燒結(jié)煙氣余熱利用

4.3 400m2燒結(jié)環(huán)冷機(jī)尾部冷卻風(fēng)余熱利用4.3.1 環(huán)冷機(jī)煙氣系統(tǒng)400m2燒結(jié)機(jī)余熱發(fā)電工程也是較早建成的同類項(xiàng)目，具備一定代表性。它采用雙壓、雙進(jìn)氣、一體化除氧器、自然循環(huán)余熱鍋爐；煙氣側(cè)采用開式系統(tǒng)+串級(jí)冷卻方式，余熱鍋爐排出的煙氣直接經(jīng)引風(fēng)機(jī)排至大氣，環(huán)冷機(jī)高溫段采用從低溫段煙罩收集的熱廢氣作為燒結(jié)礦的冷卻風(fēng)。由于400m2燒結(jié)機(jī)規(guī)模較大，余熱鍋爐排出的煙氣量約60萬Nm3/h，溫度130，仍有可觀的可利用熱量。如果直接排放將造成很大的資源浪費(fèi)。本工程擬改變?cè)h(huán)冷機(jī)煙氣循環(huán)系統(tǒng)的循環(huán)方式，用原余熱鍋爐排放的煙氣代替環(huán)冷機(jī)3#煙囪收集的低溫?zé)煔?，作為環(huán)冷機(jī)1區(qū)的冷卻風(fēng)；重新核算風(fēng)機(jī)能力，原1區(qū)的循環(huán)風(fēng)機(jī)利舊。3#煙囪收集的低溫?zé)煔膺M(jìn)入新建設(shè)的熱水鍋爐產(chǎn)生熱水進(jìn)行采暖供熱。環(huán)冷機(jī)的煙罩第三區(qū)段已經(jīng)進(jìn)行了絕熱、密封的設(shè)計(jì)，本工程不在對(duì)第三區(qū)段的煙罩進(jìn)行改造，通過環(huán)冷機(jī)的3#煙囪收集的高溫?zé)煔庖鲋劣酂釤崴仩t。3#煙囪上設(shè)置四通管道，配置電動(dòng)切換蝶閥，熱水鍋爐正常工作時(shí)，打開新增的煙氣管道閥門，關(guān)閉煙囪閥門及原循環(huán)管道閥門，將煙氣導(dǎo)入熱水鍋爐煙道；在熱水鍋爐停止運(yùn)行時(shí)，關(guān)閉煙氣進(jìn)入余熱鍋爐的閥門，打開煙囪閥門，將煙氣直接排入大氣；或者打開原循環(huán)管道閥門進(jìn)行原設(shè)計(jì)的煙氣循環(huán)冷卻。從環(huán)冷機(jī)3#煙囪收集的高溫?zé)煔膺M(jìn)入鍋爐，在鍋爐內(nèi)充分換熱，產(chǎn)生高溫?zé)崴?。換熱后的煙氣降至90左右，經(jīng)引風(fēng)機(jī)后排放煙囪排入大氣。在原余熱鍋爐后煙囪上設(shè)置三通管道，配置電動(dòng)切換蝶閥，如采用煙氣循環(huán)方式時(shí)，關(guān)閉煙囪閥門將余熱鍋爐換熱后的熱廢氣，通過循環(huán)風(fēng)機(jī)及煙氣管道將煙氣引入環(huán)冷機(jī)一區(qū)。如采不用煙氣循環(huán)方式時(shí)，打開鍋爐后煙囪閥門，將煙氣直接排空。4.3.2環(huán)冷機(jī)煙氣量分配在保證不影響原400m2燒結(jié)余熱利用系統(tǒng)的情況下，采用合理的分區(qū)方法，盡可能多的利用環(huán)冷機(jī)三段的高溫?zé)煔饧坝酂徨仩t排放的煙氣。燒結(jié)礦的熱力學(xué)數(shù)據(jù)模型熱燒結(jié)礦平均比熱經(jīng)驗(yàn)公式為：CP=0.115+0.25710-3（T-373）-0.012510-5（T-373）24.1868式中 CP燒結(jié)礦的平均比熱，單位：kJ/(kg) T絕對(duì)溫度，單位：K。本工程計(jì)算以大氣溫度20時(shí)作為基礎(chǔ)，廢熱氣收集結(jié)果見表4-1。