燒結(jié)余熱發(fā)電工程余熱回收系統(tǒng)技術(shù)方案

1、Settings of My Documents300/360m²燒結(jié)余熱發(fā)電工程余熱回收系統(tǒng)技術(shù)方案300/360m²燒結(jié)余熱發(fā)電工程余熱回收系統(tǒng)技術(shù)方案二一一年五月1. 項目背景鋼鐵工業(yè)是能源消耗最大的產(chǎn)業(yè)部門之一，燒結(jié)礦是高爐煉鐵的主要原料，燒結(jié)過程中的能源消耗占鋼鐵企業(yè)總能耗的10%左右，僅次于煉鐵；在可供利用的余熱中僅環(huán)冷機廢氣及燒結(jié)煙氣的顯熱約占燒結(jié)全部熱支出的30%以上，充分回收利用這些燒結(jié)余熱，是燒結(jié)節(jié)能的重要途徑及發(fā)展趨勢，冶金燒結(jié)工序內(nèi)廢氣溫度分布示意圖如圖一所示。圖一、燒結(jié)工序內(nèi)廢氣溫度分布由圖一所示，余熱回收主要在燒結(jié)礦成品顯熱及燒結(jié)、冷卻機的排氣顯

2、熱三個方面，熱燒結(jié)礦顯熱和煙氣顯熱占燒結(jié)過程熱耗的50%以上，針對燒結(jié)機大煙道機尾區(qū)域熱煙氣及冷卻機高溫廢氣設(shè)置余熱回收裝置回收利用其余熱，可大大地提高能源利用率，節(jié)約能源。燒結(jié)機生產(chǎn)時，機尾區(qū)域大煙道煙氣溫度可達300400。為保證燒結(jié)礦質(zhì)量及輸送設(shè)備運行安全，燒成的熱燒結(jié)礦從燒結(jié)機尾部落下經(jīng)破碎后，通過振動篩分后經(jīng)溜槽落到冷卻機傳送帶上，在溜槽部分熱料礦溫度達800以上，以輻射形式向外界散熱，落到冷卻帶上料溫很高。燒結(jié)冷卻機上布置有冷卻風罩，風罩內(nèi)通過鼓風機使冷卻風強制穿過料礦層，經(jīng)料礦加熱在風罩內(nèi)冷卻風溫提高到350450左右。目前對燒結(jié)工序的余熱利用大多限于燒結(jié)冷卻機部分，并未對大煙道

3、煙氣余熱進行回收。燒結(jié)冷卻機的余熱利用有兩種方式：一類是熱利用，即利用余熱來產(chǎn)生熱水或蒸汽以供暖、制冷、拌料用，或直接用于熱風燒結(jié)等；另一類是動力利用，即將余熱轉(zhuǎn)換為電能或機械能。用于余熱發(fā)電或帶動透平機工作等?？紤]到提高燒結(jié)工序節(jié)能量，減少產(chǎn)品單耗，本次余熱發(fā)電方案對燒結(jié)、環(huán)冷排氣兩部分均進行余熱回收。2. 工程簡介本項目為遼寧本溪鋼鐵集團公司300m²、360m²(分別簡稱為1#、2#燒結(jié)環(huán)冷機)燒結(jié)余熱發(fā)電工程，燒結(jié)環(huán)冷機余熱鍋爐為雙壓鍋爐，燒結(jié)機大煙道中也設(shè)置了熱管式余熱回收裝置，其中生產(chǎn)出來的中壓過熱蒸汽與燒結(jié)環(huán)冷機余熱回收裝置所產(chǎn)的中壓過熱蒸汽會合作為主蒸汽送入

4、雙壓補汽凝汽式汽輪機發(fā)電機組發(fā)電；低壓蒸汽部分供自身除氧用外其余送至低壓過熱器過熱，過熱后送至補汽凝汽式汽輪機補汽口。從環(huán)冷機來的高溫煙氣作為余熱鍋爐的工作介質(zhì)，通過余熱鍋爐換熱后降至120左右(方案二為135左右)，然后通過循環(huán)風機再回到環(huán)冷機一段及二段底部冷卻風箱。燒結(jié)機大煙道設(shè)置了熱管式余熱回收裝置，大煙道出口煙氣將降低2030左右。3. 余熱回收方案3.1. 燒結(jié)環(huán)冷機余熱回收方案按設(shè)備布置形式分為機上、機下兩種；按照廢氣流程又分為煙氣循環(huán)使用和煙氣直排兩種工藝形式，燒結(jié)系統(tǒng)的余熱回收技術(shù)從其發(fā)展歷程來看，經(jīng)過了從機上布置到機下布置的過程。各種余熱回收的優(yōu)缺點總結(jié)如下：工藝特點優(yōu)點缺點

