烧结余热发电在邯钢的应用

来源:用户上传      作者: 马林贵 卢松涛 胡玉峰

　　摘要：烧结余热发电日益广泛应用于钢铁行业中，用以回收烧结工序烧结机烟气和冷却机废气的显热，以达到节能环保的目的。本文主要就邯钢新区烧结余热发电的设备情况，余热发电技术的工艺流程及烧结余热的利用情况作一个简要说明。
　　关键词：烧结；余热锅炉；补汽凝汽式汽轮机
　　
　　1　概论
　　
　　钢铁企业烧结工序能耗仅次于炼铁工序，居第二位，一般为企业总能耗的90／F12％我国烧结工序的能耗指标与先进国家相比差距较20千克标准煤，节能潜力很大。
　　
　　烧结余热回收主要有两部分：一是烧结机尾部废气余热，二是热烧结矿在冷却机前段空冷时产生的废气余热。两部分废气所含热量约占烧结总能耗的50％，充分利用这部分热量是提高烧结能源利用效率，显著降低烧结工序能耗的途径之一。邯钢借鉴国内外余热利用的成功经验，在邯钢新区建立了一套烧结余热发电系统。
　　
　　2　邯钢新区余热利用概况
　　
　　2.1　邯钢新区烧结余热发电概况
　　邯钢新区有2×3200m高炉，2×300烧结机，每台烧结机各配有1套415的烧结环冷机，单台环冷机可利用烟气量为770100m／h。每套环冷机配5台相同的风机，其中1#，2#风机有385050m3／h的废气量，向大气排放300-400~左右的“低温废气”，通过2台68t／h双压余热锅炉换热，使锅炉给水加热成为过热蒸汽，推动1台30MW的双压补汽凝汽式汽轮发电机组。
　　余热发电装置年回收利用烧结废气144亿标准立方米，年发电量为1.87亿kw.h，年可节约标煤约5.1万吨。且在发电过程不产生额外的废气、废渣、粉尘和其它有害气体。可减少S02排放量6084吨，可减少C02排放量17.11万吨，具有充分利用低温废气以达到变废为宝，净化环境的作用。
　　2.2　设备选型及其主要技术参数
　　目前，国内烧结废气余热回收利用主要有三种方式：一是直接将废烟气经过净化后作为点火炉的助燃空气或用于预热混合料，以降低燃料消耗，这种方式较为简单利用量有限，一般不超过烟气量的10％，二是将废烟气通过热管装置或余热锅炉产生蒸汽，并入全厂蒸汽管网，替代部分燃煤锅炉。三是将余热锅炉产生蒸汽用于驱动汽轮机组发电。邯钢新区通过综合考虑，选取第三种方式，设备及其技术参数如下：
　　(1)锅炉技术规范
　　台数：2套
　　型式：卧式，自然循环，水管式，露天布置
　　无补燃，双压(带自除氧)，无再热
　　环冷机烟气温度及烟气流量：
　　300-400℃，77.01xl04m3／h套
　　余热锅炉后循环烟气温度：150℃
　　高压蒸汽额定蒸发量：52t／h套
　　高压蒸汽压力：2.35MPa
　　高压蒸汽温度：375℃
　　低压蒸汽额定蒸发量：17t／h套
　　低压蒸汽压力：0.49MPa
　　低压蒸汽温度：233
　　主凝结水温度：40℃
　　(2)汽轮机技术规范
　　台数： 1台
　　汽轮机额定功率
　　30MW
　　最大功率
　　30MW
　　主蒸汽进汽压力
　　2.35MPa
　　主蒸汽进汽温度
　　370℃
　　额定进汽量
　　76t／h
　　补汽进汽压力
　　0.49MPa
　　补汽进汽温度
　　228℃
　　补汽额定进汽量
　　34t／h
　　(3)环冷机
　　环冷机规模
　　2套415
　　每套环冷机配5台相同的风机
　　环冷机1#废热气温度　400℃
　　环冷机2#废热气温度
　　300℃
　　环冷机3#废热气温度
　　240℃
　　环冷机4#废热气温度
　　190℃
　　环冷机5#废热气温度
　　150E
　　2.3　工艺流程
　　工艺流程为：给水经给水泵进入余热锅炉，炉水经废气加热后，一部分变为过热蒸汽，进入汽轮机作功带动同轴的发电机发电。另一部分经余热锅炉低温段加热后，产生低压饱和蒸汽，这部分蒸汽进入汽轮机相应低压进汽口作功发电。蒸汽做工后的冷凝水加压后进入锅炉低压省煤器加热，最后进入除氧器蒸发除氧由给水泵供给锅炉，实现一个完整的热力循环。简单的热力系统图及烟气流程示意图大致如下：
　　2.4　运行中存在的不足及改善措施
　　(1)由于烧结设备故障率高，烧结机生产的连续性差，导致热源不稳定，烟气温度波动大。实际生产过程中，混匀料量有时少，不能长期维持两台烧结环冷机满负荷运行。
　　(2)烟气流量及温度偏低，实际运行中，达不到设计的30MW的额定发电量，时常因为烟温不足，烟气流量小而导致停炉停机。并且烧结原料与燃料的变化以及烧结终点温度都对烟气的温度有很大影响，运行中的实际最大出力超过30MW，但最小出力只有8MW左右。
　　针对存在的上述缺陷，我们进行了技术攻关。在混匀料少时，使用单台环冷机满负荷运行的方式来满足汽机对蒸汽参数的要求。改善了烧结环冷机的密封，降低了漏风率，提高了换热效率，提高了烟温。同时，我们通过调整风机风门开度。来调调整不同温度烟气的比例，废气温度低的时候，适当关小风门降低锅炉负荷，废气温度较高时，开打风机风门以提高发电量。通过运行对运行参数的监视，选择最佳的烟气温度。通过以上两种方法的改进，余热发电机组的效率有了很大的提高。
　　
　　3　结语
　　
　　烧结余热发电是在节能减排上取得的一项重大突破，从实现能源梯级利用的高效性，余热发电是最为有效的余热利用途径，特别是在当前钢铁行业严峻的形势下，为企业挖潜增效做出了贡献，是我国钢铁企业在余热利用上取得的重大进步。
　　随着能源需求的日趋紧张化，对节能减排的要求也越来越高。笔者希望在因地制宜的情况下，以上内容会对大家的参考有所帮助。
　　
　　参考文献：
　　[1]陆萍，烧结低温烟气余热发电技术应用分析江苏沙钢集团淮钢特钢有限公司，2009.2。
　　[2]李玉红，烧结余热回收技术及生产对策，唐钢炼铁厂。

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