淺析邯鋼西區(qū)燒結余熱發(fā)電技術應用論文
關鍵詞：廢氣余熱回收；燒結余熱發(fā)電：環(huán)保節(jié)能效益
摘要：介紹邯鋼西區(qū)燒結雙壓余熱鍋爐及雙壓補汽式汽輪機余熱發(fā)電技術，此發(fā)電技術不需要消耗一次能源，不產(chǎn)生額外的廢氣、廢渣、粉塵和其它有害氣體；且大幅度減少環(huán)冷機對空排放的熱量，減少熱污染效果顯著，具有充分利用低溫廢氣、變廢為寶、凈化環(huán)境的多重意義。
前言
在鋼鐵生產(chǎn)過程中，燒結工序的能耗約占總能耗的10%，僅次于煉鐵工序，位居第二。在燒結工序總能耗中，有近50%的熱能以燒結機煙氣和冷卻機廢氣的顯熱形式排入大氣。由于燒結環(huán)冷機廢氣的溫度不高，僅150~450℃，加上以前余熱回收技術的局限，余熱回收項目往往給人以“造價高，發(fā)電少，回收年限長”的印象，長期以來被人們忽略遺忘。
1、邯鋼燒結環(huán)冷機余熱回收班義
環(huán)冷機余熱的回收，是通過環(huán)冷煙氣低溫余熱鍋爐回收煙氣的低品味余熱能源，結合低溫余熱發(fā)電技術，用余熱鍋爐的過熱蒸汽來推動低參數(shù)的汽輪發(fā)電機組做功發(fā)電的最新成套技術；其與火力發(fā)電相比，不需要消耗一次能源，不產(chǎn)生額外的廢氣、廢渣、粉塵和其它有害氣體；它是當前工業(yè)企業(yè)節(jié)能和環(huán)保要求下的必然趨勢和產(chǎn)物，具有充分利用低溫廢氣、變廢為寶、凈化環(huán)境的多重意義。具體來講環(huán)冷余熱回收的意義體現(xiàn)在如下幾個方面：
1）利用燒結環(huán)冷機煙氣余熱發(fā)電，部分代替來自電網(wǎng)的以化石燃料為能源的供電量，從而起到減少溫室氣體排放的效果；
2）降低邯鋼燒結工序能耗，促進資源節(jié)約，降低邯鋼的單位產(chǎn)值的能耗，增加企業(yè)的效益；
3）有利于企業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標的實現(xiàn)，減少當?shù)赜沙Ｒ?guī)火電廠帶來的S02，NOX、粉塵之類的大氣污染物，有助于改善當?shù)氐哪茉唇Y構，提高能源安全。
2、邯鋼新區(qū)燒結余熱發(fā)電技術
邯鄲鋼鐵廠邯鋼新區(qū)2條燒結生產(chǎn)線，每條燒結生產(chǎn)線配置1臺360m2燒結機和1臺415m2環(huán)冷機。每臺環(huán)冷機配置5臺相同的鼓風機，每臺鼓風機風量為45。3~48。4X104Nm3/h，風壓約為3648~—4070Pa，上述鼓風機的送風穿透環(huán)冷機上礦料料層，礦料被冷卻到150~200℃后送入下一道工序；冷風和礦料換熱后變?yōu)?50~150℃的熱煙氣，分別排向大氣，上述熱煙氣中含有的一定數(shù)量的礦物粉塵也隨之排向空中。為利用鋼鐵廠燒結環(huán)冷機所產(chǎn)生的廢氣的顯熱，邯鋼新區(qū)燒結配置2套68t/h雙壓低溫余熱鍋爐，和1套25MW低溫補汽凝汽式汽輪發(fā)電機組，將廢氣通過余熱鍋爐回收熱量而產(chǎn)生的過熱蒸汽，用于汽輪發(fā)電機組發(fā)電。
2.1燒結環(huán)冷機煙氣系統(tǒng)。燒結環(huán)冷機原有22個相通的風室，燒結余熱發(fā)電工藝將其1#~5#風室（對應1#風機）和6#~10#風室（對應2#風機）的煙氣收集起來，分別從通過煙氣系統(tǒng)的1#和2#煙道進入余熱鍋爐，作為余熱鍋爐的熱量來源。
在1#風機范圍內(nèi)的排氣煙道上設置1座沖擊擋板沉降式除塵器，1#和2#鼓風機范圍內(nèi)煙氣共用1臺循環(huán)風機（液力偶合器調(diào)速）和1座備用排空煙囪，并在每套余熱鍋爐的煙氣系統(tǒng)上分別設置3套三通擋板門，以利于余熱回收系統(tǒng)故障時隨時隔離余熱回收系統(tǒng)，保證燒結生產(chǎn)的正常進行。
