烧结环冷机余热回收技术应用
十一届全国烧结球团设备技术研讨会征文
烧结环冷机余热回收技术应用
施毓东 卓坚 韦俊
（江苏沙钢集团有限公司）
一 摘要
据统计，烧结工序的能耗约占冶金总能耗的10～12%，而其排放的余热约占总能耗热能的49%，高效回收和利用烧结排放的低温烟气余热越来越引起企业的关注。在烧结矿生产过程中，特别是烧结矿由鼓风式环冷机冷却过程中会排出大量温度为250～380℃的低温烟气，其热能量大约为烧结矿热耗量的30％左右。将烧结矿冷却过程产生的大量低温烟气进行余热回收，必将提高烧结矿生产过程的能源利用率，降低工序能耗，为企业带来十分可观的经济效益，同时减少烟气热、尘排放，减轻对大气环境的影响。目前我公司共有各型号烧结机8台套，其中3#、4#、6#、7#、8#烧结机余热回收系统已投入运行，本文以3#烧结机为例阐述环冷机余热回收技术应用。
关键词：烧结工序，环冷机，余热回收，经济效益，大气环境
二 工艺简介
烧结余热回收系统包括烟气回收系统、余热锅炉系统（回收蒸汽用于发电的话还包含汽轮机发电系统）。其原理是从环冷机排出的高温烟气经混合，通过配置的高效余热蒸发器进行热交换，产生A t/h的饱和蒸汽和B t/h的低压蒸汽。通过能量转换使烧结矿外排烟气的平均温度由350℃以上降低到150℃左右，余热锅炉排出的烟气经由引风机回送至烟囱排空。
烟气余热回收主要回收环冷一段与二段，设置封闭式烟罩用于烟气余热回收，烟罩内部上方设置内绝热烟罩，分割成高温烟气段和低温烟气段。两个区段均设置一座烟囱，烟囱上设置三通管道，配置电动切换蝶阀，正常工作时，切换阀均将烟气导入锅炉烟道，在余热锅炉停止运行时，关闭烟气进入余热锅炉的通道，环冷机烟气通过机上烟囱排入大气。 - 2 -
图1 环冷机余热回收系统工艺图
1 烧结工艺情况
目前我公司3#烧结机为360m2烧结机，环冷机面积为415m2，配有5台冷却风机，进风管路连通，每台风机风量为48.4万m3/h。烧结环冷机处理量620t/h热烧结矿，冷却时间最长80min，料层厚度1500mm，烧结矿平均入料温度600~700℃，出料温度120℃。主抽大烟道风量为2.4万m3/min，风温170~180℃。
2 余热回收烟气系统
余热回收系统由烟气收集系统和烟气利用系统两个子系统构成，余热锅炉排出的烟气经由引风机回送至烟囱排空。
2.1 烟气收集系统
环冷台车分成5个冷却段，第一段、第二段设置封闭式烟罩用于烟气余热回收，第三区、四、五区段设置开放式烟罩。前二个冷却段上方设置内绝热烟罩，分割成高温烟气段和低温烟气段，每个区段均设置一座烟囱，烟囱上设置三通管道，配置电动切换蝶阀，正常工作时，切换阀均将烟气导入锅炉烟道，在余热锅炉停止运行时，关闭烟气进入余热锅炉的通道，环冷机烟气通过机上烟囱排入大气。环冷机风箱相互隔离以免串风，同时根据各个区段的送风量，予以合理分区。 2.2 烟气利用系统
从环冷机来的两段高温烟气分别引至锅炉烟气进口，经锅炉分段换热后，降至155℃左右出锅炉。
表1 引风机性能参数
风机额定流量 风机全压 配套变频电机
额定功率 冷却形式 防护等级 绝缘等级
66×104Nm3/h 2000Pa 800kW 空冷 IP54 F级
3 热力系统
3.1 余热锅炉系统
3.1.1 余热锅炉
3＃360㎡烧结机余热回收系统配套建设1台自除氧双压自然循环余热锅炉，余热锅炉采用双通道进气、塔式结构、单跨立式布置形式，锅炉干烧耐温400℃。
表2 余热锅炉参数
中压蒸汽压力 中压蒸汽温度 设计产气量 低压蒸汽压力 低压蒸汽温度 锅炉排烟温度 锅炉阻损
1.35MPa 197℃ 45t/h 0.3MPa 144 ℃ 155℃ <1000Pa
余热锅炉为双压、自除氧（一体化除氧器）、立式烟道、水平螺旋翅片管受热面、自然循环型式。锅炉产生的中压饱和蒸汽并入公司中压蒸汽管网，低压饱和蒸汽供烧结混合筒预热混合料使用。
3.1.2 加药取样系统
锅炉系统采用1套加磷酸盐装置。
取样系统：余热锅炉汽水取样共设5点。
3.1.3 排污系统
系统设置1台定期排污扩容器，系统排污及紧急放水均排至扩容器，排污扩容器附近有排污降温池，将排污水冷却后排放。
3.1.4 补水系统
补水为软化水，接自厂区软水管网。补水点：软水箱。
3.1.5 锅炉充氮保护系统
锅炉长时间停运时需充氮保护，所需氮气压力0.05MPa。
图2 余热回收系统上位机界面
三 影响余热回收的因素
作为动态的生产过程，且上下道工序关联较大，影响烧结机环冷余热回收的因素很多，主要有环冷区域密封、烧结生产操作、设备运行状况等。