5、機上布置煙氣直排技術(shù)換熱設(shè)備直接安裝在燒結(jié)環(huán)冷機上部，高溫煙氣經(jīng)除塵、換熱后，直接排入大氣。設(shè)備直接安裝在環(huán)冷機上部，可直接利用料礦的輻射熱，且占地面積小、投資省、能耗抵、操作簡單。受設(shè)備布置位置的限制，設(shè)備不能設(shè)置過大；煙氣只能直排，不能最大限度的回收熱量；回收效率低，熱量回收有限；對環(huán)境有一定污染。機下布置煙氣直排技術(shù)廢氣直接排放，系統(tǒng)增設(shè)一臺引風機作為克服余熱回收系統(tǒng)阻力的動力源，廢氣經(jīng)過除塵和余熱回收后直接排放，原有環(huán)冷機下的鼓風機繼續(xù)使用。余熱回收設(shè)備布置在燒結(jié)環(huán)冷機旁，高溫煙氣從燒結(jié)環(huán)冷機引出，經(jīng)除塵、換熱后，通過煙囪直接排向大氣?；厥招瘦^高，較機上布置煙氣直排方式回收熱量多；能

6、耗較低。占地面積大；一次投資較大；煙氣直排，不能最大限度的回收熱量；對環(huán)境有一定污染。機下布置煙氣循環(huán)利用實踐證明，當冷卻風溫為50時廢氣溫度提高15，冷卻風溫達120時，廢氣溫度可提高45，通過煙氣循環(huán)利用，提高了廢氣溫度，有利于余熱利用，且減少了粉塵的排放。煙氣循環(huán)利用系統(tǒng)需增設(shè)一臺循環(huán)風機，循環(huán)風機提供克服料礦、余熱回收系統(tǒng)的阻力，原環(huán)冷機下的鼓風機留做備用，實現(xiàn)廢氣的循環(huán)利用。余熱回收設(shè)備布置在燒結(jié)環(huán)冷機旁，高溫煙氣從燒結(jié)環(huán)冷機引出，經(jīng)除塵、換熱后，煙氣溫度還有140左右，增設(shè)煙氣循環(huán)系統(tǒng)，可將該部分熱量有效的利用起來，實現(xiàn)廢氣的循環(huán)利用。回收效率高，熱量得到了充分利用；投資回收期短；

7、煙氣循環(huán)使用，有效的保護工作環(huán)境，減少對環(huán)境的污染。占地面積大；能耗較大；一次投資大。上述各種余熱回收方法各有利弊，應(yīng)視建設(shè)條件的不同選用。對于本次項目改造，結(jié)合項目的實際情況，權(quán)衡經(jīng)濟效益、環(huán)保要求及安全生產(chǎn)等多種因素，300m²、360m²燒結(jié)環(huán)冷機系統(tǒng)采用將采用機上布置與機下布置煙氣循環(huán)相結(jié)合的余熱發(fā)電工藝技術(shù)。本項目采用的余熱發(fā)電(或熱利用)技術(shù)，集南京圣諾熱管有限公司多年來的實際運行經(jīng)驗，由于其技術(shù)成熟，投資少、運行費用低，操作靈活、安全，環(huán)境污染小，無須依托國外技術(shù)，具有明顯的環(huán)保、經(jīng)濟節(jié)能效益。是經(jīng)過廣大工程技術(shù)人員和職工二十多年的努力，其工藝技術(shù)和經(jīng)濟指標均

8、已處于國內(nèi)先進水平，是近十幾年來發(fā)展和完善起來的先進技術(shù)：(1) ·工藝技術(shù)成熟，充分利用了燒結(jié)工序中各段可利用的能量，最大限度的回收煙氣余熱，并將余熱用于產(chǎn)汽或發(fā)電； (2) ·設(shè)備布置合理，占地少，便于操作； (3) ·減少了廢渣、廢氣等氣體的排放，切實有效地改善了環(huán)境；(4) ·不消耗一次能源，經(jīng)濟效益不受燃料價格波動的影響；(5) ·采用高效、先進、結(jié)構(gòu)合理的設(shè)備和可靠的材質(zhì)； (6) ·采用集散控制系統(tǒng)(DCS)對裝置進行自動控制，實現(xiàn)在控制室的全CRT操作，影響到操作、安全等過程關(guān)鍵參數(shù)，均由計算機自動控制。本余熱回收項目

9、，采用可靠的熱能回收先進技術(shù)，其核心技術(shù)是南京圣諾熱管有限公司研制開發(fā)并經(jīng)過實踐檢驗的成熟技術(shù)，其中包含多項專利技術(shù)、有國家火炬計劃項目和先進的計算軟件作支撐。該項技術(shù)已成功運用在冶金燒結(jié)、電爐、石化等多個行業(yè)的相關(guān)工序中，給用戶帶來了可觀經(jīng)濟效益，受到用戶好評。圣諾公司多年來一直與生產(chǎn)一線保持密切聯(lián)系，隨時跟蹤相關(guān)技術(shù)，仍在不斷總結(jié)完善，給企業(yè)節(jié)能減排出力。該余熱回收裝置共采用我公司9項專利序號專利類型專利名稱專利號1實用新型ZL200520069009.4冶金燒結(jié)機余熱產(chǎn)汽節(jié)能裝置2實用新型ZL200520069010.7分離套管式熱管蒸汽發(fā)生器3實用新型ZL200520069203.2直

