过适当的热流变换把热管管壁温度调整
烧结机烟道废气余热回收利用
第33卷第5期 201 3年1 0月 黑龙江冶金 Heilongjiang Metallurgy Vol_33 No.5 October 2013
烧结机烟道废气余热回收利用
康跃
(日照钢铁控股集团有限公司机动部,山东 日照276806)
摘要:本项目为烧结机余热回收利用二期工程,是回收利用2×360m 烧结机机尾烟道余热,新设置2套余热 锅炉,产生蒸汽分别并入一期烧结环冷机余热发电站。烧结余热锅炉系统除盐水、工业水由现有外网供给,机 尾余热锅炉采用DCS集中控制系统,考虑设现场电气室,发电主厂房集中控制。大大减少了热源排放,经济效 益和环保效益显著。 关键词:烧结机;烟道余热;主抽风机;废气;节能改造
Recycling and utilization of sintering machine flue waste heat
Kang Yue (Rizhao Iron and Steel Holding Group Co.Ltd.,Rizhao Shandong 276806 China) Abstract:This project is the second phase of sintering waste heat recycling pattern,heat recycling from tail flue residual of 2×360m sintering machine.We built uD new 2 sets of waste heat boiler to produce steam respectively,in the phase one of waste heat power station in sinter ring cooler.Desal- ring water,industrial water sintering waste heat boiler system are supplied by existing outside network and the tail waste heat boiler in DCS control system,considering the site electrical room.1.This pro- ject greatly reduced the heat emission,and economic benefit and environmental benefit is remarkable. KeyWords:Sintering machine;Waste heat of the flue;main exhaust blower;Waste gas;Energy sav—
余热回收技术
一、锅炉烟气余热回收
简介:
工业燃油、燃气、燃煤锅炉设计制造时,为了防止锅炉尾部受热面腐蚀和堵灰,标准状态排烟温度一般不低于180℃,最高可达250℃,高温烟气排放不但造成大量热能浪费,同时也污染环境。热管余热回收器可将烟气热量回收,回收的热量根据需要加热水用作锅炉补水和生活用水,或加热空气用作锅炉助燃风或干燥物料。节省燃料费用,降低生产成本,减少废气排放,节能环保一举两得。改造投资3-10个回收,经济效益显著。
(一)气—气式热管换热器
(1)热管空气预热器系列
应用场合:从烟气中吸收余热,加热助燃空气,以降低燃料消耗,改善燃烧工况,从而达到节能的目的;也可从烟气中吸收余热,用于加热其他气体介质如煤气等。
设备优点:
*因为属气/气换热,两侧皆用翅片管,传热效率高,为普通空预器的5-8倍;
*因为烟气在管外换热,有利于除灰;
*因每支热管都是独立的传热元件,拆卸方便,且允许自由膨胀;
*通过设计,可调节壁温,有利于避开露点腐蚀
结构型式:有两种常用的结构型式,即:热管垂直放置型,烟气和空气反向水平流动,见图1;热管倾斜放置型,烟气和空气反向垂直上下流动,见图2。
(二)气—液式热管换热器
应用场合:从烟气中吸收热量,用来加热给水,被加热后的水可以返回锅炉(作为省煤器),也可单独使用(作为热水器),从而提高能源利用率,达到节能的目的。
设备优点:
*烟气侧为翅片管,水侧为光管,传热效率高;
*通过合理设计,可提高壁温,避开露点腐蚀;
*可有效防止因管壁损坏而造成冷热流体的掺混;
结构型式:根据水侧加热方式的不同,有两种常用的结构型式:水箱整体加热式(多采用热管立式放置)和水套对流加热式(多采用热管倾斜放置),如图3所示
(三)气—汽式热管换热器
