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1、鞍钢鲅鱼圈烧结节能降耗措施文章发表时间： 2016.11.29 09:07:23 关键词：为了降低烧结工序能耗，近年来鲅鱼圈利用环冷机热废气进行发电和预热烧结混合料；烧结配矿使用工业含碳废弃物；改造烧结机头、尾密封盖板降低系统有害漏风；主抽风机采用变频控制降低电耗；以及混合料应用工业废水替代新水，使烧结工序能耗大幅度降低，节能效果十分显著。1 环冷机废气余热利用鞍钢鲅鱼圈烧结现有2 台 405m2烧结机，每台配备490m2环冷机，其中每台环冷机配置 5 台冷却风机，每小时冷却风量为2640000m3，其中一、二段废气温度较高，一般在 400左右，用于余热发电。三段废气温度相对低一些，通常为18
2、0- 200，主要用于烧结预热混合料，点火和点火后的保温。1.1 余热发电鲅鱼圈烧结开工初期，环冷机高温废气（150- 450）用于余热锅炉，将高温废气中的余热能转换成蒸汽，供鲅鱼圈分公司厂区内生产使用，该处理方式余热能利用率低，造成能源浪费。根据钢铁企业烧结余热发电技术推广实施方案和国家重点行业清洁生产技术导向目录 等关于二次能源综合利用及环境保护相关产业政策的规定，为彻底解决鲅鱼圈分公司烧结环冷机余热废气再利用问题、降低电力成本、 减少温室气体排放，决定配套新建烧结环冷余热回收发电系统，将环冷高温废气通过双压式余热锅炉转换成蒸汽，用于汽轮发电机发电。该项目 2009 年 7 月破土动工，
3、2010 年 10 月 30 日竣工， 11 月并网发电，新建的26MW 发电机组，设计年发电量208GWh 。吨矿发电量大于12kWh ，每年发电量见表1。每台环冷机配置1 套双压余热锅炉（产生两种参数的中、低压过热蒸汽），2 套余热锅炉配置1 套低压补汽凝汽式汽轮发电机组（25MW ）构成的余热回收发电系统（见图1），将环冷废气通过余热锅炉产生的蒸汽用于汽轮发电机发电。年发电量未达到设计产能的原因：1）烧结机产量不饱满，未达到设计的额定工况要求。 2）受环境温度影响，烧结环冷烟气温度低，达不到设计的额定工况要求，锅炉产汽量少。根据生产实际情况，鲅鱼圈分公司制定该项目的生产考核指标为年发电量
4、大于99.80GWh ，烧结余热发电的实际发电量能够达到要求。1.2 预热混合料，点火和点火后的保温鲅鱼圈烧结机设计时，在点火器前预留15m2预热段，将混合料在点火前进行预热，同时点火后保温段也通入热废气。目的是提高混合料温度，降低烧结过程中产生的过湿现象。 其热源均为环冷机三段热废气，通过热风机将废气引入到烧结机平台，热废气平均温度在200左右，经预热后的混合料温度可达40以上。2 烧结配矿使用工业废弃物鲅鱼圈分公司每年生产工序间产生的固体废弃物量大约在25 万吨以上。这些固体废弃物主要包括各种除尘灰、转炉泥、瓦斯泥等10 多个品种。它们在原料场经过机械混匀后直接参与混匀矿造堆，然后供烧结使
5、用。 经过混匀的工业废弃物不仅含有一定量的 TFe，而且还含有一定量的固定碳，其化学成分见表2。烧结使用工业废弃物后，可以降低固体燃料消耗。由于工业废弃物水分含量较大，冬季不宜使用， 通常情况下鲅鱼圈烧结在每年5-10月份使用工业废弃物，配比为3% 左右。按等当量碳折算，3% 的废弃物相当于1% 的燃料配比，烧结使用工业废弃物后技术经济指标见表3。从表 3 可以看出： 烧结使用工业废弃物后，烧结矿的化学成分变化不大，物理指标略有下滑，但固体燃料消耗下降幅度较大，每吨烧结矿固体燃料消耗降低8.7kg 。工业废弃物配比3% ，相当于每吨烧结矿35kg，每年 20 万吨，可生产烧结矿571.43万吨
6、，可降低燃料消耗4.97 万吨，烧结用燃料450 元/ 吨，扣除工业废弃物加工成本60 元/ 吨，烧结使用工业废弃物后，每年可创效益1036.5 万元。3 推广使用新型烧结机头、尾密封盖板鲅鱼圈烧结机投产已有6 年，密封盖板原先采用四连杆重锤方式（见图2），机尾为两道密封板，机头一道密封。随着运行周期的延长，加之设备长期在高温、多灰尘工况条件下，四连杆的绞链已失去灵活性，不能自由转动，使密封板卡死，导致台车本体变形，中间部位下挠，台车底梁和密封板的间隙最高达30mm 。密封效果大幅度下降，烧结机系统漏风率由开工初期的43.79%上升到 59.68%，上升幅度高达15.89%，不仅影响烧结矿产、