10、管板熱管換熱器4實用新型ZL 200520069204.7等流速熱管換熱器5實用新型ZL200820185364.1熱管式廢熱鍋爐6實用新型ZL200820185369.4熱管組合式廢熱鍋爐7實用新型ZL200820185367.5熱管組合式中壓廢熱鍋爐8實用新型ZL 200920284018.3可分組運行的模塊化余熱回收蒸汽發(fā)生裝置系統(tǒng)9實用新型ZL 200920284019.8適應(yīng)高溫變低溫差組合式余熱回收蒸汽發(fā)生裝置3.2. 燒結(jié)大煙道余熱回收方案由于燒結(jié)大煙道機尾34各風箱部位廢氣存在溫度高、含硫量大、露點溫度高、含有大量礦物粉塵、廢氣溫度隨著工況在一定范圍內(nèi)波動、取熱位置較為特殊等特

11、點，以及熱量移出后受再利用條件限制受等多種復(fù)雜因素的影響，因此給余熱回收的工程設(shè)計帶來了很大的難度。針對該煙氣特點此次方案采用熱管換熱器。熱管換熱器插入大煙道內(nèi)取熱，由熱管蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的飽和蒸汽經(jīng)設(shè)置于環(huán)冷機上的過熱器過熱后與燒結(jié)環(huán)冷余熱鍋爐并網(wǎng)。 熱管換熱器具有對溫度變化大的適應(yīng)性和在換熱過程中對熱流密度的可調(diào)性，大幅度提高了工程的可靠性。熱管式蒸汽發(fā)生器充分利用熱管在熱傳導(dǎo)中的超導(dǎo)特性，來進一步降低廢氣排放溫度，從而回收更多的熱量，以滿足該系統(tǒng)的長周期穩(wěn)定運行要求，并達到降溫、除塵、余熱利用的目的。4. 項目基本參數(shù)及要求4.1. 當?shù)刈匀粭l件(參照鞍山地區(qū))4.1.1. 當?shù)刈匀粭l件(

12、1)溫度年平均溫度 8.8冬季日平均溫度 -4.5極端最低溫度 -25.5極端最高溫度 34.5濕度最熱月平均相對濕度 76%(2)風速冬季室外平均風速 3.5m/ s夏季室外平均風速 3.1m/ s冬季最多風向平均值 4.7m/s (3)最大凍土深度 118mm(4)冬季大氣壓力 1117.5mbar夏季大氣壓力 997.1mbar4.1.2. 地震烈度廠區(qū)基本地震烈度按7度(第一組)考慮；設(shè)計基本地震加速度值0.1。4.2. 設(shè)計參數(shù)充分利用煙氣余熱本次共做了兩套方案。4.2.1. 煙氣參數(shù)1#環(huán)冷機、2#環(huán)冷機參數(shù)相同，以1#為例方案一：環(huán)冷機單套環(huán)冷余熱鍋爐煙氣流量(萬Nm³

13、/h)煙氣溫度()一段18400二段30320燒結(jié)機1#燒結(jié)大煙道余熱鍋爐煙氣流量(萬Nm³/h)煙氣溫度()燒結(jié)機大煙道16350方案二：環(huán)冷機1#環(huán)冷余熱鍋爐煙氣流量(萬Nm³/h)煙氣溫度()一段30380二段18280燒結(jié)機1#燒結(jié)大煙道余熱鍋爐煙氣流量(萬Nm³/h)煙氣溫度()燒結(jié)機大煙道16350注：1、煙氣量工況波動按-20%+10%考慮，煙溫按±20考慮。2、煙氣成份：N2、O2、H2O，其中N2占78%，O2占21%，H2O占1%，煙氣含灰量為13g/ Nm³。成分為鐵礦石燒結(jié)熟料，粒徑為100m。4.2.2. 1#、2#燒

14、結(jié)環(huán)冷余熱鍋爐及大煙道余熱鍋爐主要參數(shù)1#、2#鍋爐參數(shù)一致方案一：表3. 燒結(jié)環(huán)冷余熱鍋爐參數(shù)(此為1#鍋爐)序號項目單位設(shè)計工況數(shù)值1中壓蒸汽壓力MPa1.42中壓過熱蒸汽溫度3603中壓蒸汽流量t/h374低壓蒸汽壓力MPa0.355低壓過熱蒸汽溫度2006低壓過熱蒸汽流量t/h10.57供水溫度408凝結(jié)水加熱器出水溫度1209鍋爐排煙溫度120±510余熱鍋爐煙氣阻力(自煙氣入口至出口)Pa<120011鍋爐余熱利用率%95表4. 大煙道余熱鍋爐參數(shù)(此為1#鍋爐)序號項目單位設(shè)計工況數(shù)值1中壓蒸汽壓力MPa1.42中壓過熱蒸汽溫度3603中壓蒸汽流量t/h104供水

15、溫度147.95鍋爐排煙溫度250±56余熱鍋爐煙氣阻力(自煙氣入口至出口)Pa<1207鍋爐余熱利用率%95方案二表5. 燒結(jié)環(huán)冷余熱鍋爐參數(shù)(此為1#鍋爐)序號項目單位設(shè)計工況數(shù)值1中壓蒸汽壓力MPa2.12中壓過熱蒸汽溫度3603中壓蒸汽流量t/h32.74低壓蒸汽壓力MPa0.455低壓過熱蒸汽溫度2006低壓過熱蒸汽流量t/h12.57供水溫度408凝結(jié)水加熱器出水溫度1209鍋爐排煙溫度135±510余熱鍋爐煙氣阻力(自煙氣入口至出口)Pa<120011鍋爐余熱利用率%95表6. 大煙道余熱鍋爐參數(shù)(此為1#鍋爐)序號項目單位設(shè)計工況數(shù)值1中壓蒸汽壓