1 环冷区域密封
烧结环冷机漏风一般高达40～50%，为提高余热回收效率，就要加强堵漏风、减少烟气回收系统的热辐射散热，把漏风率尽可能降低以提高风机效率和热废气的品质。密封部分包括台车与烟罩间的密封、烟罩及烟囱的密封、环冷机头部受料点的密封等。平时应加强密封设备的维保工作及点巡检工作，对出现磨损的密封板要及时更换，保证以上部分密封性能良好。
1.1 台车与烟罩之间的密封
比较常用的密封备件有钢刷密封和弹性密封两种。钢刷密封由于钢刷本身的间隙，加上钢刷长期运行后变形，密封泄露情况较为严重，运行寿命较低，维护困难；采用弹性元件，可以吸收环冷机运行中的各个方向的窜动，同时达到完全密封的效果，从而提高烟气余热利用的品质，使余热充分利用，该密封装置运行维护方便。
1.2 烟罩端部的密封
端部的密封通过增加扇形板，可以有效地将避免出现夹缝漏风的情况，其特点是无论相邻翻板之间如何运动，其间的缝隙是恒定的，即任何时候都是两块翻板平行时其之间的间隙，从而能够有效地控制其向烟罩风室内的漏风。
1.3 环冷机头部受料点的密封
由于环冷机落料斗和烟囱是固定的，环冷机冷态和热态温差相差约400℃，其热胀冷缩约有50mm。一般情况下，为避免热胀冷缩导致环冷机烟罩严重变形，在环冷机入料口处与高温端头部处存在较大的缝隙，这些大的缝隙直接与外界进行对流及辐射换热，造成了很多的热量散失，有大量外界冷空气进入，影响了烟气的利用温度，从而降低了回收蒸汽的产量及品质。针对这种情况，采用伸缩式密封结构可以有效解决以上问题，一方面，可以有效缓解温差带来的设备变形，另一方面，避免了余热的直排损失。
2 烧结生产操作
环冷机余热回收系统主要回收烧结过程中产生的余热，所以保证烧结生产对余热的回收利用至关重要。生产上影响蒸汽产量的主要包括混合料水分、燃料比、环冷机进料口温度、大烟道温度等。
2.1 混合料水分
在配矿和配料结构均稳定的前提下，混合料水份在很大程度上影响着余热锅炉的蒸汽产量。水在烧结过程中有三个作用：一是帮助制粒造球；二是助燃，提高料层中传热前沿移动速度，进而提高烧结反应前沿的移动速度；三是起润滑作用，提高料层的透气性，使更多的空气更顺利的穿透烧结料层。上述三个作用相互叠加，再加上水蒸发本身需要很大的热量（2257.8kJ/kg）使得水分对余热回收量影响很大。
另外，水分的这一影响还体现在烧结机烟道温度和烧结终点控制上。水分升高，烧结机烟道温度升高，热量通过烧结机大烟道大量排入大气中；同时水分增大，料层中烧结速度提高，在机速不变的情况下，终点前移。烟道温度升高和终点前移均对余热回收不利。
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图3 混合料水分与锅炉蒸汽产量对应关系
从图3看出：随着混合料水分的升高，锅炉蒸汽产量在逐渐降低，锅炉蒸汽产量较低的情况均出现在混合料水分较高的区域。在混合料水分低于6.4%时，锅炉蒸汽产量大部分在35t/h以上。
2.2 燃料比
烧结过程配入的碳提供了烧结过程约80%的热量，燃料比的高低决定了整个烧结过程热量收入的多少，在其它热量支出一定的情况下燃料比对烧结余热回收的重要性不言而喻。尽管燃料比对余热回收有重要影响，但燃料比的多少应依据烧结生产确定，不能为增加余热回收量而故意提高配碳量。
2.3 环冷机进料口温度
余热锅炉对热源有一定的要求，除要求废气具有一定的数量和品质外，还要求废气的温度稳定。废气温度过高，会大大缩短锅炉的使用寿命；废气温度过低，蒸汽温度将无法保证。因此，必须确保烧结过程稳定，避免出现烟气温度大幅波动的情况发生。一般来讲，烟气温度的波动应该保持在设计参数±30℃间。有效提高环冷进料口烧结矿温度，一要保证正常而稳定的焦粉配比，从而确保烧结过程稳定，避免烟气温度波动。二要在确保烧结生产正常，烧结矿质量的前提下，终点温度尽量后移，提高烧结矿落料温度，通过提高烟气温度，从而达到蒸汽产量的提升。
从3#烧结机日常的生产数据来看，终点温度过高或过低，对余热锅炉蒸汽产量存在负面影响。如图4所示，蒸汽产量较高的点大部分集中在终点温度380℃-390℃之间。
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图4 烧结机终点温度与锅炉班产蒸汽对应关系
2.4 大烟道温度
烧结机大烟道烟气所带走的热量是整个烧结过程中热量支出的重要组成部分。根据已有的工程经验，对于360m2烧结机来说，烟道温度每升高12-15℃，锅炉蒸汽产量就减少10-15t/h 。
烧结机大烟道温度和锅炉蒸汽产量的对应关系如图5所示：