应用场合:应用热管作为传热元件,吸收较高温度的烟气余热用来产生蒸汽,所产生的蒸汽可以并倂入蒸汽管网(需达到管网压力),也可用于发电(汽量较大且热源稳定)或其他目的。对钢厂,石化厂及工业窑炉而言,这是一种最受欢迎的余热利用形式。
解析热管技术在烧结冷却机余热回收中的应用
技术创新 69
解析热管技术在烧结冷却机余热回收中的应用
易宁(中冶华夫工程技术有限公司江苏210019)
摘要:热管水预热器、蒸汽发生器设备属手热管技术的具体应用,它具有回收效率高、冷热源分开、结构简单等特
点。本文介绍了在冶金行业烧结冷却机应用该设备进行余热回收,并分析了水预热器与热管蒸汽发生器结构上的特
点。 关键词:热管蒸汽发生器;余热回收;热管;烧结冷却机
冶金行业作为国家经济的重要支柱产业,虽然在现代建设 中发挥着重要的作用,但冶金行业同时也是能源消耗的相对较
大的用户,能源消耗在成本中所占的比例过大,因此进行能源降
耗就显得十分重要。
有人曾做过统计,数据表明烧结工序消耗的能源站到炼铁 总能量消耗的12%之多,同时烧结工序排放出的余热占所消耗
能源的49%左右。通过数据我们不难发现,进行余热回收的必
要。此外,还通过分析烧结工序内废气温度的分布情况得出进行 余热回收的主要方向集中在冷却机的排气以及烧结矿成品显热
两个方面上。
就目前而言,热管技术的应用主要是对冷却机排气显热的 回收上,而烧结矿料成品的显热的回收主要是通过余热锅炉。当
用烧结机进行生产时。热烧结矿由烧结机的尾部滑落然后经过 破粹,经过溜槽最终掉落在冷却机上。此时热矿料的温度能够达
到700—800 ̄C,这部分热量主要通过辐射形式散失掉。在烧结冷
却机下一般都会布置若干台冷却风机。这些冷却风机将冷却风
强制的穿过料矿层,冷却风经过料矿的加热后,第一风罩里的冷 却风可以升到35o__1400℃,即便是第二风罩的风也可以升高到 250--300℃,因此我们可以设法将这两个风罩内的冷却风加以利
用,已达到节约能源的目的。 1、热管工作的原理 热管主要由工作液、壳体以及吸收液 大部分组成,将热管
内部抽成真空,然后进行充液,最后密封壳体,这样便组成一支
热管。热管根据功能的不同可以分为凝结段、蒸发段以及绝热传 输段。当热管进行工作时,首先应加热蒸发段,蒸发段加热后相
科技成果——烧结废气余热循环利用工艺技术
科技成果——烧结废气余热循环利用工艺技术
适用范围
钢铁行业烧结
行业现状
截止2014年,我国大中型烧结机共约600台,年产烧结矿约8亿t,烧结工序的平均能耗为55kgce/t。烧结废气余热循环利用可节省烧结能耗5%以上,减少烧结CO2排放以及废气排放总量20%以上。从2012年起,宝钢、宁波钢铁、沙钢等烧结机废气循环改造工程已陆续建成投运。
成果简介
1、技术原理
烧结低温废气自烧结支管风箱/环冷机排出后,再次被引入、通过烧结料层时,因热交换和烧结料层的自动蓄热作用,可以将其中的低温显热供给烧结混合料,与此同时热废气中的二噁英、PAHs、VOC等有机污染物在通过烧结料层中高达1200℃以上的烧结带时被激烈分解,NOx在通过高温烧结带时亦能够通过热分解被部分破坏,尽管二噁英、PAHs、VOC等有机污染物在烧结预热带又可能重新合成,但废气循环烧结仍然可以显著减少有机污染物的排放,并大幅度削减废气排放总量。烧结废气余热循环利用可以富集SO2,提高脱硫效率,并使NOx被降解、二噁英在高温下热解、粉尘被吸附并滞留于料层,减少排入大气的烟气量,降低废气净化装置及运行成本,并提高已有烧结机的产能。 2、关键技术
(1)烧结低温余热利用、废气减量、污染物同步脱除的方法、工艺和装置;
(2)循环烧结系统在线控制技术包括循环烟温和氧含量调控、烟道防结露、循环风箱组合优化、循环烧结工艺与主工艺衔接等技术;
(3)循环烧结过程仿真模型包括烧结终点温度控制、风氧平衡、烧结质量预报与控制、循环烧结传热、节煤量实计、管路优化等子模型;
(4)循环烧结条件下配矿结构优化和提产增效技术包括提高废气循环烧结利用系数及烧结矿转鼓强度的方法,提高烧结铁精矿用量和生产率的矿料使用方法等。
4、工艺流程
烧结废气余热循环利用工艺流程图
主要技术指标
1、烧结工艺节能5%以上; 2、烟气总量减排20%以上。
技术水平
本技术已申请30余项相关专利,目前已授权10项。2014年11月,在宁钢循环烧结示范工程作为首批低碳技术创新和产业化示范工程通过了国家发改委工程验收组的项目验收。
提高烧结余热发电量的技术措施及实践
提高烧结余热发电量的技术措施及实践
