烧结厂余热利用技术简介

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1、烧结厂余热利用技术简介,目 录 第一部分 公司简介 第二部分 发电基本知识 第三部分 烧结余热利用综述 第四部分 烧结余热电站简介 第五部分 余热电站建设业务模式 第六部分 余热电站工程管理,第一部分 公司简介,第二部分 发电基本知识,发电主要形式,火力发电 水力发电 风力发电 核电 太阳能发电 余热、余压发电,火力发电 火力发电一般是指利用煤炭、石油和天然气等燃料燃烧时产生的热能来加热水，使水变成高温、高压水蒸气，然后再由水蒸气推动汽轮机做功，进而带动发电机转动来发电的方式的总称。我国的火电厂以燃煤为主。 目前火电在我国发电行业占据主导地位。 按照蒸汽的压力等级，火电厂可分为: 中低压（3.

2、43MPa以下）、高压（8.83MPa）、 超高压（12.75MPa）、亚临界（16.18MPa）、 超临界（22.1MPa）、超超临界（30MPa）。,国产N300型机组发电厂原则性热力系统,水力发电原理示意图,水力发电 水力发电系利用河川、湖泊等位于高处具有位能的水流至低处，将其中所含之位能转换成水轮机之动能，再藉水轮机为原动机，推动发电机产生电能。水力发电是水的势能变成机械能，又变成电能的转换过程。 按水电站装机容量的大小，可分为大型、中型和小型水电站。一般装机容量5MW以下的为小水电站，5至100MW为中型水电站，100MW或以上为大型水电站，或巨型水电站。 与火电不同的是，它不需要锅

3、炉和汽轮机，而是利用水轮机直接把水的势能转变为机械能，可以认为水轮机就相当于火电中的汽轮机。,风力发电 把风的动能转变成机械能，再把机械能转化为电能，这就是风力发电。风力发电所需要的装置，称作风力发电机组。这种风力发电机组，大体上可分风轮、发电机和铁塔三部分。 风轮是把风的动能转变为机械能的重要部件，它由两只(或更多只)螺旋桨形的叶轮组成。当风吹向浆叶时，桨叶上产生气动力驱动风轮转动。,核电 核能是指核裂变能 ，当一个中子轰击铀235原子核时，这个原子核能分裂成两个较轻的原子核，同时产生2到3个中子和射线，并放出能量。如果新产生的中子又打中另一个铀235原子核，能引起新的裂变。在链式反应中，能

4、量会源源不断地释放出来。 1千克铀235全部裂变放出的能量相当于2700吨标准煤燃烧放出的能量。核电就是利用核裂变的能量，产生蒸汽从而进行发电。一般核电站由反应堆、蒸汽发生器、汽轮机、发电机等组成。 1反应堆堆芯内进行核裂变并稳定地释放热能。由于采用稳压器提高系统内的水压，一回路的水受热后不会沸腾。这些高压水将堆芯内产生的热能带走。 2带热能的高压水经蒸汽发生器内数以千计的传热管，将热能传给管外二回路系统的水。二回路系统与一回路系统是完全分隔的。 3二回路水随即受热沸腾，变成蒸汽，然后推动汽轮发电机组产生电力。 4蒸汽自汽轮机排出，被三回路的海水冷却后，再循环至蒸汽发生器加热。,太阳能发电 太

5、阳能电池是对光有响应并能将光能转换成电的器件。能产生光伏效应的材料有许多种，如：单晶硅，多晶硅，非晶硅，砷化镓，硒铟铜等。它们的发电原理基本相同，现以晶体为例描述光发电过程。 P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅，形成PN结。当光线照射太阳能电池表面时，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了越迁，成为自由电子在PN结两侧集聚形成了电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的实质是：光子能量转换成电能的过程。,太阳能电池组,余热余压发电 余热发电将生产过程中多余的热能转换为电能的技术。余热发电不仅节能，还有利于环境保护。余热发

6、电系统组成与常规火电站组成类似，重要设备是余热锅炉。它利用废气、 废液等工质中的热或可燃质作热源，生产蒸汽用于发电。由于工质温度不高，故锅炉体积大，耗用金属多。用于发电的余热主要有：高温烟气余热，化学反应余热，废气、废液余热，低温余热等。 余压发电是利用工业企业生产过程中存在的压力差进行发电的技术。其原理是利用透平机组将压力能转变为机械能进而拖动发电机发电。,第三部分 烧结余热利用综述,钢铁工业是能源消耗最大的产业部门之一，烧结生产一般占吨钢能耗的1020%，仅次于炼铁。烧结节能在钢铁企业节能中占有十分重要的地位。,在普遍采用冷矿工艺的情况下，烧结过程分为烧结和冷却两个环节。 余热的有效利用主