图5 烧结机大烟道温度与锅炉蒸汽产量对应关系
从图5看出：随着烧结机烟道温度升高，锅炉蒸汽产量在逐渐降低，锅炉蒸汽产量较低的情况均出现在烟道温度高的区域。在烟道温度低于130℃时，锅炉蒸汽产量大部分在35t/h以上。 2.5 环冷机配风方式
环冷机回收段底部鼓风方式对余热回收也有影响，1#风机和2#风机的开度决定了鼓入回收段的风量，风量越大，穿过热矿层换出的热量越多，产生的热风也就越多，锅炉产汽量越高。总的来说，当烟气温度升高到一定程度时，应适当开大风机，提高锅炉进风量，增加蒸汽产量；当烟气温度降低时，应随着温度的降低尽快减小风门避免系统进冷风。岗位工根据现场生产参数，对引风机的风量要加强控制，保证环冷机密封区域在微正压状态下运行，一方面防止冷风窜入，另一方面保证热量最大程度吸收。
2.6 环冷机料层厚度
在生产允许的情况下，适当提高环冷机料层厚度，有利于提高热风温度，从而提高余热回收量，增加锅炉产汽量。
3 设备运行状况
减少烧结机系统热停机时间是保证余热锅炉蒸汽产量稳定的前提条件。一方面，烧结机系统如果停机超过15分钟，余热回收系统就要关停引风机，烧结机重新启动的同时，余热回收系统需要滞后1小时才能重新开始稳定的进行蒸汽回收，因为回收系统从关停状态到启动需要至少1小时进行锅炉预热。另一方面，频繁的启停对回收设备产生消极影响，尤其是锅炉频繁的温差容易导致锅炉炉体结垢。所以，良好的烧结机设备运行状态对余热回收系统至关重要。一要加强设备的点巡检工作，计划性的对设备隐患进行整改，保证设备稳定运行；二要严格执行生产操作标准化规程，保证生产的稳定，避免各类生产性热停，如堵料，生产性皮带跑偏等；三要加强条线小改小革、四新应用工作，保证设备、生产水平稳步提高，从而减少烧结系统停机时间及频次。
在做好烧结机系统设备维护的同时，也要做好锅炉系统维保工作。锅炉作为产生蒸汽的载体，对蒸汽的产量及质量都有不可忽视的影响。一要保证软化水质量，定期检测锅炉水质，发现异常及时添加药剂（磷酸三钠），保证锅炉本体及管路畅通；二要对蒸发器定期喷吹，保证翅片管无积尘，保证受热面积，减少热量损失；三要根据锅炉运行状况定期启动反冲洗的装置，保证锅炉不结垢。
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
烧结余热发电补燃装置的设计与应用
烧结余热发电补燃装置的设计与应用
单宏伟 张晓东 刘杰君
（南京博纳能源环保科技有限公司 江苏 南京 210002）
摘 要： 介绍一种余热自适应动态补燃装置，基于某钢铁的环冷余热发电自适应动态补偿系统，分析该补燃装置的技术特点与应用价
值。
关键词： 环冷机；余热发电；补燃装置；节能；环保中图分类号：TK115 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）1210061-02
温，延长耐火浇注料的使用寿命。0 引言3）选用西门子PLC和NBMS燃烧控制系统，实现补燃系统的余热发电技术是指利用生产过程中各种用能设备及产品排自适应动态稳定。放或携带出的有回收价值的多余的热能转换为电能的技术。这4）充分利用现场现有设施，合理布置补燃系统设备，节些余热资源广泛存在于冶金、石油、水泥、化工等重工业，及约投资，系统简洁可靠、检修维护方便。食品、制药、建材等轻工业中。这些余热资源可分为固体、液2 余热补燃装置体和气体余热资源。余热发电能很好地解决环境问题，并能提
2.1 环冷机余热锅炉设计参数高能源利用率，有效地增加企业的经济效益和社会效益。例如，钢铁行业加热炉高温烟气回收发电可收回当年全部成本，根据本电站的设计原始参数，按照环冷机的余热利用量，热量利用率提高5～10%。余热锅炉设计参数如下表1：但是诸如低品位烟气、蒸汽和热水等这些数量大、热焓值表1 余热锅炉设计参数低的余热资源基本不能直接送往余热锅炉。其次，热源波动不
稳定也是影响余热锅炉不能在额定负荷下运行的主要问题之
一。在生产实际中，工况变化较大，设备运行常常出现不稳
定，甚至发生短期停机的情况，导致余热热源的连续性和稳定
性难以得到保障。这样发电机组经常无法在满负荷下运行，偏
离了最佳设计工况运行，甚至被迫停机，降低了发电机组运行
效率，并使得发电机组安全运行无法得到保障，降低了发电机
组及其他发电设备的使用寿命。
为了保证发电机组能在额定负载下工作，并且在事故工况
邯钢西区烧结余热发电技术应用
ＳＩＬＩＣ 【技术应用】。 囊 ＶＡＬ
邯钢西区烧结余热发电技术应用
徐甲庆
（邯郸钢铁集团邯宝公司能源中心技术室河北邯郸０５６０１５）