16、力MPa2.12中壓過熱蒸汽溫度3603中壓蒸汽流量t/h94供水溫度155.45鍋爐排煙溫度260±56余熱鍋爐煙氣阻力(自煙氣入口至出口)Pa<1207鍋爐余熱利用率%954.2.3. 鍋爐給水品質(zhì)表2. 鍋爐補給水品質(zhì)序號水質(zhì)項目單位除鹽水1硬度mol/l2.02電導(dǎo)率s/cm(25)53二氧化硅g/l20給水品質(zhì)符合GB/T12145-2008火力發(fā)電機組及蒸汽動力設(shè)備水汽質(zhì)量4.2.4. 電源高壓 10.5kV AC 50Hz低壓 380V/220V直流電源： 24V DC 4.3. 執(zhí)行標準和規(guī)范 余熱鍋爐的設(shè)計、制造、檢驗必須執(zhí)行，但不限于下列標準(下列標準如果有

17、國家或行業(yè)新頒布標準，乙方須注明，并按最新標準執(zhí)行)：勞部發(fā)1996276號蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程GBJ17-1988鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB9222-2008水管鍋爐受壓元件強度計算GB/T12145-2005火力發(fā)電機組及蒸汽動力設(shè)備水汽質(zhì)量標準DL/T5072-2007火力發(fā)電廠保溫油漆設(shè)計規(guī)程JB/T1615-1991鍋爐油漆和包裝技術(shù)條件JB3191-1999鍋爐內(nèi)部裝置技術(shù)條件JB/T1609-1993鍋爐汽包制造技術(shù)條件JB/T1610-1993鍋爐集箱制造技術(shù)條件JB/T1611-1993鍋爐管子制造技術(shù)條件JB/T1620-1993鍋爐鋼結(jié)構(gòu)制造技術(shù)條件JB/T 6512-199

18、2(高頻電阻焊螺旋翅片管制造和驗收技術(shù)條件JB/T6503-1992煙道式余熱鍋爐 通用技術(shù)條件JB/T1612-1994鍋爐水壓試驗技術(shù)條件JB/T1613-1993鍋爐受壓元件焊接技術(shù)條件JB/T6696-1993電站鍋爐技術(shù)條件注：鍋爐的設(shè)計和制造應(yīng)符合現(xiàn)行使用的有關(guān)國家標準、部頒標準以及上級批準的企業(yè)標準。如果采用國外標準或國際標準，以就高不就低原則執(zhí)行。余熱鍋爐配套的附屬設(shè)備，相關(guān)的設(shè)備設(shè)計、工程設(shè)計、驗收等也必須遵守相關(guān)的規(guī)范，以下為基本的要求：DL/T5054-1996火力發(fā)電廠汽水管道設(shè)計技術(shù)規(guī)定DL/T5072-2007火力發(fā)電廠保溫油漆設(shè)計規(guī)程DL/T5094-1999火力

19、發(fā)電廠建筑設(shè)計規(guī)程DL/T5153-2002火力發(fā)電廠廠用電設(shè)計技術(shù)規(guī)定DL/T5190.5-2004電力建設(shè)施工及驗收技術(shù)規(guī)范 第5部分：熱工儀表及控制裝置DL5000-2000火力發(fā)電廠設(shè)計技術(shù)規(guī)程GB500491994小型火力發(fā)電廠設(shè)計規(guī)范DL/T5035-2004火力發(fā)電廠采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計技術(shù)規(guī)定GB500412008鍋爐房設(shè)計規(guī)范GB50057-1994建筑物防雷設(shè)計規(guī)范(2000修訂版)DLT 51212000火力發(fā)電廠煙風煤粉管道設(shè)計技術(shù)規(guī)程DL5031-1994電力建設(shè)施工及驗收技術(shù)規(guī)范(管道篇)DL/T5047-1995電力建設(shè)施工及驗收技術(shù)規(guī)范(鍋爐機組篇)DL/T8

20、05.2-2004火電廠汽水化學導(dǎo)則 第2部分:鍋爐爐水磷酸鹽處理5. 余熱鍋爐技術(shù)5.1. 概述余熱鍋爐是本次余熱回收項目的關(guān)鍵設(shè)備之一，針對本項目的特點，集多年成功經(jīng)驗，余熱鍋爐設(shè)計分為中、低壓兩段復(fù)合型，具有對溫度變化的高適應(yīng)性、低溫差傳熱的超導(dǎo)性和模塊化分塊維修的高機動性，采用模塊化組合式設(shè)計的型式。組合式余熱回收技術(shù)的應(yīng)用充分發(fā)揮了翅片管式蒸汽發(fā)生器對溫度變化的適應(yīng)性和熱管在熱傳導(dǎo)中的超導(dǎo)特性。·燒結(jié)環(huán)冷機余熱鍋爐主要部件一 翅片管蒸汽發(fā)生器蒸汽發(fā)生器設(shè)計為上下集箱翅片管型式，是一種新型的蒸汽發(fā)生裝置，它采用高頻焊接翅片管作為換熱元件，通過翅片來強化傳熱，整套裝置傳熱效率高

