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燒結環冷機廢氣余熱利用

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燒結環冷機廢氣余熱利用

發布日期:2018-01-06 作者: 點擊:

燒結工序是鋼鐵生產中的耗能大戶。根據攀鋼煉鐵廠3 號燒結機熱平衡測定,燒結過程總的熱量支出為3.211 ×103 MJ/t, 而燒結過程帶走的熱量為1.66 ×103MJ/t ,占總熱量支出的51.71 %。燒結礦在環冷機中冷卻時,由冷卻空氣帶走的熱量為9.41×102 MJ/t,占總熱支出的29.29 %。可見,燒結環冷機余熱利用的潛力極大。

國外具有一定代表性的是日本的燒結余熱回收利用。新日鐵、日本鋼管公司、住友金屬公司、川崎鋼鐵公司等所屬的大中型燒結機幾乎都安裝有余熱回收裝置。在日本的26 套余熱回收裝置中,回收利用冷卻廢氣熱量的裝置就有17 套。對于余熱利用的方式,除室蘭5 號、名古屋3 號等燒結機利用廢氣預熱混合料和點火保溫爐助燃熱風外,其余絕大多數采用余熱鍋爐生產蒸氣 。

我國燒結余熱回收利用起步較晚,但近幾年發展很快。目前,已經安裝余熱回收裝置的有安陽、馬鋼二燒、梅山、武鋼等。從這些已經投產的余熱回收裝置的生產情況看,效果都很好。

攀鋼煉鐵廠燒結工序有6 臺燒結機,5 臺抽風環冷機,1 臺鼓風環冷機。1993 年采取與南京熱管中心合作的方式,在6#鼓風環冷機上安裝了一套熱管余熱回收裝置(簡稱6#余熱蒸氣系統)。之后,又在一燒車間的1# 、2#抽風環冷機上安裝了熱管余熱回收裝置(簡稱1# 、2#余熱蒸氣系統)。本文介紹利用燒結環冷機冷卻廢氣余熱來生產低壓蒸氣的情況。
熱管蒸氣發生器的工作原理

熱管蒸氣發生器是由若干特殊的熱管元件組合而成。

熱管的受熱段置于廢氣風道內,熱風橫掠熱管受熱段,熱管元件的冷卻段插在水-氣系統內。由于采用了熱管,使水-氣系統的受熱及其循環完全和熱源分離而獨立存在于廢熱氣體的風道之外,水-氣系統不受熱流體的直接沖刷。工作時,廢氣的熱量經熱管傳給水道內的飽和水,使其汽化產生蒸氣,所產水氣混合物沿上升管到達氣包, 集中分離后再送往蒸氣再熱器及用戶。套管內的水轉變成蒸氣后,由下降管將氣包內的水導入補充。氣包內的水由水預熱器直接供給。這樣,由于熱管不斷吸收廢氣熱量,傳給水套管內產生蒸氣,再通過外部水-氣管道的上升及下降完成間接受熱的氣-水循環,從而達到將廢氣顯熱及燒結礦輻射熱轉變成低壓蒸氣的目的。

這種系統具有以下特點:

(1)熱量從廢氣轉移到水, 完全由熱管元件完成,水-氣被間接加熱;

(2)系統中熱管元件間相互獨立,單根或數根熱管失效或損壞不影響整個裝置的運行;

(3)由于熱管的單向導熱性,熱量的傳輸只能由廢氣傳至水中,而不會由水、氣中傳到廢氣;

(4)熱管熱側采用高頻翅片焊強化傳熱,傳熱效率高、阻力小,設備結構緊湊;

(5)熱管的工作過程不需要任何外界動力,運行管理簡單。

余熱低壓蒸氣的產生流程

燒結生產時燒結礦從燒結機尾部落下,經單輥破碎后通過振動篩分,經溜槽落到冷卻機臺車上,在溜槽部分燒結礦溫度達700 ~ 800 ℃,以輻射熱形式向外散熱,落到冷卻機后其溫度仍在600 ℃以上,環冷機上布置有冷卻風罩,風罩內通過軸流風機使冷卻風強制穿過礦層,經熱燒結礦加熱使冷卻風溫升高到160 ~ 190 ℃,這樣的冷卻風可利用其顯熱來產生蒸氣。

從熱電廠來的除鹽水進入軟水箱(10 m3)后,由加壓泵加壓到1.5 MPa ,然后進到置于環冷機密封罩內的水預熱器,被加熱到100 ℃左右,入氣包。氣包經下降管和上升管,與置于風機上方的熱管蒸氣發生器連接。水下降到熱管后吸收熱管傳送的廢氣熱量,汽化形成0.3 ~ 0.8 MPa 的濕蒸氣。這部分蒸氣上升進入氣包經氣水分離后,被送進置于熱篩溜槽后的蒸氣再熱器,吸收燒結礦部分高溫輻射熱,使蒸氣含有的水分進一步汽化,成為高質量的過熱蒸氣。
余熱蒸氣系統操作時應注意的問題

正常生產時,合理控制氣包水位是整個系統是否正常工作的關鍵。應盡量使用變頻器進行加撤水量的調節,因手動閥難以控制好氣包水位。

考慮到各種閥門很難關嚴,正常生產或短時停機時,應保持一臺水泵運轉,以防止蒸氣回竄導致水泵損壞。

因工作場所溫度高,測溫用的熱電阻和測流量、壓力、水位用的測量變送器比較容易損壞, 應加強維護和及時更換。部分測量用管路孔徑較細,易堵塞,影響測量和控制,應加強維護和疏通。

生產中,蒸氣壓力超過氣包的允許壓力而安全閥又失靈時,注意及時放散。

加強密封裝置的檢查和維護,盡量減少系統漏風。
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燒結環冷機廢氣余熱利用

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