工业硅电炉烟气余热发电
科技信息2013年第5期ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ
1工业硅电炉烟气余热利用的必要性
从国家的产业政策来看，早在1996年8月国务院曾以国发[1996]
36号文批转国家经贸委、财政部、国家税务总局《关于进一步开发资
源综合利用意见》的通知，明确指出：“凡利用余热、余压、城市垃圾和
煤矸石、煤泥等低热值燃料及煤层气生产电力、热力的企业（以下简称
综合利用电厂），其单机容量在500千瓦以上，符合并网调度条件的，
电力部门都应允许并网，签订并网协议，对并网的机组免交小火电上
网配套费，并在核定的上网电量内优先购买”。此外，《国家发展改革委
办公厅关于组织申报节能、节水、资源综合利用重大项目和示范项目
以及现役火电厂脱硫设备备选项目的通知》（发改办环资[2004]906号
文）也明确了在节能方面，重点支持钢铁、有色、石油石化、化工、建材
等高耗能行业节能技术改造。近期国家又颁布实行了新的能源政策，
进一步提出了对综合利用资源、节能降耗、强化环保的可持续发展要
求。因此，利用工业硅电炉的余热废气建设余热发电站，在政策和法规
上是国家大力扶持和提倡的，也完全符合国家产业政策的要求。
工业硅是钢铁、有色、电子信息等产业的重要辅助材料，但同时也
是资源、能源的消耗大户。我国是工业硅的生产和消费大国，目前我国
的工业硅生产单位能耗达到13000KW.h/t以上,而西方国家先进指标
达到了11000KW.h/t，相比之下大多数中小企业能耗差距很大。这表明
我国工业硅冶炼节能潜力巨大。工业硅生产对电能的消耗和依赖很
大，一定程度上推动了工业用电总量的增长，加剧了电能的供应紧张
局面。如果工业硅生产线配套建设余热发电系统，可以有效降低工业
硅能耗，减少CO2等温室气体排放，将具有十分明显的环保效益。
2项目概况
湖北三新硅业有限责任公司（宜昌）位于湖北省宜昌市经济技术
开发区白洋工业园。共计建设有12座33000kVA高纯工业硅半封闭
旋转式电炉。余热发电设计基本条件如下表：表1烟气成分
表2烟尘成分
表3烟尘粒度
表4废气参数
从以上参数可知，该矿热炉废气具有较好的利用价值。本工程利
用矿热炉的烟气发电，经过余热锅炉后的烟气降到160℃左右，通过现
有除尘器和引风机排入烟囱，以充分利用已建成的除尘设施，实现达
标排放。
3装机方案采用1台33000kVA高纯工业硅电炉配置1台余热锅炉，总计建
设12台余热锅炉；每4台余热锅炉配置1套30MW中温中压汽轮发电
机组（即四台高纯工业硅电炉配四炉一机），共设3套汽轮发电机组。
余热发电站以10kV出线，发电机机端电压经主变压器升压至35kV
后接至湖北三新硅业有限责任公司220kV变电站的35kV系统实现
并网，以外送为主要目标。余热发电站年利用小时数为6500小时。
4主机选择
4.1余热锅炉选择
从表2和表3的烟尘成分和粒度可知，微小的SiO2颗粒占到了烟
尘成分的80-90%，这部分微小的颗粒被称为微硅粉。微硅粉的粒径大
多小于1μm，粉尘壁表面积约20m2/g左右。由于微硅粉粘附力极强，
在运行过程中极易产生静电而吸附在锅炉管壁外表面，很难清理干
净。鉴于其导热系数很低，如果不能及时清理干净，会导致余热锅炉的
换热效率大大降低，很难正常运行。因此，余热锅炉炉型和清灰方式的
选择，是工业硅余热发电系统顺利运行的关键因素。
在以往的工业硅余热锅炉设计中，各锅炉厂家的清灰方式大多采
用采用钢珠振打和激波清灰等或二者相组合的模式。根据对一些项目
的了解，随着运行时间的增加，余热锅炉产汽量逐渐变小，采取上述清
灰措施后也未能得到根本性的改善，有些甚至导致无法正常发电，极
大地影响了工业硅行业余热发电的推广。单近几年来，锅炉行业出现
了一种管刷式清灰方式，这种清灰装置组成如下：采用圆形刷子或两
个半圆装配后为一个整圆的刷子，刷毛用金属丝或金属丝扁线团状材
料制造，刷子被套装在传热管外，再将多把刷子连接为一个整体的网
架结构，网架结构与金属网架相连，再由卷扬机、减速器、电动机系统