21、，設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，熱側(cè)流體流動阻力小。其基本特點是汽包和產(chǎn)汽部分分離，水的受熱和汽化在翅片管內(nèi)完成，眾多翅片管通過上下集箱組成一片，再通過聯(lián)絡(luò)管與汽包連接，這就使本套裝置有別于一般上下鍋筒結(jié)構(gòu)的余熱鍋爐。產(chǎn)汽套管與汽包間用導(dǎo)管相連，管道可任意調(diào)整長度，現(xiàn)場布置靈活，設(shè)計計算時充分考慮到廢氣溫度的大范圍的變化特點，設(shè)置合理的換熱強度范圍，從而適應(yīng)大溫變工作狀況，適應(yīng)了復(fù)雜現(xiàn)場的要求。全套設(shè)備除給水系統(tǒng)外，無運轉(zhuǎn)部件，運行可靠，操作維修方便。全套設(shè)備除給水系統(tǒng)外，無運轉(zhuǎn)部件，運行可靠；設(shè)備操作維修方便。·大煙道余熱鍋爐主要部件二 熱管式蒸汽發(fā)生器隨著廢氣的溫度的降低，低溫差范圍的換熱采用熱

22、管熱超導(dǎo)元件，提高熱利用率。大煙道余熱回收部分設(shè)置有分離套管式熱管蒸汽發(fā)生器，采用了多項專利技術(shù)。(1)熱管簡介熱管蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的核心部件是熱管。熱管是一種具有高傳熱性能的傳熱元件，它通過密閉真空管殼內(nèi)工作介質(zhì)的相變潛熱來傳遞熱量，因此，它具有傳熱能力大，傳熱速度快、效率高的特點。典型的重力熱管如圖二所示，在密閉的管內(nèi)先抽成一定的負壓，在此狀態(tài)下充入少量工質(zhì)。在熱管的下端加熱，工質(zhì)吸收熱量汽化為蒸汽，圖二 重力熱管元件工作原理圖在微小的壓差下，上升到熱管上端，并向外界放出熱量，且凝結(jié)為液體。冷凝液在重力的作用下，沿熱管內(nèi)壁返回到受熱段，并再次受熱汽化，如此循環(huán)往復(fù)，連續(xù)不斷地將熱量由一端傳向另

23、一端。由于是相變傳熱，因此熱管內(nèi)熱阻很小，所以能以較小的溫差獲得較大的傳熱功率，且結(jié)構(gòu)簡單，具有單向?qū)岬奶攸c，特別是由于熱管的特有機理，使冷熱流體間的熱交換均在管外進行，并可以方便地進行強化傳熱。熱管這種傳熱元件，可以單根使用，也可以組合使用，根據(jù)用戶現(xiàn)場的條件，配以相應(yīng)的流通結(jié)構(gòu)組合成各種形式換熱器，熱管換熱設(shè)備具有傳熱效率高、阻力損失小、結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠和維護費用少等多種優(yōu)點，它在空間技術(shù)、電子、冶金、動力、石油、化工等各種行業(yè)都得到了廣泛的應(yīng)用。(2)熱管蒸汽發(fā)生器的基本結(jié)構(gòu)及工作原理熱管蒸汽發(fā)生器是由若干根特殊的熱管元件組合而成。其基本結(jié)構(gòu)如圖三所示。熱管的受熱段置于熱流體風道內(nèi)，

24、熱風橫掠熱管受熱段，熱管元件的放熱段插在水汽系統(tǒng)內(nèi)。由于熱管的存在使得該水汽系統(tǒng)的受熱及循環(huán)完全和熱源分離而獨立存在于熱流體的風道之外，避免了水汽系統(tǒng)受熱流體的直接沖刷，汽水分離在汽包中完成，這就不同于一般的煙道式余熱鍋爐。它的工作原理是：圖三 熱管蒸汽發(fā)生器廢氣的熱量由熱管傳給水套內(nèi)的飽和水(飽和水由下降管輸入)，并使其汽化，所產(chǎn)蒸汽(汽、水混合物)經(jīng)蒸汽上升管達到汽包，經(jīng)集中分離以后再經(jīng)蒸汽主控閥輸出，汽包內(nèi)的水則由水預(yù)熱器直接供給。這樣由于熱管不斷將熱量輸入水套，通過外部汽水管道的上升及下降完成基本的汽水循環(huán)，達到將廢氣余熱及料礦輻射熱降溫，并轉(zhuǎn)化為蒸汽的目的。(3)余熱鍋爐的基本特點&

25、#183;由于采用熱管作為傳熱元件，汽包和熱管產(chǎn)汽套管部分分離，整個汽水系統(tǒng)的受熱及循環(huán)完全和熱流體隔離而獨立存在于熱流體煙道以外，這就使本系統(tǒng)有別于一般余熱回收裝置，布置更靈活，運行更安全；·設(shè)計時調(diào)節(jié)熱管兩端的傳熱面積可有效地調(diào)節(jié)和控制熱管壁溫，在一定的范圍內(nèi)防止換熱管管壁溫度過高或抬高管壁溫度，采用一般材料即可防止換熱管超溫或防止低溫酸露點腐蝕的發(fā)生；·設(shè)備中熱管元件間相互獨立，熱流體與蒸汽發(fā)生區(qū)雙重隔離互不影響，即使單根或數(shù)根熱管損壞，也不影響系統(tǒng)正常運行，同時水、汽也不會由于熱管破損而進入熱流體；(這是與煙道式余熱回收裝置完全不同的地方)。·熱量從廢氣轉(zhuǎn)