7、质量，而且对烧结生产经济指标也有较大影响。鲅鱼圈烧结先后于2014 年 7 月和 11 月利用烧结机检修机会，将两台烧结机头、 尾密封盖板由原来的四连杆重锤式改成箱体式柔性密封盖板（见图3），解决了原密封盖板易积灰堵死、不易调整、间隙大和寿命短等诸多缺点。烧结机安装新型机头、尾密封盖板后，烧结技术指标大幅度改善，具体数据见表4。表 4 对比数据显示出，烧结机采用新型密封设备后，烧结技术指标得到了改善，其中台时产量提高幅度较大，每小时增加30t ，风机电流降低50A，烧结机系统漏风率降低 8.76%，烧结废气温度升高20，成品烧结矿物理指标也得到了相应的改善。烧结机有害漏风率降低，风机无用功减少
8、，电流降低。如果按风机作业率95% 、单位电价 0.5 元计算，安装新型机头、尾密封盖板后每台风机每年节电可创效益432.4万元。4 烧结主抽风机改变频控制鲅鱼圈 2 台 405m2烧结机各配备2台 21000m3/min 主抽风机及8700kW电机，正常运行时电耗占整个工序能耗的65% 。受市场形势及总产能影响，主抽风机风门最高开70% ，经常在 50%-60% 风门开度运行，导致吨矿主抽风机电耗高（28kWh/t ）。建议增加变频运行，降低吨矿电耗。2014 年 8 月，鲅鱼圈将主抽风机改为变频控制，每台主抽风机各上1 台变频器，变频器采用“一拖一手动旁路”配置，在变频器故障或退出运行时，
9、手动切换到工频运行，工频运行采用现有的变频软起动装置起动电动机。每台变频器装置配套1 台同步电动机变频励磁柜及励磁切换装置，根据电动机是否采用变频（或工频）进行切换。当变频器采用旁路工频运行时，励磁切换装置将励磁系统切换到现有的励磁柜，而当变频运行时，励磁切换装置将励磁系统切换到变频器配套的变频励磁柜。烧结主抽变频投入运行后，节能效果十分显著，吨矿电耗由原来的45.31kWh 下降到 37.26kWh，扣除系统内电耗，相当于每吨烧结矿降低电耗1.89kWh，按照年产烧结矿770 万吨、电价0.50 元/kWh 计算，烧结主抽风机改变频控制后，每年可创节电效益727.65 万元。5 混合料使用工
10、业废水代替新水烧结工艺过程需要大量的水资源，生石灰消化需要水，一次混合机需要加水润湿混合料，二次混合机需要补充水强化制粒，返矿需要打水提前润湿，每吨烧结矿需水量在0.15 吨左右。 2013 年下半年，鲅鱼圈烧结将原混合料使用的新水改为工业废水，不仅废物利用，而且还降低了烧结成本。2014 年吨矿工业废水消耗量0.147t ，烧结矿年产量770 万吨，新水价格按2.70 元/ 吨计算，节约新水每年可创效益305.61 万元。6 厚料层烧结技术鲅鱼圈烧结原设计料层厚度750mm ，2016 年烧结机大修期间，将九辊布料器和刮料板相应提高， 最高铺料厚度可达到1000mm 。7 月份进行不同料层厚
11、度的工业试验，试验结果见表5。烧结料层从750mm 提高到 850mm 后，为了保证烧结终点正常，适当降低了烧结机机速。从试验结果来看，烧结台时产量增加6t ，成品率提高1.5 个百分点，转鼓指数提高 0.23 个百分点，固体燃料消耗降低3.4kg/t，吨矿电耗下降0.7kWh。继续提高料层至 950mm ，与料层厚度750mm 相比， 烧结台时产量增加13t ，成品率提高2.7 个百分点，转鼓指数提高0.38 个百分点，固体燃料消耗降低5.7kg/t，吨矿电耗下降1.2kWh。7 结论1）利用烧结环冷机热废气进行余热发电和预热混合料，吨矿发电量在13kWh以上，混合料温度超过40，不仅降低了
12、工序能耗，而且还改善了烧结矿产、质量。2）工业废弃物中含碳量接近20% ，用于混匀矿造堆后，可以降低烧结配碳量，每使用 1% 的工业废弃物，烧结固体燃料消耗可降低2.9kg/t。3）改造烧结机头、尾密封盖板，有害漏风率大幅度降低，较改造前降低8% 以上，烧结矿产量增加，质量改善，风机电流下降50A。4）主抽风机采用变频控制，使风机运转模式更加节能，吨矿电耗大幅度降低，每年节电效益在700 万元以上。5）烧结混合料打水以工业废水替代新水，不仅废物利用，而且经济效益也十分显著。近年来， 鞍钢鲅鱼圈烧结通过采取诸多节能措施，使烧结固体燃料消耗和电耗大幅度下降， 为烧结工序能耗的降低奠定了基础，每年节电、 节水和节省固体燃料效益即可达到 2000 万元以上。