带动，并设有各种保护和控制装置，用PLC来控制其运行。这种清灰
方式使多个刷子在电动机的带动下在传热部件的外壁上来回运动，将
粘附于壁上的粉尘抹去，保证了锅炉的正常运行。
本项目的余热锅炉整体采用管箱式模块结构，自进口而出口设有
蒸发器，省煤器，采用强制循环方式。余热锅炉露天卧式布置，烟气自
进口到出口经蒸发器、省煤器,气流方向与粉尘沉降方向一致，管箱间
设置膨胀节,每个箱体受热面都设置了一组管刷式机械除尘装置，布
置于锅炉顶部，清刷频率为每半小时1次并可根据实际情况改变清刷
频率，均可电控或手动控制运行。微硅粉尘随气流均匀排至卸灰阀，经
由出渣机排出锅炉。微硅粉收集后可重新返料使用。
4.2余热锅炉参数
形式：纯余热单压锅炉
锅炉入口烟气量16.5×104Nm3/h
锅炉入口烟温530℃，最大650℃
出口烟温180℃
额定蒸汽压力3.82MPa(a)
额定蒸汽温度450℃
额定蒸发量24t/h
最大工况蒸发量31t/h（烟气温度为波动状态值）
锅炉布置形式：露天布置
4.3汽轮机参数
额定/最大功率25/28MW
主汽门前进汽压力3.43MPa（a）
主汽门前进汽温度435℃
额定进汽量108t/h
计算进汽量96t/h
排汽压力7kPa(a)
4.4发电机参数
额定功率30MW
额定电压10500V
额定功率因数0.8(Lag)工业硅电炉烟气余热发电探讨
徐岩松
(中冶东方工程技术有限公司，山东青岛266555)
【摘要】本文介绍了湖北三新硅业余热发电的设计原则和工艺流程，论述了在工业硅行业推广余热利用在节能、环保等方面产生的益处。
【关键词】工业硅；余热锅炉；汽轮机；能源效益；投资回报
烟气成分H2OCO2O2N2
%1.2318.377.5
烟尘成分SiO2CO2AI2O3CFeOMgO
%80~900.4~10.2~0.53~100.5~31
烟尘粒度（μm）≤11~10≥10
%＜60＜30＜10
序号项目单位设计参数备注
1废气量Nm3/h165000单台
2废气温度℃530
3入口废气含尘浓度g/Nm32.54○电力与能源○
375科技信息ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ2013年第5期
额定频率50HZ
额定转数3000r/min
5烟气除尘系统
本余热锅炉并联于电炉除尘系统；当使用余热锅炉时将烟气切换
至余热锅炉一侧；当余热锅炉故障或检修时，烟气切换至空冷器一侧。
两座电炉设除尘系统一套，每台电炉配套安装一台余热锅炉。空气冷
却器作为余热锅炉事故状态备用，在空气冷却器附近位置安装余热锅
炉。每台电炉出口的两支烟气管道在出电炉室后合并成一根管道进入
锅炉，烟气在余热锅炉内生产蒸汽，烟气经过余热锅炉后的温度低于
180℃，出锅炉的低温烟气再分成两根支管分别和烟气管道连接，由除
尘引风机将烟气排入正压布袋除尘器净化后达标排放。锅炉进口安装
电动阀门，在锅炉检修时隔断，烟气可利用电炉空冷器进行冷却后再
通过引风机，送至布袋除尘器，最后通过烟囱排出，不会影响工艺生
产。由于工业硅电炉产生的烟气温度波动比较大，一般在530～650℃
之间，短时间可能达到900℃，根据烟气的这种波动比较大、温度短时
比较高的特性，锅炉进口的烟气管道采用内外同时保温的措施，锅炉
内部采用陶瓷纤维板+耐磨塑料的方式，陶瓷纤维板耐火温度最高可
达1200度，同时耐磨塑料可阻止烟气对管道内壁的磨损，延长管道的
使用寿命。管道外壁采用硅酸铝保温材料，安全能满足工程需要。
6热力系统
6.1主蒸汽系统
主蒸汽系统采用切换母管制，确保机组运行的安全、灵活与可靠。
6.2除氧给水系统
每台余热锅炉设置2台电动给水泵，1台工作，1台备用，电动给
水泵参数为：流量30m3/h，扬程450mH2O，电机功率90kW/10kV，配软
启动装置。
每台余热锅炉设1台40t/h热力除氧器，水箱容积为20m3。
6.3给水回热系统
汽轮机共有四段抽汽，配置回热加热系统。为两台低压加热器供
热。
每台汽机设2台凝结水泵，1用1备。