26、移到水，完全由熱管元件完成，水汽被間接加熱；·熱管熱側(cè)©度回收熱量，安全可靠運行，滿足工藝要求。5.2. 余熱鍋爐設(shè)備結(jié)構(gòu)特點鍋爐整體結(jié)構(gòu)型式為立式、自然循環(huán)、雙壓余熱鍋爐結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)采用一體化除氧器?？紤]到余熱鍋爐設(shè)備的運輸和安裝以及運行安全可靠性等因素，本次余熱鍋爐設(shè)計為模塊化結(jié)構(gòu)。1#、2#余熱鍋爐均為單列立式布置，設(shè)備上設(shè)有吹灰口、四周設(shè)有檢修清灰通道，每套鍋爐本體包括各換熱設(shè)備模塊、鍋爐鋼架與煙道過渡段、平臺扶梯、中壓鍋筒一只、一體化除氧器一只；煙氣由鍋爐頂部進入，經(jīng)過各受熱面后由鍋爐低部排出，設(shè)備底部設(shè)有灰斗及卸灰閥。方案一：鍋爐呈露天布置，鍋爐鋼結(jié)構(gòu)按7度地震烈

27、度設(shè)防。中壓蒸汽過熱器安裝在環(huán)冷機一段余熱回收口上方。煙氣流經(jīng)中壓過熱器換熱后經(jīng)煙道引至在機下，與二段來煙氣混合后一起進入余熱鍋爐，考慮到安裝、檢修、膨脹的問題，沿氣流方向依次經(jīng)過中壓蒸汽發(fā)生器、低壓蒸汽過熱器、中壓給水預(yù)熱器、低壓蒸汽發(fā)生器及冷凝水加熱器。方案二：較方案一相比將中壓蒸汽過熱器放置在機下，一段煙氣經(jīng)過過熱器及一級中壓蒸發(fā)器后與二段煙氣混合后一起進入后續(xù)余熱回收裝置。具體結(jié)構(gòu)特點分述如下：5.3. 換熱設(shè)備模塊鍋爐本體換熱設(shè)備包括中壓過熱器，中、低壓蒸發(fā)器，中壓給水預(yù)熱器及冷凝水加熱器。設(shè)備由換熱單元和殼體組成。換熱單元由換熱元件和上下集箱組成，水平傾斜放置于煙道中，每個上下集箱

28、之間的翅片管組成錯列的對流管束。殼體由型鋼和鋼板組成，具有一定的承壓能力(不小于±5.8kPa)，當循環(huán)風機出現(xiàn)瞬間最大抽力時，設(shè)備本體和煙道過渡段不出現(xiàn)永久變形。各換熱單元制成模塊式整體出廠，方便現(xiàn)場安裝。各設(shè)備間由過渡段連接，過渡段設(shè)有膨脹節(jié)用來吸收設(shè)備熱膨脹；設(shè)備側(cè)及過渡段上設(shè)有檢修觀察人孔，同時預(yù)留吹灰器接口，接口尺寸由招標方提供。 5.4. 鍋筒鍋筒為橫置式，布置于換熱器鋼架旁的副跨上。鍋筒設(shè)計嚴格按鍋爐標準和規(guī)范進行，內(nèi)部設(shè)置有旋風分離器等，保證供汽質(zhì)量符合GB12145-2008火力發(fā)電機組及蒸汽動力設(shè)備水汽質(zhì)量標準。汽包容腔的大小在設(shè)計時考慮緊急狀態(tài)下能提供20分鐘運

29、行所需的安全水量。汽包材料滿足GB713-2008，內(nèi)部設(shè)置有旋風分離器、擋板、波形板、多孔板等汽水分離裝置，進入汽包的汽水混合物，首先經(jīng)擋板受阻后，進入旋風分離器，進行一次分離，然后進入波形板進行二次分離，為提高汽水品質(zhì)，裝有加藥管和排污管，為防止下降管帶汽在下水管入口處加裝十字柵格。為汽水分離留有足夠空間，汽包正常水位保持在中心線以下。為保證機組的安全運行，其系統(tǒng)設(shè)計具備下列自動保護措施：汽包超壓和高低水位保護：當鍋爐汽包壓力超過允許值或汽包水位高于或低于極限水位時，按停機順序，自動緊急停爐。汽包高水位聯(lián)鎖：當鍋爐汽包水位超過允許值時，自動開啟汽包緊急放水電動閥(恢復(fù)到正常水位時，放水閥自

30、動關(guān)閉)。汽包就地水位計應(yīng)采用雙色玻璃水位計，在運行情況下就地水位計之間偏差應(yīng)20mm，汽包水位平衡容器為雙室平衡容器。汽包筒體所有開口均加強處理，5.5. 鍋爐鋼架鍋爐本體支撐采用多層單框架全鋼結(jié)構(gòu)，鋼架采用H型鋼制成，以將整套鍋爐運行時所產(chǎn)生的允許載荷以及風載、地震等載荷平穩(wěn)的傳遞至地面基礎(chǔ)，確保鍋爐在允許載荷范圍內(nèi)長期安全運行。余熱回收裝置承重框架均采用鋼結(jié)構(gòu)，承重梁、柱采用熱軋H型鋼(GB/T 11263-2005)，材質(zhì)為Q345，斜撐、支撐等采用Q235熱軋槽鋼或角鋼。本鍋爐在運行操作及檢修所需的各部位均設(shè)置了平臺，檢修平臺采用不透孔的花紋鋼板結(jié)構(gòu)，其余平臺、扶梯均采用柵格結(jié)構(gòu)。本