表4-1 廢煙氣收集特性項(xiàng)目單位數(shù)值用途高溫?zé)煔馐占瘏^(qū)域煙氣溫度420用于原余熱鍋爐產(chǎn)蒸汽發(fā)電煙氣流量KNm3/h275.0中溫?zé)煔馐占瘏^(qū)域煙氣溫度320用于原余熱鍋爐產(chǎn)蒸汽發(fā)電煙氣流量KNm3/h295.0低溫?zé)煔馐占瘏^(qū)域煙氣溫度170用于熱水鍋爐產(chǎn)熱水煙氣流量KNm3/h284.04.3.3 余熱收集的主要措施主要技術(shù)措施有如下幾個(gè)方面：（1）煙罩與臺(tái)車間的密封（收集區(qū)域）采用專有的剛?cè)嵝悦芊饧夹g(shù)改造煙罩與臺(tái)車上緣之間的密封裝置。（2）煙罩及煙囪設(shè)置保溫層，以減少輻射熱損失和對(duì)流熱損失。（3）其它漏風(fēng)點(diǎn)的密封。4.3.4 流場優(yōu)化技術(shù)合理設(shè)計(jì)環(huán)冷機(jī)煙氣收集煙罩，消除死角，壓力均等，避免煙罩壓力偏差過大，導(dǎo)致局部熱風(fēng)大量外漏，冷風(fēng)大量內(nèi)侵，造成熱損和溫?fù)p兩種并存的缺陷。4.3.5 余熱收集系統(tǒng)如前所述，現(xiàn)有的400m2燒結(jié)冷卻余熱發(fā)電系統(tǒng)煙氣側(cè)采用串級(jí)冷卻，余熱鍋爐排出的大量煙氣余熱未得到利用。本次擬將串級(jí)冷卻系統(tǒng)改造為部分循環(huán)系統(tǒng)。具體流程見圖4-1。圖4-1：400m2燒結(jié)環(huán)冷機(jī)余熱利用流程圖該環(huán)冷機(jī)未設(shè)置1#鼓風(fēng)機(jī)，而是采用的循環(huán)風(fēng)機(jī)。該風(fēng)機(jī)正常生產(chǎn)時(shí)自環(huán)冷煙罩3#煙囪吸取熱風(fēng)，非正常情況可自大氣吸風(fēng)。本次擬將現(xiàn)有的3#煙囪增設(shè)一個(gè)旁路，將該區(qū)段的熱廢氣引至余熱水水鍋爐，設(shè)置電動(dòng)蝶閥，以便操作切換。非采暖季節(jié)恢復(fù)原有的串級(jí)冷卻方式運(yùn)行。余熱鍋爐煙囪增設(shè)兩個(gè)電蝶閥，一路至循環(huán)風(fēng)機(jī)冷風(fēng)吸入口，一路排至大氣。至大氣的蝶閥正常情況下部分關(guān)閉，允許余熱鍋爐排煙一部分排空、一部分至循環(huán)風(fēng)機(jī)。該方式與320m2燒結(jié)冷卻余熱發(fā)電現(xiàn)有煙氣系統(tǒng)相同，在生產(chǎn)上完全可行。經(jīng)測算，廢氣收集成果見表4-2。表4-2 余熱收集特性表煙囪煙氣流量（kNm3/h）煙氣溫度（）1煙囪330.64402煙囪270.33203煙囪284.01704.3.6 余熱回收裝置該系統(tǒng)余熱回收裝置與320m2結(jié)構(gòu)、類型相同，只是供熱量不同，在此不再贅述。設(shè)計(jì)壓力1.6MPa，供回水溫度66.5/49，熱水循環(huán)流量約390.0t/h，供熱功率8.0MW。余熱鍋爐煙氣阻力約450Pa，排煙溫度91.53。余熱熱水鍋爐放水接入現(xiàn)有的余熱鍋爐排污擴(kuò)容系統(tǒng)。4.3.7 廢氣排放系統(tǒng)由余熱鍋爐排出的煙氣被引風(fēng)機(jī)抽吸，經(jīng)煙囪排至大氣。風(fēng)機(jī)入口配置電動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)門，風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)速電機(jī)拖動(dòng)。