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1、南京凯盛开能环保能源有限公司 南京凯盛开能环保能源有限公司（南京凯盛水泥技术工程 有限公司余热发电设计研究所）是依托南京凯盛水泥和中 国建材集团，引进日本三菱余热发电技术,专门从事节能环 保技术服务的高新技术企业。 公司具有一批从事热能工程、机械动力、电气自动化和节 能环保的高级技术人才，在节能环保领域积累大量的技术 开发和工程设计、项目管理经验，结合南京凯盛的甲级水 泥和建材设计资质，组成了一支精业、敬业，以服务和创 新为宗旨的团队。 我们的资质 我们的资质 我们的专利 工业流程能量回收(再生)发电 核心业务 水泥纯低温余热发电水泥纯低温余热发电 钢铁行业钢铁行业TRTTRT、烧结余热发、烧
2、结余热发 电、干熄焦余热发电、转电、干熄焦余热发电、转 炉煤气蒸汽综合利用炉煤气蒸汽综合利用 焦炉煤气发电焦炉煤气发电 垃圾发电、生物质发电垃圾发电、生物质发电 工业流程能量回收(再生)发电设计、投建 、运营商 环保、循环能源综合再利用事业 低成本、高增长、无公害的发电项目 无耗材、免税收、有补贴及额外CDM收入 多领域的客户群体，涵盖工业流程、能源 、环保等行业 从事行业从事行业 发电领域 石化 冶金 其他建材 能源 凯盛开能 钢铁行业流程 钢铁行业可利用的发电项目 TRT高炉煤气压差发电 钢铁行业可利用的发电项目 转炉蒸汽发电 CCPP燃气蒸汽联合循环发电 钢铁行业可利用的发电项目 烧结余
3、热发电 钢铁行业可利用的发电项目 烧结机（环冷） 烧结机（带冷） 烧结余热发电现状 烧结余热发电是一项将烧结废气余热资源转变为电力的节能技术。该 技术不产生额外的废气、废渣、粉尘和其它有害气体，能够有效提高 烧结工序的能源利用效率，平均每吨烧结矿产生的烟气余热回收可发 电20kWh，折合吨钢综合能耗可降低约8千克标准煤，从而促进钢铁企 业实现节能降耗目标 在钢铁企业中，烧结工序能耗仅次于炼铁工序，占总能耗的9%12% ，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。这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
4、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。 国内烧结余热回收利用的三种方式 一、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，但余热利用量有限，一般 不超过烟气量的10%； 二、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、将余热锅炉产生蒸汽用于驱动汽轮机组发电。 从实现能源梯级利用的高效性和经济性角度分析，余热发电是最为有 效的余热利用途径，平均每吨烧结矿产生的烟气余热回收可发电 20kWh，折合吨钢综合能耗可降低8千克标准煤。我国烧结余热发电机 组按余热锅炉形式分为四种，即：单压余热发
5、电技术、双压余热发电 技术、闪蒸余热发电技术和补燃余热发电技术。近年，低温余热发电 技术已在建材等行业得到了广泛应用，特别是随着双压、闪蒸发电技 术和补汽凝汽式汽轮机技术获得突破，大大提高了余热回收效率，为 钢铁企业烧结余热发电技术的推广创造了条件。 环冷机余热利用方案一 在环冷机烟囱两旁设置总共4根烟管，第1根烟管出来的高温烟气约450经烟 管引入环冷机新建余热锅炉的过热段，产生过热蒸汽,第2根烟管出来的烟气 约320经烟管引入余热锅炉与第1根烟管出来的烟气混合进入蒸发段，产生 饱和蒸汽。第3根烟管出来的烟气约250经烟管引入余热锅炉与第1根、2根 烟管出来的烟气混合进入低压蒸发段和省煤器段