摘要:通过对烧结环冷机余热回收烟风循环系统及烧结环冷机密封改造,将环冷机部分废热烟气通过余热锅炉回收换热而产生过热蒸汽,提升余热锅炉过热蒸汽的产汽量,从而进一步提升余热发电汽轮发电机组的发电量,降低烧结工序系统自用电量,并最终达到烧结生产工序节能减排的目的。
关键词:烧结余热发电技术;工艺创新;实践应用
引言
目前,在钢铁行业在环冷余热回收利用过程中,由于现有的余热烟气回收循环系统中:烟风管道布置复杂,并未对环冷机烟气进行全面回收,加之环冷机现有密封装置老化,环冷机漏风率增大,导致环冷机废气热量利用率较低,余热锅炉效率较低,就使得部分热量白白浪费,现通过对原有的环冷机余热烟气回收循环系统及环冷机密封的改造,使烧结环冷机的大量烟气直接进入余热锅炉,并产出一定量的过热蒸汽供汽轮机发电,同时利用完的低温烟气通过循环风机送回至烧结环冷机底部,最终实现烟气零排放。
1概括
某钢铁厂共有265、400、450m 2 的烧结环冷机生产线,并且为每台烧结机配备了相应的环冷机,环冷机处理量可以平均达到730-890t/h。为了能够更好的促进余热回收的整体效果,在不影响整个烧结工艺质量的前提条件下,通过环冷烟风管道改造、环冷机密封改造、烧结机大烟道废气烟温回收等措施的实施,
使得烧结生产工序余热发电的中压蒸汽量增加,余热发电机组发电量提升;利用完后的废气可通过循环风机送入环冷机风箱底部重复利用于低温段余热发电,同时布置低温段余热锅炉及热水加热器(所产热水供烧结拌料及厂区供暖用),通过以上改造方案的实施,将烧结工序的余热回收效益最大化,在发电量的提升的同时又降低了烧结工序的自用电量,而且符合节能减排的实际要求。 2提高余热发电量的技术措施
2.1环冷机密封装置的改造
烧结环冷机目前采用液密封,由于产时间运行,存在设备老化、腐蚀、漏风等诸多问题,环冷机的漏风率的增长直接影响烧结余热发电机组的效率,针对以上存在问题,计划将液密封环冷机改为翻转卸料环冷机,改造完后,环冷机密封保温效果提升,热风风温可得到有效提升,余热利用效率提高,同等条件下与未更改密封之前比较,每吨矿产蒸汽量可提升10t,按照目前余热发电机组发电参数(190kWh/t.蒸汽,发电蒸汽参数为1.3Mpa、350℃),按年产量550万吨,烧结机年作业率按照0.94,余热发电单价为0.4515元/kWh核算效益为:年产蒸汽发电效益为472万元,具体核算如下:550*10/1000*190*0.4515=472万元/年。
烧结环冷余热回收拖动烧结主抽风机技术
烧结环冷余热回收拖动烧结主抽风机技术
近年来,随着钢铁冶炼行业先进节能技术不断涌现,烧结、环冷机余热回收水平有很大幅度提高。本文对我公司总包的一个烧结环冷余热回收拖动烧结主抽风机项目的创新技术进行介绍。
标签:烧结余热利用;余热锅炉;拖动;烧结主抽风机
一、项目概况
河北某铸业有限公司现有一条114㎡和一条120㎡烧结生产线,配套环冷机冷却面积均为140㎡。为了充分利用烧结环冷余热资源,最大限度的降低综合能耗,该公司决定建设烧结环冷余热利用项目。
二、建设内容和范围
(1)环冷余热蒸汽锅炉系统;(2)烧结余热蒸汽锅炉系统; (2)一套6.0MW拖动汽轮机系统,包括:汽轮机系统、变速离合器;(3)一套烧结主抽风机系统设计(含电机);(4)烟风管道、环冷机风罩密封改造系统;(5)配套除盐水系统范围内的水箱和除盐水泵; (6)配套的循环水系统;(7)配套给排水系统,包括:工业水、生活水、消防水以及雨排水等设计;(8)自动控制系统,包括:余热锅炉、汽轮机组及循环水站系统控制,控制部分采用分散控制系统; (9)电气系统,包括:动力控制、过电压保护、照明网络等系统。
三、烧结环冷余热回收系统
本工程热力系统的设计遵守“温度對口、梯级利用”的原则。
余热回收部分:在烧结线旁分别设置烧结余热锅炉和环冷余热锅炉。烧结锅炉烟气来自烧结机大烟道温度较高的几个风箱,进入烧结锅炉换热产生饱和蒸汽,送入环冷锅炉进行过热。环冷机一、二段部分高、中温热风汇合后进入环冷锅炉换热,产生1.15MPa、310℃的过热蒸汽和0.28MPa、170℃的补汽。
动力部分:为烧结线主抽风机配置一套烧结主抽风机拖动系统,选用1台6.0MW带补汽式纯凝汽轮机,利用余热回收部分产生的高、低压过热蒸汽推动汽轮机,通过变速离合器与同步电机联合拖动烧结主抽风机。
1、设计规模
两台环冷余热蒸汽锅炉和两台烧结余热蒸汽锅炉,共产生1.15MPa、310℃蒸汽33.6t/h;产生0.28MPa、170℃的低压蒸汽6t/h;一套6.0MW工业汽轮机拖动系统。
