郭海濤  趙建軍  楊東鋒

（河鋼股份有限公司承德分公司煉鐵事業(yè)部  河北 承德 067001）

摘要：燒結生產具有煙氣溫度高、廢氣量較大的特點，很適合對燒結機主煙道進行余熱回收，利用廢蒸汽帶動發(fā)電機可以產生電能，降低燒結機自身電力消耗，降低燒結機的能耗。

關鍵詞：工礦條件；風箱煙氣溫度；余熱回收

 0前言

在鋼鐵生產過程中，燒結工序的能耗約占總能耗的10％，位居第二。在燒結工序總能耗中，有近50％的熱能以燒結機煙氣和冷卻機廢氣的顯熱形式排入大氣。目前國內外鋼鐵企業(yè)燒結工序對中低溫余熱利用大部分停留于熱風燒結及產生低品位蒸汽或熱水利用，也有不少的企業(yè)根本沒有采用任何余熱回收技術，直接排放不僅造成二次能源浪費，而且嚴重污染環(huán)境。從能源利用的有效性和經濟性角度，利用燒結系統(tǒng)的中溫廢氣通過余熱鍋爐將低品位的熱能轉化為高級能源——電能，實現變廢為寶的能源再利用，是促進河鋼承鋼實現節(jié)能減排、發(fā)展循環(huán)經濟的有效途徑，也是未來中低溫余熱利用的發(fā)展方向。

1 傳統(tǒng)工藝

   燒結產生的高溫煙氣通過翅片管式蒸發(fā)器帶動汽輪機做功發(fā)電，由于翅片對流體的擾動使邊界層不斷破裂，因而具有較大的換熱系數；通知由于隔板、翅片很薄，具有高導熱性，所以使得翅片管式蒸發(fā)器可以到達很高的效率。但是由于其使用壽命短，熱利用率低，造成能源浪費，故采用新型熱管式蒸發(fā)器。

2 裝備技術革新

由于熱管比較適合于低溫差傳熱，且沿管長的等溫性能較好，因此熱管式蒸發(fā)器的換熱效率要略高于翅片管式蒸發(fā)器，這種換熱器由熱管蒸發(fā)器和汽包組成。但熱管式蒸發(fā)器受熱管工作溫度的限制，即：當熱廢氣溫度超過420℃時就會有爆管的危險，影響熱管的正常工作。因此，我們在大、小煙道的端部均設置了冷空氣補充裝置，當煙氣溫度超過臨界值時，自動打開補氣閥門。蒸汽發(fā)生的整個過程如下：熱管換熱器安置在19#、20#、21#風箱之間的大、小煙道上，高溫煙氣(大于350℃)將熱量傳給熱管蒸發(fā)段內的工作介質，使其汽化后流向熱管換熱器的冷凝段；在冷凝段將熱量傳給熱管外的水，使其汽化；熱管內的工作介質在冷凝段放出熱量后凝結，并在重力作用下，沿熱管內壁返回蒸發(fā)段，如此循環(huán)。環(huán)行空間內的汽液混合物，通過連接管送至汽包內進行汽液分離；汽包內的飽和水由下降管送至熱管束，構成汽水系統(tǒng)循環(huán)。

圖1 水夾套換熱管示意圖

2.1熱管式蒸發(fā)器的組成

2.1.1 汽包

由于需要產生過熱蒸汽，故要求汽包產生的蒸汽干度達到99％左右，為蒸汽過熱創(chuàng)造條件。因此，設計好汽包內部裝置，是獲得高品質蒸汽的關鍵。由于進入汽包的汽水混合物蒸汽含量不大，蒸汽干度通常小于10％，故設計時采用了三級分離。

2.1.2 過熱器

過熱器的作用是將蒸汽從飽和溫度加熱到額定的過熱溫度。過熱器安裝在熱管蒸發(fā)器的前面，采用蛇形管結構，與熱管蒸發(fā)器共同組成蒸汽發(fā)生器本體。高溫煙氣先流經過熱器，將1.3 MPa、195℃的飽和蒸汽加熱變成1.3 MPa、250℃的過熱蒸汽，然后才進入熱管蒸發(fā)器。

2.1.3 卸灰裝置

在熱管換熱器前的煙道下部和熱管換熱器下部均設有積灰斗。由于煙道處于-17kPa左右的高負壓狀態(tài)，密封要求高，不能有漏氣現象，因此，灰斗下方設有電動雙層卸灰閥，控制定期排灰。

3 改進工藝操作

由于我廠為釩鈦燒結礦，產能相對其他普通礦較低，又由于我廠燒結機產能大于高爐需求，有時燒結機產量保持在較低水平。當燒結機產量降低時，機尾3個風箱的溫度較低，大大降低了煙氣的溫度。煙氣溫度降低導致發(fā)電量下降，為保證發(fā)電量保持在較高的水平，我們采取了一系列措施，通過控制風箱的執(zhí)行器開度，控制通過料層的空氣，保證21#風箱溫度保持在350℃以上。

表1 燒結過程控制

3.1 降低停機時間

在運行中大煙道余熱發(fā)電要求較高，發(fā)電蒸汽要求在280℃以上，由于我廠的臺車轱轆在長期的高溫運行后，臺車轱轆產生了卡死、脫落等現象的出現。為解決此種問題，降低停機時間，我廠采用了在線更換燒結機臺車。在臺車機尾移動架上設計了新型的固定液壓移動裝置，此種液壓裝置能夠快速的撐開移動架，比人工手動液壓千斤頂的時間降低了約20分鐘。在更換臺車時，使用鋼絲繩來起吊臺車，此種方式穩(wěn)定性較差，臺車在水平位置容易出現偏差，不能很好的起吊和放落臺車。我廠采用新型吊裝工具，在天車上安裝新型的起落架，此種起落架有一個平衡梁下安裝了兩個掛鉤如下圖：

圖2 新型吊裝工具

燒結低溫余熱發(fā)電項目由于能將廢氣中的熱能轉化為電能，有效減少燒結礦生產過程中的能源消耗，具有顯著的節(jié)能效果。同時，廢氣通過余熱鍋爐降低了排放的溫度，減輕了燒結礦生產對環(huán)境的熱污染，具有顯著的環(huán)保效果。因此，這種具有良好的經濟效益和社會效益的項目，必將具有很好的推廣價值和應用前景。

4 總結

（1）通過以上兩個改進，在線跟換臺車時間大大縮短，更換時間有前期的35分鐘降低為6分鐘。

（2）大大提高了煙道溫度的利用效率，保證了發(fā)電量平穩(wěn)。該系統(tǒng)投產后，運行良好，節(jié)能效果與經濟效益顯著。

（3）其投資少，見效快，安全可靠。

（4）在已采用煙氣脫硫的燒結機系統(tǒng)中，還能降低并穩(wěn)定進入脫硫系統(tǒng)的廢氣溫度，減少脫硫系統(tǒng)冷卻水的消耗。

參考文獻

[1]  王政民.煙氣直接入爐循環(huán)的節(jié)能作用.冶金能源，1999（3）：24-28.

[2]  陸萍.燒結低溫煙氣余熱發(fā)電技術應用分析.現代冶金，2009（1）.