摘要： 介绍邯钢西区烧结双压余热锅炉及双压补汽式汽轮机余热发电技术，此发电技术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；且大幅度减少环冷机对空排放的热量，减少热污染效果显著，具有充分利用低温废气、变废为宝、净化环境的多重意义。
关键词：废气余热回收；烧结余热发电；环保节能效益
中图分类号：ＴＭ６文献标识码：Ａ文章编号：１６７１－－７５９７（２０１０）０８１０１３５—０１
０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。由于烧结环冷机废气的温度不高，仅
１５０￣４５０℃，加上以前余热回收技术的局限，余热回收项目往往给人以
“造价高，发电少，回收年限长”的印象，长期以来被人们忽略遗忘。
１邯钢烧结环冷机余热回收意义
环冷机余热的回收，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；其与火力发电相比，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、
变废为宝、净化环境的多重意义。具体来讲环冷余热回收的意义体现在如
下几个方面：
ｉ）利用烧结环冷机烟气余热发电，部分代替来自电网的以化石燃料
为能源的供电量，从而起到减少温室气体排放的效果；
２）降低邯钢烧结工序能耗，促进资源节约，降低邯钢的单位产值的
能耗，增加企业的效益；
３）有利于企业可持续发展目标的实现，减少当地由常规火电厂带来
的Ｓ０２、ＮＯＸ、粉尘之类的大气污染物，有助于改善当地的能源结构，提高
萍钢烧结环冷机余热资源利用
５０ 矿 业 工 程 Ｍｉｎｉｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ 第１１卷第１期 ２０１３年２月 萍钢烧结环冷机余热资源利用 张 娜 （中冶北方工程技术有限公司，辽宁大连１１６６００） 摘要：介绍了江西萍钢实业股份有限公司２×１８０ ｍ 烧结环冷机纯低温余热发电系统工艺流程，并对 节能、节水及原材料采取的有效措施进行了论述。 关键词：烧结环冷机；余热锅炉；凝汽补汽式汽轮发电机 中图分类号：ＴＤ ９８ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７１—８５５０（２０１３）０１—００５０—０２ ０ 引言 随着余热回收技术的日益成熟，钢铁行业余热 回收工程成本大幅度降低。钢铁是高耗能、重污染 的生产过程，采用先进技术进行生产工艺改造，实 现节能、减排、降耗是根本之路。余热利用属于十 大节能工程项目之一，烧结工序能耗约占钢铁生产 总能耗约１０ ，仅次于炼铁，是钢铁生产的第二 耗能大户。 江西萍钢实业股份有限公司九江分公司为了加 快企业发展，优化产业结构，落实中央节能减排的 号召、朝着循环经济的方向发展，公司决定利用烧 结环冷机的一段和二段高温端热风，在现有烧结机 侧建设余热发电工程。生产出使用方便、成本低廉 的“清洁电力”，实现变废为宝。这对改善环境、 降低钢铁生产的吨钢能耗、节约生产成本和提高企 业经济效益具有重大意义。 １ 工程概况 九江分公司厂原料场及烧结项目共两台１８０ ｍ。 烧结机。该工程建设规模为两台南京胜诺热管有限 公司研发的最大蒸发量３２ ｔ／ｈ余热锅炉，配一台杭 州中能汽轮动力有限公司生产的１０ ＭＷ｝ｂ汽冷凝 式汽轮发电机组。 １．１ 工艺流程 江西萍钢２×１８０ ｍ 烧结环冷机纯低温余热发 电工艺流程见图１。 在环冷机一段和二段高温端风箱对应的上部风 收稿日期：２０１２—０８—０４ 作者简介：张娜（１９８０一），女（汉族），辽宁鞍山人，中冶北方 工程技术有限公司工程师，热电联产、余热发电、节能环保。 罩顶部分别设置集气烟筒。在烟筒顶部设置电动蝶 阀。在风罩顶部设置去余热锅炉的热废气管。将环 冷机一段和二段高温端风箱的温度较高的热废气分 别送进余热锅炉。 图１ 烧结环冷机余热发电工艺流程 １一余热锅炉；２一汽轮机；３ｍ发电机；４一凝汽器；５一凝结水泵； ６一给水泵；７一除氧器；８ｍ高压集汽箱；９一低压集汽箱 余热锅炉生产时，烟筒顶部电动蝶阀关闭，使 环冷机一段和二段高温端风箱的全部废气都进入余 热锅炉。余热锅炉系统发生故障时，烟筒顶部电动 蝶阀开启排气，使环冷机可正常生产。 余热锅炉排出的１４０。Ｃ气体，通过烟道送至循 环风机。使之经循环风机增压后，重新回到环冷机 一段。余热锅炉正常运行时，环冷机一段鼓风机停 运。烟气循环风机配有液力偶合器，以节约能源。 由余热锅炉生产出来的过热蒸汽经外网送至汽机间。 １．２ 主机设备 两台１８０ ｍ 烧结环冷机余热锅炉，蒸发量 ３２ ｔ／ｈ； ——一台补汽冷凝式汽轮机，额定功率１０ Ｍｗ； ——一台发电机，额定功率１２ ＭＷ。 １．３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，烟气由开放式排放变