7、要是指利用烧结机尾部高温部分风箱的烟气显热和热烧结矿冷却时产生的热空气显热。,冷却机废气显热和烧结烟气显热占烧结过程热耗的50%以上，将这部分余热尽可能地加以有效利用是烧结节能的重要方面。,典型烧结厂标准值的热平衡,资源综合利用相关政策,财政部、国家税务总局、国家发展改革委关于公布资源综合利用企业所得税优惠目录(2008年版)的通知（财 税【2008】117号） 转炉煤气、高炉煤气、火炬气以及除焦炉煤气以外的工业炉气，工业过程中的余热、余压，生产的电力、热力，可以享受资源综合利用企业所得税优惠政策。 国家发展改革委、财政部、税务总局关于印发国家鼓励的资源综合利用认定管理办法的通知（发改环资【2

8、006】1864号） 经认定的生产资源综合利用产品或采用资源综合利用工艺和技术的企业,按国家有关规定申请享受税收、运行等优惠政策。,技术改造项目政策,财政部、国家发展和改革委员会关于印发节能技术改造财政奖励资金管理暂行办法的通知（财建2007371号） 节能技术改造项目节能量在1万吨（暂定）标准煤以上；东部地区按200元吨标准煤奖励，中西部地区按250元吨标准煤奖励。,并网及运行政策,国务院办公厅关于印发2009年节能减排工作安排的通知（国办发200948号） 实行鼓励余热余压发电的上网和价格政策。 国务院办公厅关于转发发展改革委等部门节能发电调度办法（试行）的通知（国办发200753号 ）

9、资源综合利用发电机组按照“以（资源）量定电”的原则安排发电负荷。,企业所得税优惠政策,中华人民共和国企业所得税法 第二十七条 企业从事符合条件的环境保护、节能节水项目的所得，可以免征、减征企业所得税。 第三十三条 企业综合利用资源，生产符合国家产业政策规定的产品所取得的收入，可以在计算应纳税所得额时减计收入。 第三十四条 企业购置用于环境保护、节能节水、安全生产等专用设备的投资额，可以按一定比例实行税额抵免。,日本缺少资源，节能尤为重要，烧结节能利用起步最早，在上世纪80年代中期，日本烧结厂的余热回收技术已得到了广泛应用，其冷却机废气余热利用的普及率已达到57%. 最早利用冷却机烟气余热发电的

10、是日本的扇岛钢厂和福山钢厂，采用部分烟气循环系统回收能源。新日铁3号烧结机和住友金属小仓3号烧结机余热电站也运行的比较早； 歌山4号烧结机（189m）采用机上冷却方式，烟气分两段收集，布置余热锅炉，产生中压过热蒸汽，用于发电；该系统1991年6月投入运行，运行效果非常好。,国际余热利用情况,太钢一号烧结生产线余热利用系统为1998年日本政府实施“绿援计划”时在太钢援建的项目。通过设置2台强制循环余热锅炉，共用一个汽包、锅炉给水系统和控制系统，产生1.0Mpa，193的饱和蒸汽，送往生活蒸汽管网，对烧结环冷机余热进行回收。 马钢二炼 两套300m烧结机 装机17.5MW 05年9月投运 济钢二烧

11、 一套320m烧结机 装机8.2MW 07年3月投运 山东宏达 两套132m烧结机 装机6MW 07年3月投运 红钢 两套90m烧结机 装机4.5MW 07年12月投运 安钢 360m2+400m2烧结机 装机25MW 08年9月23日并网发电,国内余热利用情况,冷却机余热回收,冷却机余热回收的途径 烧结矿从烧结机尾经过热破碎后卸到冷却机上,卸出的烧结饼温度平均在500800之间。热烧结矿经过冷却机冷却，使得从冷却机排出的烧结矿温度在150 以下。热烧结矿在冷却过程中其热能变为废气显热，废气温度随冷却机部位的不同而不同，给矿部温度最高，在450 以上，排矿部温度最低。余热可以分为高、中、低三个