凝结水泵型号为150N130-H00，参数为Q=54~115t/hH=144~
134mH2O
6.4加热器疏水系统
低压加热器的疏水逐级回流最后接至凝汽器。汽封加热器的疏水
接至凝汽器。每台低加均设有汽液两相流的水位控制器。
6.5凝汽器抽真空系统
每台机组设2台射水抽气器、2台射水泵。正常运行时，均为1台
运行，1台备用。机组启动时，可2台同时运行。每台机组设1台射水
箱V=10m3。
6.6汽轮发电机润滑油系统
每台机组设置1台电动高压交流辅助油泵、1台电动交流润滑油
泵、1台电动直流润滑油泵、1台主油箱、2台板式冷油器、2台滤油器、
1台聚结分离净油机等。汽轮发电机油系统管道材质采用不锈钢。为确保机组安全，每台机组设置一个不锈钢材质的高位油箱V=3m3。
6.7排污、溢流及疏、放水系统
本工程设1台3.5m3连续排污扩容器，设1台10m3定期排污扩容
器，1台2m3疏水扩容换热器，1台30m3疏水箱，2台疏水泵。
锅炉连续排污水接入连排，回收二次蒸汽引入除氧的汽平衡母
管，连排内的排污水经排污换热器冷却后（用于提高除盐水的温度），
回收热量后，排入排污降温池。锅炉定期排污水接入定排后，排入排污
降温池，经降温后排入全厂污水系统或雨水系统。
疏水进入疏水扩容换热器与喷淋的除盐水混合后进入疏水箱，经
疏水泵打入除氧器。
7冷却水和除盐水系统
汽轮机凝汽器冷却水系统采用开式循环冷却供水方式。经凝汽
器、发电机空冷器、油冷却器的冷却水均由循环冷却水系统供给，经凝
汽器、发电机空冷器设备排水都通过循环冷却水排水母管送回到循环
水泵站。冷油器冷却水出水设专管排至循环泵站旁流过滤器进口，经
过滤后，排至循环水池。
主厂房内其它需要冷却的设备(如给水泵及其它油泵水泵、取样
冷却器等)采用工业水冷却，循环冷却水系统作为其备用冷却水源。
汽轮机冷凝器、电机空冷器、润滑油站等冷却用水采用净环水，用
水量16500m3/h,工作压力≥0.25MPa,供水温度33℃,回水温度43℃，净
环回水为有压回水，用后仅水温升高水质未受污染，回水利
用余压上冷却塔，冷却降温后自流入泵站吸水井，经泵加压
后通过管道过滤器送往用户循环使用。
本工程所需除盐水由设在循环泵站的除盐水组合装置
制备，出水电导率<10μS/cm。
8能源效益评价
本工程主要能源品种有：电力、水等。表5能源消耗计算表
由上可以看出，电力按照等价值0.320kgce/kWh计算，本工程年
消耗能源为0.0573×3.27×108=1.87万吨标煤。年产出能源为0.320×
3.27×108=10.46万吨标煤。即本工程年回收的能源0.263×3.27×108
=8.60万吨标煤/年。节能效益显著。
9投资效益
本工程总静态投资约4亿元，包括的工程项目有：新建余热锅炉
及除尘系统、汽轮发电、水系统、外网及其它。
项目计算期为20年，固定资产折旧残值率取5%，建筑物折旧年
限20年，机器设备折旧年限10年。其他资产摊销分10年摊销。经计
算年平均利润总额为6631.6万元。项目投资回收期为6年。
10结论
工业硅电炉余热利用工程本身就是环保工程。即可利用电炉烟气
余热发电，同时也降低温度、浓度，实现废气达标外排。余热发电机组
的运行将具有十分明显的社会环保效益。在工业硅行业建设余热发电
项目是行业及国家经济发展的必然。实施余热发电项目，可大大节约
加热炉烟气余热发电项目可行性研究报告
加热炉烟气余热发电项目可行性研究报告
一、项目背景
加热炉是很多工业生产中常用的设备，其使用过程中会产生大量的烟气余热。这些烟气余热如果能够有效地回收利用，不仅可以降低企业的能源消耗和生产成本，还能够减少对环境的污染。因此，通过利用加热炉烟气余热发电，具有很高的可行性和市场潜力。
二、项目概述
本项目的主要目标是利用加热炉烟气余热发电，通过烟气的高温高压发电，将废热转化为电能，供应给企业自身使用或者出售给电力公司。项目的主要内容包括烟气回收系统的建设、烟气预处理系统、蒸汽发电机组以及发电系统的建设等。项目总体投资估算为XXX万元。
三、市场分析