風(fēng)機(jī)后設(shè)置鋼制煙囪一座，直徑2.6m，高度暫定40m。4.4 320 m2燒結(jié)環(huán)冷機(jī)尾部冷卻風(fēng)余熱利用4.4.1帶冷機(jī)煙氣系統(tǒng)320m2燒結(jié)機(jī)余熱發(fā)電工程建成較早，為國內(nèi)第二套同類項(xiàng)目、國內(nèi)第一套獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的燒結(jié)礦冷卻余熱發(fā)電裝置。它采用雙壓、單進(jìn)氣、強(qiáng)制循環(huán)余熱鍋爐，煙氣采用部分循環(huán)。目前320m2燒結(jié)冷卻余熱發(fā)電系統(tǒng)僅利用了帶冷機(jī)的1#煙囪高溫段煙氣及2#煙囪部分中溫段煙氣，其余的高溫?zé)煔馓幱诜趴諣顟B(tài)，造成能源浪費(fèi)和大氣的熱污染。經(jīng)實(shí)地調(diào)研和現(xiàn)場數(shù)據(jù)核算，帶冷機(jī)3#煙囪的排放的年平均溫度在220左右，該處高溫?zé)煔饪勺鳛閮?yōu)質(zhì)采暖熱源加以利用。本工程擬對(duì)帶冷機(jī)的煙罩第三區(qū)段進(jìn)行絕熱、密封、隔斷改造，收集的高溫?zé)煔馔ㄟ^帶冷機(jī)的3#煙囪引出至余熱熱水鍋爐。3#煙囪上設(shè)置三通管道，配置電動(dòng)切換蝶閥，正常工作時(shí)，打開煙氣管道閥門，關(guān)閉煙囪閥門，將煙氣導(dǎo)入熱水鍋爐煙道；在熱水鍋爐停止運(yùn)行時(shí)，關(guān)閉煙氣進(jìn)入余熱鍋爐的閥門，打開煙囪閥門，將煙氣直接排入大氣。從帶冷機(jī)3#煙囪收集的高溫?zé)煔膺M(jìn)入鍋爐，在鍋爐內(nèi)充分換熱，產(chǎn)生高溫?zé)崴?。換熱后的煙氣降至90左右，經(jīng)引風(fēng)機(jī)后排放煙囪排入大氣。具體流程見圖4-2。圖4-2：320m2燒結(jié)環(huán)冷機(jī)余熱利用流程圖4.4.2 帶冷機(jī)煙氣量分配在保證不影響原320m2燒結(jié)余熱利用系統(tǒng)的情況下，采用合理的分區(qū)方法，盡可能多的利用帶冷機(jī)三段的高溫?zé)煔狻Y(jié)礦的熱力學(xué)數(shù)據(jù)模型熱燒結(jié)礦平均比熱經(jīng)驗(yàn)公式為：CP=0.115+0.25710-3（T-373）-0.012510-5（T-373）24.1868式中 CP燒結(jié)礦的平均比熱，單位：kJ/(kg) T絕對(duì)溫度，單位：K。本工程計(jì)算以大氣溫度20時(shí)作為基礎(chǔ)，廢熱氣收集結(jié)果見表4-3。表4-3 廢煙氣收集特性項(xiàng)目單位數(shù)值用途高溫?zé)煔馐占瘏^(qū)域煙氣溫度400用于原余熱鍋爐產(chǎn)蒸汽發(fā)電煙氣流量KNm3/h393中溫?zé)煔馐占瘏^(qū)域煙氣溫度220用于熱水鍋爐產(chǎn)熱水煙氣流量KNm3/h2304.4.3 余熱收集采取的主要措施和流場優(yōu)化技術(shù)同400 m2燒結(jié)機(jī)余熱回收。4.4.4 320 m2余熱收集系統(tǒng)如前所述，現(xiàn)有的320m2燒結(jié)冷卻余熱發(fā)電僅利用了廢氣溫度較高煙罩區(qū)段，其余處于放空狀態(tài)，經(jīng)實(shí)地調(diào)研和測算，該廢氣可作為優(yōu)質(zhì)采暖熱源。