循環(huán)風機出口風（I#，2#環(huán)冷風機作備用）通過環(huán)冷機被加熱到4000C左右后，分別通過擋板門引入到余熱鍋爐，（當余熱爐故障時擋板風門可切換到排空），1#，2#被加熱的煙風在進入余熱爐之前先以簡易擋板式除塵器簡單除塵（除塵50%）。通過余熱爐熱后煙氣被降為1500C左右。通過除塵器除塵之后，經(jīng)循環(huán)風機通過閘板門再次進入環(huán)冷機，當余熱爐故障時閘板門關閉，環(huán)冷機需要的冷卻風仍從原1#。2#環(huán)冷風機入口。
循環(huán)風機入口前需要再補充15%的冷風進入，以使進入環(huán)冷風的風量能達到原來的數(shù)值。
2.2燒結余熱發(fā)電工藝參數(shù)：邯鋼新區(qū)燒結配置2套68t/h雙壓低溫余熱鍋爐QC400（400）/450<350）—70<20）—2.35（0。49）/425（230）型余熱鍋爐，為雙壓無補燃自然循環(huán)鍋爐，適用于燒結環(huán)冷機排氣煙氣的余熱回收及除塵。 本鍋爐采用塔式布置（緊身密封），當鍋爐進入工作狀態(tài)時，煙氣水平流向鍋爐頂部的入口轉角煙道，依次流經(jīng)本體各受熱面，經(jīng)換熱后的煙氣從鍋爐底部排出。
本鍋爐的汽水系統(tǒng)由前述各受熱面管箱、高壓鍋筒、低壓鍋筒、減溫器、過熱器集汽集箱所組成。鍋爐的給水（凝結水）經(jīng)各自的給水操縱臺進入省煤器加熱后，接近飽和溫度的水進入鍋筒，鍋筒內(nèi)的水經(jīng)下降管進入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器內(nèi)受熱后成為汽水混合物又回到鍋筒（分離器），在鍋筒（分離器）內(nèi)進行汽水分離，分離下來的水回到鍋筒的水空間，飽和蒸汽則通過飽和蒸汽引出管被送到過熱器，飽和蒸汽在過熱器內(nèi)被加熱成過熱蒸汽，然后經(jīng)減溫器調(diào)溫，達到規(guī)定的蒸汽溫度后，經(jīng)主汽管送入汽輪機。
3、燒結余熱發(fā)電環(huán)保節(jié)能效益
燒結冷卻風機目前共有10臺，按以前工藝流程，廢氣均不經(jīng)處理，直接向大氣排放。燒結余熱發(fā)電工藝的廢煙氣排放由開式改為閉式，進入余熱爐的煙塵原則上不排放，燒結余熱發(fā)電工藝上馬后，每臺每小時可減排7。7t/h，按年運行8000小時計算，2套燒結機每年可減排12.32萬t煙塵。
燒結余熱發(fā)電工藝為了減少循環(huán)風機的的磨損，環(huán)冷機排出的冷卻風進入了循環(huán)風機前均進行了除塵，綜合除塵效率大約為80，按鍋爐含塵量lOg/m3，總煙氣量770100m3/h計算，2臺余熱鍋爐煙塵（主要為鐵砂）收集量12.32t/h。每年可收集鐵砂9。856萬噸。
4、邯鋼燒結余熱發(fā)電工藝兵。如下特點和優(yōu)勢
1）燒結余熱發(fā)電工藝采用環(huán)冷機廢煙氣余熱回收發(fā)電，不但不需要消耗任何化石燃料，而且邯鋼集團燒結環(huán)冷機余熱發(fā)電工程大幅度減少環(huán)冷機對空排放的熱量，減少熱污染效果顯著。
2）余熱鍋爐尾氣返送進環(huán)冷機循環(huán)利用，一方面提高了鍋爐的進口煙溫，增大了鍋爐的蒸發(fā)量，增加了汽輪發(fā)電機組的發(fā)電量：另一方面阻止了環(huán)冷廢氣中礦塵的向空排放，對環(huán)境保護起到重要作用。
3）余熱利用煙氣系統(tǒng)帶100%旁路系統(tǒng)，若余熱鍋爐發(fā)電機組出現(xiàn)故障，控制系統(tǒng)可快速的啟動原1#，2#環(huán)冷風機，同時關閉煙囪上煙氣切換擋板門，切換到原有工況下運行，充分保證燒結主工藝的安全和正常運行。
4）鍋爐采用雙通道煙氣進氣系統(tǒng)，高溫煙氣經(jīng)部分高壓受熱面換熱，低溫煙氣經(jīng)部分低壓受熱面換熱，高溫煙氣煙溫降至與低溫煙氣相當后，兩股煙氣混合再與其余的受熱面換熱，充分利用煙氣的不同品質(zhì)，實現(xiàn)煙氣熱能的梯級利用，提高能源回收效率。
5）采用雙壓余熱鍋爐及雙壓補汽式汽輪機。燒結余熱發(fā)電工藝采用雙壓余熱鍋爐，熱能回收效率在各種余熱回收方案中是效率最高的，可以最大幅度地回收環(huán)冷廢氣中的熱量；雙壓補汽式汽輪機可以充分利用余熱鍋爐產(chǎn)生的過熱蒸汽，提高發(fā)電。
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