6、，产生低压低压过热蒸汽和 热水。烟气经余热锅炉梯级利用后，余热锅炉排烟温度为130经引风机送回 第1鼓风机出风口循环利用。第四根烟风管约200烟气送往烧结热风系统供 烧结用。 环冷机余热利用方案二 在环冷机烟囱两旁设置总共3根烟管，第1根烟管、第2根烟管从环冷机烟罩上 热风引出来后，并入一根烟气管，混合后约380送入余热锅炉，经过热段、 蒸发段、高温省煤器段、低压蒸发段和省煤器段，烟气降低到150左右经引 风机送回第1鼓风机出风口循环利用。第3根烟风管约200烟气送往烧结热风 系统供烧结用。（如下图所示） 环冷机取风图片 带冷机余热利用方案 烧结机尾卸出的成品矿，直接进入带式冷却机，通过鼓风进
7、行冷却。冷却产生的废气 经6座烟囱直接排人大气。为准确掌握废气品质情况，对300平米带冷机前端相对高温 的3座烟囱(0#1#2#)排出废气的温度、压力、流量、成分、含尘量等参数进行了现场测 试，从静态测试的情况来看：0号烟囱温度较高，但流量小，且粉尘含量大；1号烟囱 的流量较大，温度略微偏低；2号烟囱温度波动较大。总体来看，烟气需用要循环才能 为锅炉提供稳定的热源。 带冷机余热利用方案 为了进一步提高烟气温度并稳定烟气工况参数。设计采用了烟气循环的方式 （见图） 锅炉引风机排出的烟气分成两部分：占总量60的一部分由循环风机再次送人带冷机 风箱，经与高温烧结矿热交换后从1号烟囱进入锅炉；占总量4
8、0的另一部分废气外排 至大气。烟气采取循环利用后，进入锅炉的烟气预计比不循环的方式提高45，烧结 矿温度比正常情况略有提高(10左右)，不影响烧结冷却作业。 带冷机取风图片 烧结余热发电流程 单机装机规模比较 烧结机面积180-200m2265-300m2360-400m2 废气量260000- 300000 Nm3/h 400000- 420000Nm3/h 480000- 500000Nm3/h 废气温度360-380360-380360-380 主蒸汽参数1.6MPa 3601.6MPa 360或 2.1MPa 348 1.6MPa 360或 2.1MPa 348 蒸汽量25-28t/h
9、30-35t/h51-55t/h 单机装机规模4500-6000kw6000-7500kw9000-12000kw 我们的案例-马鞍山钢铁 l 项目情况 马鞍山钢铁股份有限公司第二炼铁总厂有两座2500 m3和一座1 000 m3高炉，配备两台300 m2烧结机，两台带式冷却机面积分别为336m2 ，每台带冷机前三个烟罩排烟温度平均可达380 ，总排气量近40万 m3h。由于原设计没有余热回收利用，致使大量具有较高热焓的烟 气全部通过烟囱排空，不仅浪费了宝贵的能源，而且也污染了环境。 因此对烧结带冷废气余热进行有效回收利用，对马钢推行节能降耗、 改善环境、拓展循环经济、实现可持续发展具有十分重
10、要的现实义。 l 项目装机方案 每台烧结机配备一套烟气回收输送系统。烧结带冷机烟罩出口的360 395废气从废气锅炉顶部进入废气锅炉(内设过热器、蒸发器、省 煤器)进行热交换，经余热锅炉换热后的过热蒸汽推动汽轮发电机组 发电。废气锅炉采用卧式自然循环汽包炉，额定参数：烟气温度 395、流量40万m3h、含尘量2 gm3；过热蒸汽温度375、压 力195 MPa、流量374 th。 汽轮发电机组采用多级、冲动、混 压、凝汽式，主汽门进汽参数为温度374、压力2.05MPa(表压)，耗 汽量86 th(含闪蒸器流量)，额定功率175 Mw。 我们的案例-河北普阳钢铁 l 项目情况 河北普阳钢铁集团
11、现有一台265平环冷机、两台180平环冷机，余热 资源除去热风烧结并未利用，另外高速线材、120吨转炉及1250热轧 所产蒸汽未充分利用，现利用该部分余热资源及蒸汽进行节能发电。 l 项目装机方案 180平烧结环冷机分别配备一台余热锅炉，每台余热锅炉产生压力 1.2Mpa，温度360过热蒸汽20t/h，265平烧结环冷机配备一台余热 锅炉，产生压力1.2Mpa温度360过热蒸汽蒸汽30t/h，三台余热锅炉 共产蒸汽70t/h。此时汽轮发电机可以发电13000KW。另外高线生产线 产生10t/h压力为1.28Mpa饱和蒸汽，1250热轧生产线产生10t/h压力 为1.28Mpa饱和蒸汽，转炉生产