本次擬對(duì)煙罩第三區(qū)段進(jìn)行絕熱、密封、隔斷改造，收集的熱廢氣通過3#煙囪引出至余熱熱水鍋爐，作為載熱體。3#煙囪增設(shè)電動(dòng)蝶閥兩套，一路去大氣，一路去余熱鍋爐。非采暖季節(jié)廢氣直接排至大氣，余熱熱水鍋爐停用。新增的系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)有的余熱發(fā)電系統(tǒng)無任何不利影響，在工藝上近乎獨(dú)立。結(jié)合現(xiàn)有余熱發(fā)電系統(tǒng)，測算余熱收集成果見表4-4。表4-4 余熱收集特性表煙囪煙氣流量（kNm3/h）煙氣溫度（）1煙囪+2煙囪393.04003煙囪230.02204.4.5 320m2余熱回收裝置采用雙集箱、立式煙道、螺旋翅片管熱水鍋爐，設(shè)計(jì)壓力1.6MPa，供回水溫度66.5/49，熱水循環(huán)流量約515.0t/h，供熱功率10.6MW。余熱鍋爐煙氣阻力約450Pa，排煙溫度91.53。鍋爐設(shè)置燃?xì)饷}沖吹灰裝置，與燒結(jié)發(fā)電余熱鍋爐吹灰裝置相同，保證余熱鍋爐性能長期穩(wěn)定。余熱鍋爐設(shè)有安全閥、排氣閥、放水閥等必要的附屬設(shè)施，配有完善的檢測儀表。余熱熱水鍋爐放水接入現(xiàn)有的余熱鍋爐排污擴(kuò)容系統(tǒng)。4.4.6 廢氣排放系統(tǒng)由余熱鍋爐排出的煙氣被引風(fēng)機(jī)抽吸，經(jīng)煙囪排至大氣。風(fēng)機(jī)入口配置電動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)門，風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)速電機(jī)拖動(dòng)。風(fēng)機(jī)后設(shè)置鋼制煙囪一座，直徑2.4m，高度暫定40m。4.5 供熱系統(tǒng)4.5.1 系統(tǒng)構(gòu)成本次擬將深度利用的熱廢氣合建成一個(gè)供熱站，分成兩個(gè)系統(tǒng)。每套系統(tǒng)均設(shè)置開一備一的熱水循環(huán)泵兩臺(tái)，變頻驅(qū)動(dòng)；每套系統(tǒng)均設(shè)開一備一的補(bǔ)水定壓泵兩臺(tái)，變頻驅(qū)動(dòng)；兩套系統(tǒng)合用一座補(bǔ)水定壓水箱。系統(tǒng)補(bǔ)水來自生產(chǎn)新水，送至補(bǔ)水箱，設(shè)置水位控制裝置及流量測量計(jì)算裝置。4.5.2 供熱站本工程建設(shè)一處供熱站，分為水泵間和配電間；其中配電間設(shè)有控制室；采用單層結(jié)構(gòu)。水泵間布置有4臺(tái)熱水循環(huán)泵、4臺(tái)補(bǔ)水定壓泵、一座補(bǔ)水箱和兩套加藥裝置；設(shè)有檢修所需的起重設(shè)備。4.5.3 熱力管網(wǎng)供熱站與熱用戶接口設(shè)在1750m3高爐沖渣水供熱站處，采用母管制式，供熱母管設(shè)有熱量計(jì)；設(shè)有供回水管各一條，采用架空敷設(shè)。供熱站與熱源之間采用雙供單回方式，320m2和400m2分別供水，鍋爐出水合并至一條母管，連接至泵站；管道選用螺旋焊接管，擬采用直埋方式敷設(shè)。系統(tǒng)總循環(huán)水量約900m3/h，供回水溫度設(shè)計(jì)值為65/50。供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓力1.6MPa。4.6 工藝流程圖工藝流程圖見圖4-3。