目前，我国工业生产中使用加热炉的企业非常多，其产生的烟气余热大多数没有得到有效利用。然而，随着能源价格的上涨和环境保护意识的提高，越来越多的企业开始关注烟气余热的回收利用。因此，加热炉烟气余热发电项目具有较广阔的市场前景和发展潜力。
四、技术可行性
现有的烟气余热发电技术已经相当成熟，可以选择适当的发电设备和系统来实现烟气余热的回收利用。通过对加热炉烟气的预处理和蒸汽发电，可以大幅度提高能源利用效率，并且能够满足企业的电能需求。
五、经济可行性 根据初步估算，加热炉烟气余热发电项目的年发电量约为XX万千瓦时，年利润预计为XX万元。项目总投资回收期为X年，投资回收年限为X年。可以看出，该项目在经济上具有较好的可行性。
六、环境可行性
通过回收利用加热炉烟气余热，可以减少排放到大气中的温室气体和污染物。项目的实施对环境保护具有积极意义，有助于减少温室气体的排放和空气污染的改善。
七、风险分析
项目存在的主要风险包括市场竞争风险、技术风险和政策风险。目前，烟气余热发电项目已经受到一定程度的关注和支持，但仍需要面对一定的市场竞争。此外，项目的技术实施和运营也需要具备一定的技术能力。另外，政策环境的变化可能对项目的发展产生一定的影响。
八、项目建议
在项目实施过程中，需要充分考虑市场需求和竞争环境，选择适当的技术方案，并严格控制项目成本。同时，需要关注政策环境的变化，及时调整项目方向，以确保项目的可持续发展。此外，还需要加强项目的宣传推广，提高项目的知名度和影响力。
电炉余热发电项目可研报告
(研究报告）
电炉余热发电项目可研报告
所属专题：余热余压利用工程
云南永昌铅锌股份有限公司
电炉余热发电项目
可行性研究报告
咨询证书编号:工咨甲10320070056
质量认证注册号: 05007Q10074R1M
河北能源工程设计有限公司
2009年5月 石家庄
批 准 单卫东
审 核 王彩霞 韩建锋
校 核 姚晌阳 粟 涛
王永林 何立波
编 制 王婷婷 叶青青 樊贞圆
莘英卿 沈永兵 蔡伟健
尹锐佳 颜如焱 张青枝
李春龙
云南永昌铅锌股份有限公司电炉余热发电工程 可行性研究报告
HEED河北能源工程设计有限公司 i 石家庄 目 录
1总论 ................................................................................................................................................... 1
1.1申报单位概况 ............................................................................................................................ 1
1.2项目背景 .................................................................................................................................... 1
余热发电技术在工业中的应用
余热发电技术在工业中的应用
摘要：主要介绍了余热发电技术在工业中的应用。工业生产过程中会因燃料的消耗产生大量的高温烟气，或者因化学反应产生大量的热量，这些都可以作为余热锅炉的能量源，从而产生大量的饱和蒸汽用于推动汽轮机做功发电。本文对余热发电技术和余热发电系统涉及到的系统配置进行了说明。
关键词：余热发电技术；废气和化学反应热量利用；余热发电系统配置
作为世界最大的工业国，我国已成为世界最大能源消耗国，一次能源消耗量于2018年达到46.20亿吨标准煤。伴随如此巨量的能源消耗，产生了大量的余热资源。如果能对这部分资源加以合理利用，不仅能创造一定的经济效益，而且能减少高温废气和污染物颗粒排放，符合我国节能减排、绿色环保的发展策略。