31、工程主體框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限為50年，結(jié)構(gòu)安全等級為二級。設(shè)計依據(jù)的主要規(guī)范規(guī)程：(1)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2006)(2)建筑抗震設(shè)計規(guī)范(GB50011-2001)(3)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50017-2003)(4)建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程(JGJ81-2002)(5)建筑設(shè)計防火規(guī)范(GB50016-2006)(6)建筑工程抗震設(shè)防分類標準(GB50223)(7)涂料前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級(GB/T8923-88)(8)鋼結(jié)構(gòu)高強度螺栓連接的設(shè)計、施工及驗收規(guī)程(JGJ82)結(jié)構(gòu)設(shè)計：(1)主框架(框架梁，柱)均采用現(xiàn)行國家標準低合金強度結(jié)構(gòu)鋼Q345B鋼，支撐等采

32、用現(xiàn)行國家標準碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235B鋼。對焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)具有含碳量的合格保證。(2)配合設(shè)備工藝專業(yè)布置平臺及鋼梯，確保通行路線順暢。平臺、走道活載按3.5kN/m²計。鋼梯活載按2.0kN/m²計，撓度小于1/360。平臺和鋼梯上部最小凈高不小于2.1m。平臺扶梯及防護按GB4053.14053.3-2009執(zhí)行。不設(shè)直爬梯。(3) 油漆工程：所有鋼構(gòu)件表面均噴砂除銹(等級Sa2.5)后刷底漆、中間漆及面漆(色彩待定)。(4)為便于現(xiàn)場安裝、盡量減少現(xiàn)場焊接。采用工廠制作柱構(gòu)件時，在柱上焊接短梁，現(xiàn)場將框架梁與短梁通過高強度螺栓連接的方式進行快速組裝。(5)管道支吊架：確保滿足

33、在靜、動荷載作用下的強度及穩(wěn)定性要求。5.6. 清灰裝置由于熱側(cè)廢氣中約13g/Nm³含塵，為受熱面更好地進行換熱，防止灰堵，各級受熱面都設(shè)有激波吹灰器。燒結(jié)環(huán)冷余熱鍋爐及燒結(jié)大煙道余熱鍋爐配置了激波吹灰器及振打器，此外鍋爐設(shè)備采用下述組合辦法進行清灰：(1)在保證阻力損失允許的前提下盡量提高廢氣在換熱面管間的流速，保證流體自清灰能力；(2)根據(jù)廢氣含塵的性質(zhì)選擇合理的翅片間距，防止積灰搭橋；(3)本體側(cè)面開設(shè)側(cè)門或人孔、底部設(shè)置灰斗，灰斗安息角60°,便于檢修時進行人工清灰；(4)安裝輔助的在線激波清灰器。激波清潔器具有非常好的清灰效果，且氣量消耗少，操作簡單。其清灰原理

34、是：其原理是利用可燃氣體如煤氣、天然氣、液化石油氣、乙炔等，與空氣經(jīng)各自的管路調(diào)控后均勻混合，在特殊設(shè)計的燃燒室內(nèi)產(chǎn)生爆燃、爆轟，經(jīng)輸出管上的噴口發(fā)射出脈沖激波。能量以高溫、高速的氣流伴隨巨大的聲強作用于換熱器管束表面，通過波形擾動、氣流沖刷、高溫膨脹、聲壓震蕩以及沖擊振打等多種作用模式的綜合作用，達到清除管束表面積灰的目的。(5)設(shè)備底部設(shè)有灰斗及卸灰閥，灰斗角度60度。5.7. 除氧裝置鍋爐給水采用一體化除氧。5.8. 閥門(1)為了保證鍋爐安全運行，汽包和過熱器上所裝全部安全閥均應(yīng)為全啟式的，其排放量的總和應(yīng)大于鍋爐額定蒸發(fā)量；(2)為保證過熱器有足夠的冷卻介質(zhì)，其出口安全閥泄放量留有一

35、定的余量，保證安全閥在動作時，過熱器不至于干燒；(3)安全閥都應(yīng)配有防止安全閥調(diào)整后偏離整定值的裝置或措施；根據(jù)安全閥的泄放時的反作用力，選用相應(yīng)的支座；(4)所有提供的閥門均有指示工質(zhì)流動方向的標志、公稱壓力等級等參數(shù)，保證其使用壽命和質(zhì)量。5.9. 管道(1)所有的管道和支吊架的設(shè)計均采用最新的國家相關(guān)標準和規(guī)范。(2)管徑的選擇設(shè)計考慮了管內(nèi)介質(zhì)流速、阻力損失、各工況下工作時的管道柔性、腐蝕余量等，采用最優(yōu)化的方案。(3)管道支吊架的設(shè)計選擇能夠保證在振動、水擊及其它動力沖擊的情況下有足夠的強度。5.10. 保溫及油漆(1)設(shè)備采用外保溫結(jié)構(gòu)，保溫材料為硅酸鎂棉毯，外用鍍鋅鐵皮作外護材料