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。
安钢烧结余热回收发电技术应用及潜力
安钢烧结余热回收发电技术应用及潜力
安钢烧结余热回收发电技术应用及潜力
李铜林 （安阳钢铁股份有限公司，河南安阳４５５００４）
【摘要】烧结生产过程中会产生大量余热，通过烧结环冷废气和烧结机尾部烟气余热回收发电技术，利用安钢内 部余热进行回收发电，使烧结生产有效地降低了能耗和生产成本，产生了经济利益和社会效益，同时减少了高温废
气的排放，保护了环境。指出烧结余热回收发电技术具有广阔的应用前景，值得推广应用。 【关键词】烧结；余热；利用；回收；发电；研究
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｏｆ Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ Ｗａｓｔｅ Ｈｅａｔ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ ａｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｔ ＡＹＩＳＣｏ
ＬＩ Ｔｏｎｇ－ｌｉｎ （Ａｎｙａｎｇ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ，Ａｎｙａｎｇ ４５５００４，Ｈｅｎａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ａ ｌａｒｇｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｗａｓｔｅ ｈｅａｔ ｇｅｎｅｒａｔｅｓ ｄｕｒｉｎｇ ｓｉｎｔｅｒ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｗａｓｔｅ ｈｅａｔ ａｔ Ａｎｙａｎｇ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ（ＡＹＩＳＣＯ）ｉｓ ｒｅｃｏｖｅｒｅｄ ｆｏｒ ｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｂｙ ｔｈｅ ｗａｓｔｅ ｈｅａｔ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ａｎｄ ｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｓｉｎｔｅｒ ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ ｃｏｏｌｅｄ ｗａｓｔｅ ｇａｓ ａｎｄ ｓｉｎｔｅｒ ｍａｃｈｉｎｅ ｔａｉｌ ｆｕｍｅ，
ｗｈｉｃｈ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｒｅｄｕｃｅｓ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｃｏｓｔ ｉｎ ｓｉｎｔｅｒ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ｙｉｅｌｄｓ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ａｎｄ
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。
烧结主排烟气减排与余热高效回收技术
ＶｏＬ ３Ｏ Ｎｏ．５ Ｓｅｐｔ．２０１１ 冶金能源
ＥＮＥＲＧＹ ＦＯＲ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＤＵＳＴＲＹ ４９
烧结主排烟气减排与余热高效回收技术
毛艳丽 张东丽 曲余玲
（鞍钢股份技术中心）
摘要详细阐述了世界上主要应用的烧结主排烟气减排与余热高效回收的工业化方案及效 果，并对国内烧结主排烟气减排与余热高效回收提出了建议。 关键词烧结主排烟气减排余热回收