根据测算，余热资源约占燃料总消耗量的18%-68%，仅2018年一年产生的余热资源就达到7.9-31亿吨标准煤。根据目前的工程经验，余热资源的整体回收利用率可达到60%，这部分余热可以作为余热锅炉能量来源，用于推动汽轮发电机组进行发电，从而用于工业园区自耗电力的供应。
1上马余热发电工程的决策
1.1 技术面决策
主要依据国家发展计划委员会、国家经济贸易委员会、建设部2001年发布的《热电联产项目可行性研究技术规定》。首先，根据本公司工业生产过程中产生的多余的蒸汽或余热量来论证工程建设的必要性和机组选型。机组选型确定后，根据本公司园区原有的总体布置来确定增加发电机组后的全厂总平面布置图。最后，需要组织有关专业的专家团队制定工程建设的技术方案。
1.2 经济效益面决策 根据初步的技术方案，模拟计算出系统热效率和年发电量，同时通过工程投资造价和收益率计算，对本工程进行投资估算和综合经济评价。
2 中小型工业园区上马余热发电项目的必要性探讨
2.1 综合分析
以某化工制造厂的58kt/a锌精矿制酸生产线为例，经测算，每生产一吨硫酸产生的热量可副产3.8Mpa过热蒸汽1吨，对于58kt/a锌精矿制酸装置，每小时产生蒸汽约7吨。硫酸生产本身不需要蒸汽，该公司也没有需要蒸汽的产品，蒸汽只能排空或冷凝，不仅对环境带来严重噪音，还造成严重的资源浪费，不利于企业的低成本运营。因此，如何将这部分蒸汽变废为宝，是一个急需解决的问题。根据调查对比，选用余热蒸汽推动汽轮机，带动发电机将是一个最实用经济的方案，既能减少环境污染，又能降低产品的综合能耗，为企业带来可观的经济效益，将会增加企业的市场竞争力。
十三五工业硅及余热发电项目可行性研究报告
十三五工业硅及余热发电项目可行性研究报告
十三五工业硅及余热发电项目可行性研究报告
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目录
第一章总论 (6)
1.1项目名称 (6)
1.2项目性质 (6)
1.3项目拟建地 (6)
1.4项目单位及负责人 (6)
1.5项目单位简介 (6)
1.6项目编制单位 (6)
1.7项目编制依据及范围 (6)
1.8项目建设内容及规模 (7)
1.9项目建设期限 (7)
1.10项目投资估算 (7)
1.11项目资金筹措 (8)
1.12主要技术经济指标 (8)
1.13主要结论 (8)
1.14主要建议 (8)
第二章区域概况 (10)
2.1地理位置 (10)
2.2地形地貌 (10)
2.3气候条件及地震烈度 (10)
2.4水源条件 (10)
2.5交通条件 (11)
2.6电源条件 (11)
2.7自然资源 (11)
第三章项目建设背景及必要性 (12)
3.1项目建设的背景 (12) 3.2项目建设的必要性 (15)
第四章市场分析与预测 (19)
4.1工业硅行业市场现状分析 (19)
4.2工业硅行业市场前景预测 (21)
第五章项目建设条件分析 (26)
5.1厂址条件分析 (26)
5.2自然环境条件分析 (26)
5.3原料供应 (27)
5.4供水供电条件分析 (28)
5.5交通运输条件分析 (28)
5.6拟建地投资发展环境分析 (29)
5.7生产技术条件分析 (29)
5.8生产中的环保条件分析 (30)
第六章技术方案 (31)
6.1产品方案 (31)
6.2生产方法选择 (31)
6.3工艺流程 (31)
6.4主要设备选型 (38)
6.5主要生产工艺参数 (44)
6.6主要原材料标准 (45)
6.7产品质量标准 (48)
6.8 热力设施 (50)
第七章总体方案设计 (57)
7.1项目拟建地概况 (57)
7.2项目建设内容及规模 (57)
循环经济一体化工业硅余热发电项目可行性研究报告
循环经济一体化工业硅余热发电项目可行性研究报告
循环经济一体化工业硅余热发电项目
可行性研究报告
循环经济一体化工业硅余热发电项目可行性研究报告
I 目 录
第一章 总 论 ......................................................... 1
1.1项目名称 ........................................................... 1