12、过程产生18t/h压力为1.28Mpa饱和蒸 汽（蓄热器后），合计38t/h饱和蒸汽配备一台高炉煤气过热炉，将 饱和蒸汽过热到360，与烧结余热锅炉产生的过热蒸汽汇合一条母 管送入汽轮机发电，余热发电系统投产运行后可发电20377kw,系统装 机容量20MW。 我们的案例-邢台钢铁 l 项目情况 河北邢台钢铁集团现有两台180平环冷机，余热资源除去热风烧结并 未利用，现利用该部分余热资源进行节能发电。 l 项目装机方案 单台180平环冷机可利用的烟气量约30万N m3/h，烟气温度约380， 根据热平衡计算，以热定电原则，本设计采用凝式汽轮发电机组。单 台余热锅炉产生1.6MPa、360过热蒸
13、汽28t/h，两台余热锅炉共产过 热蒸汽2X28t/h；同时，两台锅炉产0.5Mpa、180低压过热蒸汽 2X6t/h，供平时生产工艺及采暖用;此时汽轮发电机可以发电 10500KW。如生产、采暖不用锅炉产的2X6t/h低压过热蒸汽（如夏季 ），低压过热蒸汽全部用于汽轮机补汽，汽轮发电机可以发电 11600kW，因此，汽轮发电机组装机容量定为12000kW。余热发电系 统投产运行，拆除原烧结环冷机的余热锅炉。 烧结余热发电易出现的问题 及解决方案 l 问题一：蒸汽参数不稳定, 不能满足汽轮机正常运转的要求 汽轮机的正常运行对蒸汽参数有一定的要求, 烧结机余热发电工程选用的汽 轮机正常运行时蒸汽
14、温度为为360 左右, 由于烧结过程波动和余热发电操 作经验蒸汽温度可能低于300 , 远远达不到汽轮机的要求, 从而导致机组 频繁停机。 l 原因分析 锅炉蒸汽温度低的直接原因是锅炉入口烟气温度低。经分析,导致锅炉入口烟 气温度低的原因主要有两个: 烧结矿严重过烧或严重欠烧。当烧结矿严重 过烧时,在烧结机尾部烧结矿的冷却过程就已开始进行了;严重欠烧时,烧结混 合料中的碳未能得到充分燃烧,所产生的热量更少。这两种情况都将导致给入 冷却机上的烧结矿携带的热量减少,进而导致烟气温度降低; 锅炉引风量和 带冷机鼓风量不匹配。穿过冷却机热矿层的高温废气才是锅炉的有效热源,但 是由于冷却机和烟罩密封不严
15、,当锅炉引风量大于废气回收段冷却机的鼓风量 时,将有大量冷风漏入,导致进入锅炉的烟气温度急剧下降。 l 解决方法 针对上述两点原因,采取相应措施。第一,稳定烧结过程,严禁出现严重过烧和 欠烧的情况,尤其是不能出现过烧的情况。在水分波动较大的情况下,水分控 制宁偏大而不偏小,以重点防止严重过烧现象出现。利用SPSS(烧结过程智能 控制系统) 合理的控制烧结过程的BRP 点,使该点维持在58 m62 m 之间,从 而稳定烧结过程。第二, 视情况通过关小引风机的风门(或同时关小鼓风机和 引风机的风门) 来使烟气温度达到所要求的温度。通过采取这些措施,蒸汽温 度的稳定性得到提高,避免因蒸汽温度低而导致
16、停机现象。 烧结余热发电易出现的问题 及解决方案 l 问题二：烧结机短时间停机严重影响余热发电系统的作业率 烧结机短时间的停机(30 min 左右) 在烧结生产中是很难避免的,这种停机对 烧结机作业率影响不大,但是对余热发电机组影响却很大。 l 原因分析 烧结机停机以后,不再有热烧结矿卸到冷却机上,此时锅炉的热源只是冷却机 上烧结矿的物理热,这部分热量在鼓风冷却下很快就会消耗完,从而导致蒸汽 温度急剧下降,机组解列;另外,在烧结机短时间停机时,操作人员一般是不关 主抽风机风门的,这便导致烧结机上原有的料层严重过烧,往往出现重新开机 后带冷机烟气温度先小幅度上升然后再急剧下降的情况。在不采取任何措施 的情况下,烧结机停机10 min 以上就将导致余热发电机组停机。从发电机解 列到并网,至少需要2小时,若烧结机开机后烧结过程不稳定,所需要的时间将 更长。如果这种短时间的停机不能很好的解决且没有很好的应对措施,余热发