圖4-3 工藝流程圖4.7主要設(shè)備表序號(hào)名稱規(guī)格、型號(hào)單位數(shù)量備注一能源1熱水鍋爐Q=230/220-10.6-1.6-65/5050進(jìn)水 65出水，出口壓力1.2MPa，出口流量515t/h臺(tái)12熱水鍋爐Q=284/170-8.0-1.6-65/5050進(jìn)水 65出水，出口壓力1.2MPa，出口流量390t/h臺(tái)13吹灰裝置套24加藥裝置1箱2泵套25循環(huán)水泵流量：520m3/h 揚(yáng)程: 62mH2O耐受溫度：70臺(tái)26循環(huán)水泵流量：390m3/h 揚(yáng)程: 72mH2O耐受溫度：70臺(tái)27補(bǔ)水泵流量：25m3/h 揚(yáng)程: 55mH2O臺(tái)28補(bǔ)水泵流量：20m3/h 揚(yáng)程: 58mH2O臺(tái)29軸流風(fēng)機(jī)T35-112.8臺(tái)2二燒結(jié)1引風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)型號(hào)：Y4-73-14No28F臺(tái)12引風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)型號(hào)：Y4-73-14No31F臺(tái)13電動(dòng)蝶閥DN3000 300臺(tái)34電動(dòng)蝶閥DN3700 300臺(tái)15電動(dòng)蝶閥DN4000 300臺(tái)16煙氣管道膨脹節(jié)DN3000 300套27煙氣管道膨脹節(jié)DN3700 300臺(tái)1三電氣泵站區(qū)域1高壓開關(guān)柜 (含保護(hù)裝置及后臺(tái)監(jiān)控)KYN28-12臺(tái)22低壓配電屏GGD2型低壓元器件品牌為施耐德臺(tái)113干式變壓器SCB10-630/10/0.4臺(tái)24隔離開關(guān)YFN18-10R/200A Ir=100A臺(tái)25PLC柜威圖（800X600X2200）臺(tái)16PLC控制系統(tǒng)西門子S7-300系列套17照明箱PZ30臺(tái)48電動(dòng)葫蘆開關(guān)箱JXF3001臺(tái)19現(xiàn)場檢修箱臺(tái)210現(xiàn)場操作箱JXF3001臺(tái)811封閉母線1250A米1212監(jiān)控軟件WinCC，1024點(diǎn)套113編程軟件Step7 5.4中文版套114應(yīng)用軟件（編程人員所編程序）套115上位監(jiān)控設(shè)備DELL：CPU3.0GHz、內(nèi)存4G、硬盤500G（帶以太網(wǎng)卡）套116打印機(jī)HP臺(tái)117工程師站IBM T62（雙核1.8G/4G/320G）臺(tái)118操作臺(tái)1500X1100X650(長X寬X高）個(gè)119顯示器飛利浦 22液晶臺(tái)120以太網(wǎng)交換機(jī)臺(tái)121UPS電源（5KVA380V/220V）臺(tái)122通訊電纜及附件套12311KW變頻器臺(tái)424160KW軟啟動(dòng)臺(tái)4320m2燒結(jié)區(qū)域鍋爐系統(tǒng)1低壓配電屏GGD2型低壓元器件品牌為施耐德臺(tái)22現(xiàn)場操作箱JXF3001臺(tái)33照明箱JXF3001臺(tái)14現(xiàn)場檢修箱臺(tái)15PLC控制系統(tǒng)AB（羅克韋爾）系列6應(yīng)用軟件（編程人員所編程序，在