1.2项目性质 ........................................................... 1
1.3项目拟建地 ......................................................... 1
1.4项目单位及负责人 ................................................... 1
1.5项目单位简介 ....................................................... 1
1.6项目编制单位 ....................................................... 1
1.7项目编制依据及范围 ................................................. 1
1.8项目建设内容及规模 ................................................. 2
1.9项目建设期限 ....................................................... 2
1.10项目投资估算 ...................................................... 3
余热发电原理
余热发电原理
余热发电是指将一些工厂或生产过程中产生的废热通过特殊设备转化为电能，从而实现资源利用最大化的目的。余热发电的原理是基于热力学原理，通过利用废热中的能量将其转化为电能。这种技术不仅可以帮助企业节约能源，减少能源损失，也可以降低环境污染和节约成本。
首先，余热发电的原理是基于热力学原理的。在生产过程中，许多工厂产生的热量没有被充分利用，导致了巨大的能源浪费。而余热发电则可以利用这些未被充分利用的热量，将其转化为电能，从而实现资源利用最大化的目的。
其次，余热发电需要借助特殊的设备进行转换。余热发电设备包括余热锅炉、蒸汽透平发电机等，这些设备可以将废热中的能量转化成电能。余热锅炉是将废热通过烟道管和冷凝器传导到锅炉内进行蒸汽发生，再驱动透平发电机，从而实现能量转化。这种方式既有益于减少废热的排放，又能够将能源转化为电力。
最后，余热发电可以帮助企业实现节能减排，降低环境污染。通过利用废热发电，不仅可以重新利用之前浪费掉的能源，而且可以降低企业的用电成本。这种方式可以有效地节约能源，减少环境污染，降低企业的生产成本。
综上所述，余热发电是一种经济、环保的能源利用方式。通过转化废热，将其转化为电能，不仅可以提高能源利用效率，还可以减少环境污染。对于企业来说，采用余热发电技术不仅可以节约成本，还可以帮助企业实现可持续发展。
硅锰合金电炉煤气余热发电分析
第３８卷第１期 ２ ０ １ ８年２月 冶金与材料
Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ ａｎｄ ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｖｏ１．３８ Ｎｏ．１ Ｆｅｂｒｕａｒｙ ２０１８
硅锰合金电炉煤气余热发电分析
罗咏梅 ，王学武
（１．贵州ｔｉｉｔ学院，贵州贵阳５５０００３；２．贵州ｉＥ￣ｌ，－ｒ程技术投资有限公司）
摘要：为有效利用矿热电炉煤气余热，提出采用煤气余热发电方案，该系统利用余热锅炉吸收矿热电炉煤气 中的热量，产生的饱和蒸汽作为热源使用。该系统投入运行后，将为有效回收矿热炉烟气余热、实现清洁生产 提供积极的示范效应。 关键词：电炉煤气；余热发电；蒸汽
１ 电炉煤气特征 一
１．１煤气的特性 硅锰合金燃气用户为电炉车间铁水包离线烘 烤、锰矿烘干系统烘干机、烧结机点火，燃料全部 采用密闭炉煤气回收系统回收的密闭炉煤气。密 闭电炉煤气成分组成如下表所示： 表１烟气成分表（Ｖ％） 表４发电机设计参数
额定功率 １５０００ ｋＷ