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｏｆ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｗａｓｔｅ ｈｅａｔ ｒｅｃｏｖｅｒｙ
ｏｆ ｓｉｎｔｅｒ ｗａｓｔｅ ｇａｓ
Ｍａｏ Ｙａｎｌｉ Ｚｈａｎｇ Ｄｏｎｇｌｉ Ｑｕ Ｙｕｌｉｎｇ
（Ａｎｓｔｅｅｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｅｎｔｅｒ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｍａｊｏｒ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｆｏｒ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｆｌｉ・ ｃｉｅｎｔ ｗａｓｔｅ ｈｅａｔ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｏｆ ｓｉｎｔｅｒ ｗａｓｔｅ ｇａｓ ｗｅｒｅ ｅｘｐｌａｉｎｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ Ｔｈｅ ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｗａｓｔｅ ｈｅａｔ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｏｆ ｓｉｎｔｅｒ ｗａｓｔｅ ｇａｓ ｗｅｒｅ ｔｈｕｓ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｓｉｎｔｅｒ ｗａｓｔｅ ｇａｓ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｗａｓｔｅ ｈｅａｔ ｒｅｃｏｖｅｒｙ
烧结是钢铁生产工序烟气排放的主要污染源
之一，烧结工序又是钢铁生产过程中的能耗大
户，工序能耗约为总能耗的１０％。而烧结过程
中５０％的显热被烧结废气带走，其中烧结主排
烟气所含显热约占总热量的２０％。通过余热锅
炉将冷却机废气余热回收用于发电在国外早已发
烧结余热节能技术的应用及效果
２０１１年第６期 总第１４８期 冶 金 动 力 ＭＦｒＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ ＰＯＷＥＲ ５３
烧结余热节能技术的应用及效果
陈通
（河北钢铁集团邯钢西区能源中心，河北邯郸０５６０１５）
【摘要】邯钢西区烧结余热发电系统采用双通道双压锅炉达到中低温余热分级回收和梯级利用，解决余 热发电机组运行的连续性差问题；补汽式汽轮机的采用在整个钢厂生产蒸汽系统中起到蒸汽利用平衡的作用， 达到稳定蒸汽管网压力的目的。 【关键词】余热回收；单通道单压；双通道双压；梯级利用；烧结环冷机密封 【中图分类号】ＴＭ６１７ 【文献标识码】Ｂ 【文章编号】１００６—６７６４（２０１１）０６—００５３—０４
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ Ｗａｓｔｅ Ｈｅ．ａｔ Ｅｎｅｒｇｙ－ｓａｖｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｆｆｅｃｔ
ＣＨＥＮ Ｔｏｎｇ （Ｗｅｓｔ Ａｔｅａ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｏｕｒｃｅｓ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｈａｎｄａｎ Ｉｒｏｎ＆Ｓｔｅｅｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｈｅｂｅｉ Ｉｒｏｎ＆Ｓｔｅｅｌ Ｇｒｏｕｐ，Ｈａｎｄａｎ，Ｈｅｂｅｉ ０５６０１５，Ｃｈｉｎａ） 【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｔｈｅ ｗｅｓｔ ａｒｅａ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ ｗａｓｔｅ ｈｅａｔ ｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｈａｎｓｔｅｅｌ
ａｄｏｐｔｓ ｔｗｏ－ｃｈａｎｎｅｌ ａｎｄ ｄｏｕｂｌｅ—－ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｂｏｉｌｅｒ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｍｉｄｄｌｅ ａｎｄ ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｗａｓｔｅ ｈｅａｔ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ａｎｄ ｃａｓｃａｄｅ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ．Ｉｔ ｃａｎ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｐｏｏｒ ｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｗａｓｔｅ ｈｅａｔ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｓｅｔ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ．Ａｄｏｐｔｉｏｎ ｏｆ ｓｔｅａｍ—ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ ｔｕｒｂｉｎｅ ｐｌａｙｓ ｔｈｅ ｒｏｌｅ ｏｆ ｂａｌａｎｃｉｎｇ ｓｔｅａｍ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｉｎ ｉｈｅ ｓｔｅａｍ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｅｅｌ ｐｌａｎｔ ｔｏ ｒｅａｃｈ ｔｈｅ ｐｕｒｐｏｓｅ ｏｆ ｓｔａｂｉｌｉｚｉｎｇ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｅａｍ ｐｉｐｉｎｇ ｎｅｔｗｏｒｋ． 【Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ】ｗａｓｔｅ ｈｅａｔ ｒｅｃｏｖｅｒｙ；ｓｉｎｇｌｅ ｃｈａｎｎｅｌ ａｎｄ ｓｉｎｇｌｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ；ｄｕａｌ ｃｈａｎｎｅｌ ａｎｄ
节能减排 促进烧结系统余热资源的综合利用——浅谈烧结冷却系统余热的发电应用
节能减排促进烧结系统余热资源的综合利用
——浅谈烧结冷却系统余热的发电应用
济钢国际工程技术有限公司 孙新安 宋慧昌 李会龙
摘要：文章介绍了冶金企业烧结熟矿冷却系统余热利用的一种高效回收途径，并简要介绍了济钢４００ Ｉｎ２烧结 机余热回收利用工程工艺流程、设备选型原则、技术经济性。阐明了烧结环冷机余热利用的经济性、环保意 义，不失为回收利用低热值热源的一种良好方法。
关键词：烧结环冷机 余热锅炉 循环风机
０ 引言
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。由于烧结环冷机废气
的温度不高，为１５０～４５０℃，加上此前余热回收技 术的局限，烧结冷却废气余热回收项目往往给人以
“造价高，发电少，回收年限长”的印象，长期以 来被人们忽略遗忘。 随着近几年来低温余热回收技术突飞猛进，钢
铁行业的余热回收项目造价大幅度降低，同时余热 回收效率大幅提高。 上世纪９０年代以来，国内一些锅炉厂结合钢
铁行业余热回收利用的特点己成功开发出不同类
型的余热锅炉，在技术上获得重大突破，为钢铁行 业余热回收创造了优越的条件。目前正是国家能源 紧缺、大力提倡生产过程节能降耗的关键时期，国 家有关部门对企业节能指标提出了很高的要求。在
这样的形势和技术条件下，一些有远见的钢铁企 业，迅速启动各种余热回收项目，不但解决了钢铁
企业的节能降耗任务，为企业本身创造了可观的经 济效益，也同时对钢铁企业的环境保护工作起到有
力促进作用。 环冷机余热的回收，是通过余热锅炉回收环冷
机低温烟气的低品味余热能源，产生过热蒸汽，来 推动低参数的汽轮发电机组做功发电的最新成套
技术；其与火力发电相比，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、变废为宝、节能