36、。在鍋爐正常運行條件下，環(huán)境溫度為25時，本體煙道外護板表面溫度不大于60。(2)供方應(yīng)提供供貨范圍內(nèi)所有需要油漆的設(shè)備、管道、支吊架、平臺、扶梯、公用設(shè)施的油漆設(shè)計；設(shè)備和管道表面上的涂層應(yīng)根據(jù)相關(guān)的標準規(guī)范。(3)供方應(yīng)在詳圖設(shè)計過程中提出油漆標色表，面漆和色環(huán)的顏色和尺寸以及根據(jù)底色選用的字體顏色等供需方認可。6. 系統(tǒng)說明6.1. 汽水系統(tǒng)系統(tǒng)范圍：從鍋爐給水進口開始(凝結(jié)水預(yù)熱器進口)至過熱蒸汽出口電動隔離閥為止。所有接口界限為鍋爐范圍外1m。6.1.1. 除氧、主給水系統(tǒng)描述余熱鍋爐采用單母管制主給水系統(tǒng)。正常運行，由界區(qū)外凝結(jié)水泵升壓送來的凝結(jié)水經(jīng)余熱鍋爐凝結(jié)水加熱器加熱后進入一

37、體化除氧器除氧，高溫熱水泵將除氧后的水一路送入環(huán)冷機區(qū)域鍋爐中壓水預(yù)熱器，一路送入大煙道區(qū)域中壓汽包。為了避免給水泵在啟動和低負荷運行時出現(xiàn)汽蝕，在給水泵與低壓一體化除氧汽包間設(shè)置了給水再循環(huán)管。6.1.2. 汽水取樣系統(tǒng)汽水取樣范圍包括熱力系統(tǒng)的給水、爐水及蒸汽品質(zhì)，取樣點均布置在集中取樣架上。本工程每臺鍋爐設(shè)有一套一體化取樣分析裝置。汽水取樣系統(tǒng)布置在鍋爐附跨。6.1.3. 排污系統(tǒng)每只汽包上設(shè)聯(lián)系排污定期排污，在鍋爐水系統(tǒng)的下聯(lián)箱設(shè)定期排污，排去適量的鍋爐污水以確保蒸汽品質(zhì)，每套鍋爐配置1臺連定期排污擴容器，排污擴容器布置在適當位置。6.1.4. 加藥系統(tǒng)為防止給水中存在微量鈣在汽包內(nèi)形

38、成堅硬的鈣垢。本工程采用爐水中加入磷酸三鈉的處理方法，使鈣與磷酸三鈉形成水渣并隨污水排出，同時可防止堿性腐蝕。本工程每套鍋爐設(shè)有一套爐內(nèi)加藥裝置。該裝置包括兩臺電動攪拌磷酸鹽溶液箱及四臺磷酸鹽溶液加藥泵，正常運行時加藥泵兩用兩備，加藥點設(shè)在鍋爐汽包上。6.1.5. 其它系統(tǒng)(1)系統(tǒng)功能疏放水系統(tǒng)-鍋爐本體范圍內(nèi)的各設(shè)備、管道的最低點應(yīng)設(shè)置疏、放水點，確保各下降管、水預(yù)熱器、蒸發(fā)器、過熱器等的進出口聯(lián)箱疏、放水的暢通。疏水閥位置應(yīng)便于運行操作。放氣系統(tǒng)-在系統(tǒng)的最高點，設(shè)置放氣點，當上水和啟動時，排去鍋爐內(nèi)空氣和不凝結(jié)氣體。放氣閥位置應(yīng)便于運行操作。排污系統(tǒng)-汽包設(shè)連續(xù)排污，在水系統(tǒng)的下聯(lián)箱設(shè)

39、定期排污，排去適量的鍋爐污水以確保蒸汽品質(zhì)。事故放水-當鍋爐汽包水位高于緊急水位時，打開電動事故放水閥，防止汽包滿水。電動事故放水閥的位置應(yīng)便于運行操作。蒸汽放散-當汽輪機故障或其他設(shè)備故障時，中壓蒸汽和低壓蒸汽能夠通過鍋爐的集汽箱實現(xiàn)緊急快速放散蒸汽，并配置消音器。充氮保護系統(tǒng)-鍋爐長時間停爐，汽水系統(tǒng)充氮保護。充氮系統(tǒng)在鍋爐本體內(nèi)管路及閥門，留出一個氮氣接口。氮氣氣源壓力為0.8MPa 。汽水取樣系統(tǒng)-鍋爐本體汽水取樣。包括取樣口至取樣冷卻器間管道、閥門等以及汽水取樣器。清灰系統(tǒng)-間斷操作，工作時能清除鍋爐受熱面的全部積灰。并提供清灰系統(tǒng)的型式及系統(tǒng)配置清單。6.2. 煙氣系統(tǒng)系統(tǒng)范圍：從燒結(jié)環(huán)冷機頂部余熱回收口開始至燒結(jié)環(huán)冷機底部回風口為止。燒結(jié)室底部大煙道設(shè)置中壓蒸發(fā)器，此處煙道需進行局部改造。注：因沒有現(xiàn)場的詳細布置圖，煙