额定电压：
额定电流
绝缘等级
转速
功率因数 １０５０ｏ Ｖ
１７１８ Ａ／８２５ Ａ
Ｆ级制造，Ｂ级考核
３０００ ｒ．Ｐ．ｍ
Ｏ．８
ＣＯ Ｈ２ Ｈ２０ ＣＨ４ Ｃ０２ Ｏ２ Ｎ２ 其它 ７０二！ 二 ５－璺＿－ ．５—１ ６Ｉ１２ ０．５—１ ５￣７ ０．１２ ２．２余热发电工艺
１．２灰分检测 用ｘ射线荧光光谱仪进行分析检测，表２为 灰分的组分。 表２烟气粉尘成分级含量表（％）
粉尘成分ＣａＯ Ｃ ＳｉＯ２ Ｆｅ３Ｏ２ Ａ２０３ 其它 粉尘比例 ４２ ３３．５ １７．３ １ ５．６ ０．６
２矿热炉煤气余热发电技术方案
２．１ 设备选型 表３锅炉设计参数
额定供汽量 ７５ ｔ／ｈ 额定蒸汽压力 锅筒工作压力 额定蒸汽温度 锅炉给水温度 锅炉排烟温度 锅炉排污率 设计锅炉热效率 空气预热器进口温度 空气预热器出口温度 ３．８２ ＭＰａ ４．２２ ＭＰａ ４５０℃ １０４℃ １５０℃ ２％ ８７．４％（燃用设计燃料） ２Ｏ℃ ３５０℃ （１）利用余热锅炉回收电炉煤气，生产中压饱 和蒸汽，配套饱和蒸汽汽轮机组、发电机组抽气供 热，实现热点联产，最大限度提高余热蒸汽利用效 率，矿热炉余热回收发电系统包括主蒸汽系统、主 凝结水系统、抽真空系统、轴封蒸汽系统、循环水 系统、废热回收系统等。余热发电技术工艺流程 如图１所示［２］，该流程自动化水平较高，操作简 便，维护方便，无二次污染。
工业硅电炉烟气净化技术
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工业硅电炉烟气净化技术
工业硅电炉的烟气治理，目前各级政府高度重视，各厂家急需解决的首要问题。一谈到烟气治理，大家就想到先进的治理技术和投资，如何去治理的问题。根据多年的生产实践经验证明，烟气量产生的大小与厂家的技术和管理关系很大。生产技术稳定、管理先进的企业，产品质量高，消耗低，除尘效果好，排放达标。技术管理差的企业，产品质量差，消耗高，污染严重。在生产过程中，除设备结构影响外，生产操作技术的控制直接影响电炉烟气量的大小。目前研究回收一吨硅微粉价值的人多，研究在炉内变成一吨硅价值多少的人少。要解决工业硅厂家的经济技术问题，彻底治理烟气，提高经济社会效率，其措施是：
(1)减少烟气量，提高生产操作技术水平。
操作技术不当是造成烟气量增大的主要原因。大多厂家存在的问题是电炉结构参数不匹配，高电压、高产量、超负荷错误用电造成了严重刺火，配比不严格，冶炼方法不当造成严重的刺火。工业硅熔炼是在电炉埋弧状态下连续进行的。操作中要做到闭弧操作，适时加料和捣炉，调整炉料电阻和电流电压的比值。闭弧操作的优点是：炉内料层结构能形成一个完整的体系，炉料依次下沉;弧光不外露，保持高炉温;电极消耗平衡稳定，避免发生电极折断;料面温度较低，提高电炉设备的利用率;粉尘量较少，可使电炉操作有一个较好的环境。无论电炉容量大小，都能做到闭弧操作，这是减少烟气量，提高硅回收率，降低消耗，解决操作和烟尘净化之间恶性循环的重要措施。
(2)烟气净化设备的选择。
熔炼一吨工业硅约产生2000-2600M3的烟气，经炉口燃烧后混入大量冷空气，硅微粉在空气中停留时间长，不易沉降，比电阻大，硅粉带油性，粘度随温度的增高而增大。因此，要净化收集硅微粉，就要必须对烟气进行二次燃烧降温和预除尘等一系列处理。6300KVA电炉的二次燃烧室选择25-30M3;预除尘器采用二级旋风除尘器;热交换器采用循环给水控制;风机功率选用180-250KVA;除尘器采用正压大布袋除尘器，设备根据实际情况，大多采用非标准件。
硅锰合金电炉煤气冷却净化与回收利用——余热发电
硅锰合金电炉煤气冷却净化与回收利用——余热发电
本文通过对硅锰合金电炉煤气中含尘成分及特性的研究，提出一种新的硅锰合金电炉煤气利用方案，并通过具体实施的项目进行了论证，结果证明该方案可行，而且经济效益、社会效益、环境效益明显。
前言
