烧结冷却机余热利用介绍.

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1、烧结环冷机余热发电工程 方案简介 中节能环保科技投资有限公司 第一章 概述 1.工程由来 在钢铁生产过程中，烧结工序的能耗约占总能耗的10%，仅次于炼铁 工序，位居第二。在烧结工序总能耗中，有近50%的热能以烧结矿和冷却机 废气的显热形式排入大气。由于烧结环冷机废气的温度不高，仅150 450，加上以前余热加收技术的局限，余热回收项目往往给人以“造价高 ，发电少，加收年限长”的印象，长期以来被人们忽略遗忘。 随着近几年来余热回收技术突飞猛进，钢铁行业的余热回收项目造价 大幅度降低，同时余热回收效率大幅提高，特别是闪蒸发电技术和补汽凝 汽式汽轮机，在技术上获得突破，为钢铁行业余热回收创造了优越的

2、条件 。时值目前国家能源紧缺、大力提倡生产过程的节能降耗的关键时期，国 家有关部门对企业节能指标提出了很高的要求。在这样的形势和技术条件 下，一些有远见的钢铁企业，迅速启动各种余热回收项目，不但解决了钢 铁企业的节能降耗任务，同时也能为企业本身创造可观的经济效益。 环冷机余热的回收，是通过环冷烟气低温余热锅炉回收烟气的低品 味余热能源，结合低温余热发电技术，用余热锅炉的过热蒸气来推动低 参数的汽轮发电机组做功发电的最新成套技术；其与火力发电相比，不 需要消耗一次能源，不产生额外的废气、废渣、粉尘和其它有害气体； 它是当前工业企业节能和环保要求下的必然趋势和产物，具有充分利用 低温废气、变废为宝

3、、净化环境的多重意义。 具体来讲环冷余热回收的意义体现在如下几个方面：具体来讲环冷余热回收的意义体现在如下几个方面： 第一第一：利用烧结环冷机烟气余热发电，部分代替来自电网的以化石燃料为能源的：利用烧结环冷机烟气余热发电，部分代替来自电网的以化石燃料为能源的 供电量，从而起到减少温室气体排放效果；供电量，从而起到减少温室气体排放效果； 第二第二：降低烧结工序能耗，促进资源节约，降低单位产值的能耗，增加企业的效：降低烧结工序能耗，促进资源节约，降低单位产值的能耗，增加企业的效 益；益； 第三第三：有利于企业可持续发展目标的实现，减少当时由常规火电厂带来的：有利于企业可持续发展目标的实现，减少当时

4、由常规火电厂带来的SO2SO2、 NOXNOX、粉尘之类的大气污染物，有助于改善当地的能源结构，提高能源安全；、粉尘之类的大气污染物，有助于改善当地的能源结构，提高能源安全； 以宣钢360烧结机为例，每条烧结生产线配置一台415环冷机。每台环冷 机配置4台相同的鼓风机，每台鼓风机风量为45.348.4104Nm3/h，风压约为 36484070pa，上述鼓风机的送风穿透环冷机上矿料料层，矿料被冷却到150 200后送入下一道工序；冷风和矿料换热后变为450150的热烟气，分别排 向大气，上述热烟气中含有的一定数量的矿物粉尘也随之排向空中。 2.现有条件 3.设计内容和范围 本工程名称为：烧结环

5、冷机余热发电工程 本着“节约能源，保护环境”的原则，本工程拟利用上述环冷机1#和2#风机 范围内废气的热量，配置1套75t/h低温余热锅炉，和1套12MW低温补汽式汽轮发电 机组，将废气通过余热锅炉回收热量而产生的过热蒸汽，用于汽轮发电机组发电 。这样不仅能获得良好的社会效益和一定的经济效益，同时又能大幅减少粉尘排 放量，防治环境污染，将是一项一举两得的资源综合利用项目。 第二章 建设条件及工艺简介 1.公用工程条件 1.1供排水 循环冷却供水系统的补给水水质量要求如下： 悬浮物含量不超过20mg/L，pH值不应小于6.5且不宜大于9.5，水的碳酸 盐硬度宜小于250mgL/(CacO3计)。

