钢铁企业烧结余热利用与发电技术.doc

钢铁企业烧结余热利用与发电技术（一）
发布:2009-11-3011:14|编辑:HYPERLINK"http://www.cementren.com/1669/"水泥股|查看:1000次
摘要:
钢铁企业烧结工序的能耗仅次于炼铁工序，一般为钢铁企业总能耗的10％～20％。我国烧结工序的能耗与先进国家相比有较大差距，每吨烧结矿的平均能耗要高20kgce。在烧结工序总能耗中，有近50％的热能以烧结机烟气和冷却机废气的显热形式排入大气，即浪费了热能又污染了环境。据日本某钢铁厂热平衡测试数据表明，烧结机的热收入中烧结矿显热占28.2%、废气显热占31.8%。可见，烧结厂余热回收的重点为烧结废(烟)气余热和烧结矿(产品)显热回收。烧结余热也是目前我国低温余热资源应用的重点。
一、烧结余热利用方式与现状
烧结余热主要利用方式有（1）在点火前对烧结料层进行预热；（2）送到点火器，进行热风点火；（3）实行热风烧结，回收烧结过程的热量和成品矿显热，降低烧结能耗；（4）利用余热锅炉回收烧结或冷却热废风，所产蒸汽用于预热烧结混合料或生活取暖等，或者进行蒸汽升值发电。
目前，我国大型烧结厂普遍采用了余热回收利用装置，但多数中、小烧结厂的余热仍未得到有效利用。国内重点大中型企业，钢铁协会会员单位在2006年钢铁协会调研时，只有不到三分之一的烧结机配备了烧结余热利用设备，大部分是蒸汽回收并入全厂动力蒸汽管网，很少利用余热发电的。近年来，随着低温烟气余热锅炉技术和低参数补汽式汽轮机技术的发展，使低温烟气余热发电成为可。
二、烧结余热利用与发电技术
目前我国烧结余热利用的重点和难点在于：由于存在漏风率高导致废气温度降低，又要保证进入除尘器前废气温度在露点以上等原因，回收利用烧结余热较困难。因此，如何降低漏风率以提高烧结机烟气温度，以及在保证烧结废气除尘所需温度条件下，实现烧结机尾部高温段废气显热回收？烧结余热蒸汽发电核心技术的消化吸收和本土化，是烧结余热回收的重点。如开发此技术将烧结矿余热充分利用，则钢铁行业年可节约能源约900万吨标准煤。烧结余热发电是利用低温余热的一个有效途径，但目前来说应用很少，且存在一些问题，在运行过程中，由于烧结机和环冷机工况发生变化时，余热回收系统的工作参数也将随之变动，输出的蒸汽压力、温度、流量也将发生变化，从而影响发电机组的运行效率。所以在烧结机冷却机废气显热回收总体方案设计与系统集成技术中，重点是开发余热发电系统的稳定运行调控技术。带冷机余热回收方案见下表：

名称高温段中温段低温段温度/℃450-300300-200200-150回收方式热交换直接利用直接利用用途余热发电热风烧结，热风点火料矿预热，原料从烧结机尾部风箱排出的废气,温度可达300度左右,从烧结机卸下的热烧结矿温度一般在600—750度之间,当热烧结矿在在冷却机的前段用空气冷却时,也可产生300度以上的热废气,这两部分热废气所含的热量大约相当于每吨烧结矿0.4—0.5GJ,占整个烧结矿热能消耗的23--28%,是烧结工艺中一项较大的余热资源,在日本已经对这部分余热资源通过安装粗除尘器和余热锅炉发生蒸汽进行了较充分的利用,,日本有8台烧结机回收这部分余热,回收热量达每吨烧结矿105MJ,相当于3.6公斤标准煤。和歌山等厂回收的蒸汽为每吨烧结矿约20公斤。见下表：日本烧结废气余热回收设备操作指标。
厂名和歌山NO.5小仓NO.3鹿岛NO.2投产年月1981.91981.101981.12烧结矿产量T/D3648491610013烧结矿焦耗KG/T49.942.744.7锅炉入口废气温度296328186锅炉出口废气温度207216162回收蒸汽T/H3.54.21.5回收蒸汽T/吨21.418.73.6驻马店南方钢铁公司烧结矿焦耗68.6kg/t。
日本采用鼓风环冷方式冷却烧结矿,冷却机料层厚度800--1600MM,环冷机出来的废气温度为250--450度,各大钢铁公司都有烧结矿余热利用技术:
(1)新日铁,1979年在入幡厂建成世界上第一台烧结矿低温余热透平,发电能力5700千瓦该装置是利用鼓风环冷机的300--400度的废气(35万标立米/时)获得250度的热水(约140吨/时),用它驱动透平发电。排出的蒸汽经汽水分离后,蒸汽(压力0.596MPA,25.6吨/时)进入闪蒸透平的第一级,热水经逐段闪蒸(降压蒸发)后,顺序进入透平的后三段,透平共有6级。
热水透平的效率虽然比蒸汽透平低，但是热水的回收率高，回此这种热水发电方式对大量的中低温余热源来说，还是很有前途的。另外，该系统是用水作工质，其成本比有机工质便宜得多，为了进一步提高效率，可采用蒸汽－－热水混合喷射透平，也可考虑与热水供应系统结合，组成复合系统。
(2)新日铁君