12、温区分别利用。,高温段余热废气能量品味比较高，动力回收形式效率也比较高，将热废气的热能转换为能级较高的电能的回收方式为首选。通过余热锅炉将热废气余热转化成蒸汽，再通过汽轮发电机组有效的转化为电能供烧结厂自用或并入企业电网。,高温段余热利用,中温段余热利用 中温段温度低于300，采用余热锅炉进行回收热效率比较低，经济性比较差。采用直接回收利用更为合理。该段废气为高含氧量的热空气，可以作为烧结点火助燃空气和热风烧结。 热风助燃的优点： 1、节约能源。高温度助燃空气的显热使燃烧温度得以提高，节省燃料； 2、可以使点火浓度极限范围变宽，从而改善了燃烧，强化和稳定了点火过程；对于采用高炉煤气等低热值煤气

13、点火的烧结机尤为重要； 3、由于助燃空气温度的提高，提高了烧嘴的混合喷出速度，增加了火焰的出口动能，增强了烧嘴火焰的穿透能力，使高温区更加贴近或侵入点火料面，加快了垂直点火过程，提高了上层料面保温蓄热能力。 热风烧结的优点： 后序的热风烧结保持和延续了前期热风点火的料层保温和蓄热条件。 热风点火和热风烧结同时应用，则前后两个热工过程的相互促进和温度叠加，对于促进铁酸钙的生成和厚料层操作十分有利，节能效果十分明显。,冷却机废气烧结点火助燃空气和热风烧结系统图,将冷却机中温段的热废气抽出经保温送至点火炉直接供点火助燃和点火后的热风烧结 根据冷却机料层上方的压力和管道的阻力损失核算是否需要增加风机,

14、对于低于200的热废气，可以引至二次混合机和机头布料前混合料矿槽，对烧结前的混合料进行预热，使其达到65 的露点以上，优点是： 1、在烧结过程中，适宜的混合料水分含量为7%8%左右，当混合料温度低于露点时（55 65 ），抽风烧结过程所产生的水蒸气从气态变为液态，使烧结断面的下层混合料水分增加，含水增加所形成的过湿带使混合料料层的透气性变坏，恶化烧结过程。因而，提高混合料温度至65 以上，可以减轻烧结过程的冷凝作用，消除过湿层，有利烧结过程，加快垂直烧结速度，提高烧结机利用系数，提高产量； 2、提高混合料整体温度可以降低烧结过程的固体燃料消耗，大幅度降低生产成本。,低温段余热利用,一、回收量的

15、确定 烧结矿带入冷却机的显热影响冷却废气热量的变化，而烧结矿显热又决定于烧结机排矿端烧结矿的温度。烧结矿温度变化，冷却废气的温度也随之变化。所以，提高进入冷却机的烧结矿温度是提高热回收量的重要途径。 进入冷却机的烧结矿温度在很大程度上受原料种类、配比、混合料水分量和焦粉粒度以及点火热耗、层厚、机速、风量的影响。但这些因素是由操作条件所决定的。 从热回收的观点看，烧结终点控制在靠近排矿端是有利的。但又必需保证烧结矿成品率和质量。,高温段烟气余热利用,在烧结矿层厚、冷却介质流量一定的情况下，当冷却介质初温为50时，烧结矿冷却速度为12 /min；当冷却介质初温为120时，烧结矿冷却速度为11.5

16、/min。按此冷却速度可求得冷却介质终温。当冷却介质初温为50 时，热交换后的介质终温比介质初温为常温时高15 ，而当介质初温为120 时，介质终温比常温时高45 。,实验数据,1、冷却机废气温度,宝钢No.1 烧结机余热回收废气温度平均为300 左右。根据有关方面研究，在这样温度范围内采用余热锅炉产生蒸汽效率比较低，而采用其他方法（有机媒体、加压热水法）则投资高，设备复杂。如将经锅炉热交换后的废气进行闭路强制循环二次通过热烧结矿后，余热锅炉的入口废气温度可提高到350400 。 宝钢No.2烧结的冷却机余热锅炉由于采用了二次通过热烧结矿的办法，锅炉入口废气温度在350400 之间，提高了回收效率。,1、冷却机废气温度,层厚是影响烧结矿冷却速度和冷却介质终温的主要因素。 料层越厚，开路系统、半循环系统、闭路循环系统的冷却速度越接近。,1、冷却机废气温度,试验研究表明： 烧结矿层厚、冷却介质流量一定的情况下，随着冷却介质初温的提高，烧结矿的冷却速