6、 生活水源由提供，接至由设的室外生活水管网。生活水接管管径为DN50 。消防水源由提供，并保证供水满足有关消防规范要求。 电厂生活污水收集排入化粪池，经一级处理后设独立污水管道排入厂区 生活污水管网，污水排出口暂定为排入污水管道。 厂区主厂房屋面和各附属辅助建筑物屋面雨水经积水管排至地面，然后 通过雨水口排入厂区雨水排水管道。 1.2供电 变电所的10KV母线为本期环冷余热发电工程10KV厂用电提供一路启动/备用电源 ,做为本期环冷余热发电工程发电机启动前发电辅机及控制的电源和发电机出口厂用 电电源故障时的备用电源。 2.界区公用工程条件如下: （1）工业水 进口压力：0.4MPa（G） 进口

7、温度：环境温度 （2）高压消防水 压力：0.9MPa(G) 室内最大消防水量：25L/S （3）生活水 压力（最小）：0.45MPa（G） 温度：环境温度 （4）除盐水 PH(25)：8.8 硬度（以CaCO3计）：2.0umol/L 脂类和油类:1.0mg/L 硅(以SiO2计)：0.02mg/L 总铁(以Fe计)：0.05g/L 总铜（以Cu计）（最大）：0.01 mg/L 进口压力（最小）：0.3 MPa（G） 进口温度：环境温度 3.工艺简介 从环冷机段、段冷却风机环形气道 排出的450250循环气体 一次除尘器 除去粗粒烧结矿粉后 进入余热锅炉 温度降至160180 由循环风机送入

8、环冷机、段冷却循环使用 热管换热器 热管换热器安装在循环风机至环冷机入口间的 循环气体管路上，用锅炉给水经 水-水换热器降低进入环冷机的气体温度（可 将循环气体温度再降低3040）以强化环冷机 的冷却效果，同时用从循环气体中回收的热量 加热锅炉给水，从而节约能量。热管换热器为 壳管式热交换器。 低温余热发电 4.装机容量 4.1以最大余热回收为目地的原则 本工程为在环冷烧结机项目的余热利用发电工程。为360烧结环冷生产线1条 （环冷机面积415），每套环冷机配4台相同的风机，风机风量为453000 484000m3/h，上述风量经过环冷机冷却烧结料后变为150400高温度废气烟气 ，直接排向大

9、气，其中还含有一定数量的矿物粉尘。按照“节约能源，保护环境的” 原则，经精心计算后，确定在环冷机附近设置1台75t/h带闪蒸的余热锅炉，和1台 12MW的双压补汽凝汽式汽轮发电机组，回收环冷机1#2#风机范围内的较高温度的 烟气的余热 4.2保证主生产工艺正常运行的原则 本工程的主要任务是在尽量不影响烧结工艺的前提下,最大可能地利用环冷机排 放的余热发电,同时还为提供一定数量的过热蒸汽用于生产用汽。为保证烧结环冷生 产线的正常运行，本设计在引风机出口设置1座旁路排空烟囱，在余热回收系统故 障时随时隔离余热回收系统，以保证烧结环冷生产的正常进行。 5 本工程特点 （1）本工程采用环冷机废烟气余热

10、回收发电，不但不需要消耗任何化石燃 料，而 且大幅度减少环冷机对空排放的热量，减少热污染效果显著。 （2）余热利用烟气系统带100%旁路系统，若余热锅炉发电机组出现故障，控制系 统可快速的启动原环冷风机，同时关闭烟囱上烟气切换挡板门，切换到原有工况下 运行，充分保证烧结主工艺的安全和正常运行。 （3）采用带闪蒸的余热锅炉及补汽轮机，本工程采用闪蒸方式，热能回收效率较高 ，可以最大幅度地回收环冷废气中的热量；双压补汽式汽轮机可以充分利用余热锅 炉产生的过热蒸汽，提高发电量。 （4）本项目在控制方面要具有国内领先水平，为减少生产人员的编制数理，又保证 生产的安全可靠，以及和整个公司的控制水平相对应

11、，以提高公司的经济效益。 (5) 由于采用了热管换热技术,大大提高了热利用效率. 6 主要设计原则 (1)采取完善的烟气旁路系统,在基本不影响原烧结环冷工艺流程的前提下,回 收利用环冷余热. (2)采用闪蒸系统和补汽式汽轮发电系统,阶梯利用能源,以期获得最高的回收 效率. (3)汽轮发电机组采用纵向双层布置方式,汽轮机间不留扩建余地. (4)电站采用DCS控制方式 7 工艺系统节能措施 (1)采用环冷机热废气作为能量来源 本工程采用环冷机废烟气余热回收发电,不但不需要消耗任何化燃料,而且大幅度减少 环冷机对空排放的热量,减少热污染效果显著. (2)节能、环保效益明显 本工程的余热发电机组额定工