我国现有各类硅锰合金企业300余家，电炉1000余台。硅锰合金电炉在冶炼过程中产生大量含尘的高温煤气，煤气量在6000～12000Nm3/h之间，温度400～800℃，含尘量120mg/Nm3。目前电炉烟气降温一般采用多管降温器，利用空气与烟气换热将烟气温度降低至200℃左右，然后喷水降温，煤气冷却后送至湿式煤气柜储存。这一煤气回收过程存在如下问题：一是煤气显热未能得到充分利用，造成大量的能源浪费；二是湿法回收过程中需要大量的水，煤气经洗涤后产生大量的污水，处理成本高。为了充分利用煤气余热及解决烟尘排放对环境造成的影响，某公司与某投资公司及铁合金厂合作进行了深入细致的研究，在国内首次采用新型煤气净化与回收利用技术对某硅锰合金厂硅锰合金电炉煤气进行回收利用。
1 某硅锰合金厂情况简介
某硅锰合金厂位于我国中部地区，始建于1958年，是建国初期国家“156”工程重点建设项目之一，也是全国18家重点铁合金生产企业。经过近50年的发展，目前拥有总容量为132750kV·A的大中型电炉16台、120m3高炉1座。该企业技术实力雄厚，曾经对煤气回收做过一些尝试，积累了一定的经验。
2 硅锰合金电炉粗煤气特性
本项目主要是针对容量为9000kV·A的101#、102#、105#硅锰合金电炉、30000kV·A的401#硅锰合金电炉和6000kV·A的103#、104#碳锰合金电炉的煤气进行净化回收利用。如下表1所示是各台电炉的煤气参数3 工艺流程图
从上表中可以看出，硅锰合金电炉粗煤气主要有以下三个特点：一、粗煤气温度、煤气量、粗煤气中CO含量变化范围大；二、粗煤气温度和煤气量随着CO含量的变化而变化，CO含量越高，煤气量和煤气温度相应下降；三、硅锰合金烟尘成分复杂，在高温状态下容易形成灰熔点较低的金属络合物；在低温状态下，烟尘粒度很细，90%以上的烟尘粒径在10μm以下，冷却后极易粘附在容器壁，不易除去。该合金厂曾在上世纪90年代在401#电炉上面安装了风冷装置，由于运行成本高，后来停运。综合考虑实际情况，拟采用一台电炉配一套烟气冷却净化处理装置和余热利用装置。工艺流程如下图所示：
硅铁矿热炉余热发电系统设计方案
硅铁矿热炉余热发电系统设计方案
2019年10月3日
矿热炉生产中烟气温度约400℃左右，烟气带走的热量约为输入总热量的40%~50%。因此，充分利用余热资源实现节能减排、保护环境具有重要的现实意义。
硅铁矿热炉生产运行特点：
(1)热负荷不稳定。在连续稳定的生产工艺中，加料、熔化、出料时，烟气温度变化较大，难以人工控制;
(2)硅石和煤炭是硅铁冶炼的原料，烟尘中含SiO2和SO2。SiO2具有较强的粘附性，粒径极小，比表面积大，绝热性能强。其粘附在换热管束上致使换热效果恶化。除灰技术研究的主要问题即如何更有效的去除粘附在换热管上的SiO2粉尘。烟道中的部分SO2转化成SO3，与水蒸汽接触产生硫酸蒸汽。当锅炉受热面温度低于硫酸蒸汽露点时，则其在管壁凝结造成低温腐蚀。
目前在硅铁矿热炉上实施余热发电项目的单位分别采用不同的除灰方式,不同的余热锅炉型式、不同的蒸汽参数、不同的余热发电方案，在硅铁行业节能降耗、减少污染排放方面取得初步成效。但都不同程度地存在某些问题。发展、完善低温低压余热锅炉的研究与设计方案亟待解决的关键问题:首先研制高效吹灰技术，取代结构复杂、笨重、多发故障的机械除灰方式;其次是采用强化换热技术,取代目前体积庞大、耗用钢材较多的光管结构余热锅炉;第三，选择适当的蒸汽参数，选择最佳的系统配置。
余热资源
某冶炼公司现有4台25.5MVA硅铁矿热炉，实测每台硅铁矿热炉产生的烟气温度约350〜550℃左右，流量102000Nm3/h(正常工况)，出料时流量97500Nm3/h。运行工况具有一定波动性，依据测量参数，结合行业经验数据，取设计方案烟气参数，烟尘成分及粒度。
硅微粉呈灰白色，质轻粒细，容重约为200kg/m3,安息角约为48度，吸湿差。硅铁烟尘的主要成分以SiO2为主，占90%以上;比电阻高，在225℃时，比电阻不低于1.0x10的11次方W.cm。高电绝缘性：比电阻通常在10的11次方~10的13次Ω.cm，具有极强隔热性，热传导率≤0.05W/mK(由于多孔性),粉尘以小粒径为主，小于5微米的硅微粉占93%以上。 余热发电系统设计方案