12、况下发电功率为12MW, 如果折合成燃煤电厂的标准煤耗, 本电站每年可节约标煤量3.04万吨,大大减少了温室气体和酸性气体排放,对我国的环保事 业做出了重要贡献,也符合了京都议定书的精神。因此本工程具有突出的环保、节能 效益。 (3)采用10.5kv的发电机出线电压等级,减少线路输送损失。 (4)引风机采用液力偶合器调速装置，考虑到环冷机产量的变化，所需的冷却风量及风 压都会产生变化，为节约风机用电，采用液力偶合器调速装置进行调速运行，节能效果明 显。 8 设备的节能措施 (1).工业冷却水回收利用 对风机、水泵等辅助设备的冷却水的排水进行回收，作为循环冷却水系统的补 给水。将循环冷却水系统的

13、排污水作为锅炉排污降温用水，以充分利用水资源，节 约用水量。 (2).节约原材料 (A)环冷废气的应用 本发电工程所需要的热能来自环冷机排空废气,不但不需要消耗任何化石燃料,变废 为宝,从而节约了能源。 (B)采用闪蒸系统及补汽式汽轮机 本工程采用闪蒸系统，热能回收效率在各种余热回收方案中是效率较高的，可以最 大幅度地回收环冷废气中的热量；补汽式汽轮机可以充分利用余热锅炉产生的过热蒸 汽，提高发电量。 9.本工程能耗指示情况 本工程采用环冷机废烟气余热回收发电,不但不需要消耗任何化石燃 料,本工程的余热分电机组额定工况下发电功率为1MW, 如果折合成燃 煤电厂的标准煤耗,本电站每年可节约标煤量

14、.04万吨 10.综合评价 本工程设计中贯彻“适用、安全、经济、美观” 的建设方针，坚持“安全第一、预防为主”的原则 ，结合我国的国情采取的防治措施，技术上成熟 ，经济上可行，达到了既节约投资，又保证了安 全和文明生产的目的。 第三章 项目关键技术开发内容 1、开发内容 根据不同企业的烧结所产生的余热量的不同，选用不同的工艺设备，并进行余 热发电的传输管网设计、锅炉布置设计、低参数汽轮机的布置设计、土建工程设计 即整个发电系统的工程实施方案设计。 对不同参数的低温余热进行回收发电必须采取与之相对应的不同技术、手段和 措施，针对钢铁工业的低温余热（低品位）的特点，采用双压系统的汽轮机能更加 有效

15、的利用烧结机的余热。采用补气式汽轮机的双压单级补气系统生产两个不同的 蒸汽，一为主蒸汽，另一个为低压补汽。由于设置了低压蒸发段，低压蒸汽压力为 0.35MPa，低压蒸汽饱和温度为150左右，再加上设置了省煤器，排烟温度能降低 到110左右。 由于热电站的蒸汽参数较低，所用的汽轮机必须是专门设计和制造的，这种电 站虽然初期的投资较高，但其运行成本却是最低的，每度电0.038元，日常管理也 简单，对用户来说仍然是最有利的选择，是收益最高的电站。 2、关键技术和关键工艺 （1）整个低温低压余热系统工艺的优化设计，保证效率最高 在工艺设计方面，我们的设计理念是最大的利用烧结的余热，即将环冷机的第 一、

16、第二冷却段作为取气点，充分利用烟气的最大热量，同时作好管道保温，包 括烟囱的保温，以保证锅炉的最大产汽量，从而保证汽轮发电机组的最大出力。 在烟气回管上设置了热管交换器，充分吸收预热，将水预热到150以上，大 大提高了热效率，同时能对烧结矿进行更好的冷却。 （2）锅炉及汽轮机的选型设计 采用双压热力系统、双压余热锅炉和补气式汽轮机，能使能量分布优化，有利 于系统充分利用低参数热量，发出更多的电；采用补气式汽轮机的双压单级补气 系统生产两个不同的蒸汽，一为主蒸汽，另一个为低压补汽。由于设置了低压蒸 发段，低压蒸汽压力为0.35MPa，低压蒸汽饱和温度为150左右，再加上设置了 省煤器，排烟温度能降低到110左右。 （3）传输管网的设计，即