烧结环冷机余热发电系统的设计与研究

2022-09-10

有两种方式使用余热冷却烟气:一是使用功率, 另一种是利用热, 即使用余热预混合, 加热等。从能源效率的角度来看, 利用能源梯级, 电力是最有效的方式使用余热, 可以有效地降低电力成本。

1 烧结环冷机发展现状

1.1 传统烧结环冷机

传统烧结环式冷却器常见问题, 漏率高, 平均漏率30%, 达50%以上就非常严重, 造成巨大的能源浪费同时冷却效果不好;发生故障的可能性更高, 难以适应烧结厂97%~98%的开工率和具体的工作要求;余热利用率和余热发电效果差, 无法满足精细华管理的相关需要, 不能满足环保要求。

传统的烧结环冷机对设备的精度和技术含量要求都很高, 而现场的安装质量对于设备的质量是最重要的保证。由于缺乏安装精度, 许多环形冷却器的故障率比较高, 如心脏的三轨旋转部件。设备在有问题的情况下工作将导致额外的负载增加, 从而导致严重的问题, 如轨道水平, 车轮, 轨道磨损和撕裂。在设备制造和安装过程中, 应力的释放会使设备使其变形, 从而降低设备实际的使用精度要求, 如H型梁的旋转框架的使用, 焊接和装配成多边形结构, 焊接应力场, 应力释放会导致设备变形。密封部位全部为结构构件, 当制造精度不足会引起注意等问题时, 在使用接头时容易形成高、低钢, 传统的密封膜撕裂、泄漏、烧结冷却等不完全燃烧带等故障。另外, 传统的环冷机机架刚度比较小, 设备运行一段时间也容易变形, 因为车架不规则造成了很多故障。

上述因素是余热利用率低, 发电不能满足设计要求。在钢铁企业烧结机, 2016年的情况下, 余热发电的比例是8.6, 与蒸汽发电是的13.8kwh。

1.2 多功能高效烧结环冷机

目前, 烧结技术的发展要求冷却设备要同时具有节能环保和余热回收等功能。北方创造造粒工艺和烧结环冷却技术相结合, 汽车结构, 密封, 温度控制, 空气控制进行了大量的研究工作。通过对比、反复长时间分析、论证研究、多功能高性能烧结环冷却装置。

主要设备包括驱动装置, 旋转部件, 辊, 压力辊, 侧块轨道装卸安全装置, 密封装置, 料斗, 中心, 测量装置, 料斗, 料斗, 波纹管, 烟囱和辅助设备, 包括板;粉末集中润滑系统, 物料搬运系统, 智能化等。

2 烧结机余热利用改造内容及技术方案

2.1 烧结机环冷余热改造内容

第一部分:对废气再循环320~380℃冷却器的温度, 第二段的废气温度:220度至260度, 环冷机1高温烟气通过烟道进入重力沉降器前, 然后进入锅炉烟气进口温度高;直接进入锅炉低高温烟气入口通过烟气高温烟气的第二阶段。烧结预热铅封I段。循环冷却器第一部分、第二节密封圈、环形冷却器均在波纹管下, 下进气管和密封在改造范围内, 冷态放电温度不超过120℃。

2.2 凝结水经除氧后, 成为合格的锅炉给水

将水送至二者, 一路通过降液管低压蒸发器, 循环水热, 低压脱气器升回至与蒸汽水混合的管中;低压除氧器蒸汽过热器饱和蒸汽进入废热锅炉分离后, 蒸汽在低压过热器中;过热蒸汽通过低压过热头, 经过低压蒸汽管网的汇合后, 统一到蒸汽轮机的电站;水锅炉给水泵, 先进入热介质压力节能器, 中压蒸汽袋废热锅炉, 高压水鼓。上升管和下降管, 蒸汽管下水管用于中压蒸发器吸收热量, 由上升管送回滚筒, 鼓式磁选机, 饱和水进入下一个循环, 中压饱和蒸汽过热器, 过热, 中压过热蒸汽中压蒸汽管送到一起, 统一电站, 作为主蒸汽轮机。

2.3 采取梯度方式利用余热, 实施多炉带一机措施

在热理论中, 所有的不可逆过程都在降低能量水平的方向上, 传热效率与残余热温度密切相关。因此, 结合理论, 钢铁企业应坚持合理的原则, 充分利用梯度余热。烧结系统的部分将有较高的传热温度的发电。由于温度降低, 当温度处于中间位置时, 可用于燃烧空气点火炉等。当温度过低时, 可用于烧结材料的干燥。通过将温度分成若干等级, 可以充分利用废热。

钢铁企业更多的烧结设备, 距离不远。为了提高设备的运行效率, 可以在两个设备之间建立一组涡轮发电机组。在日常运行过程中, 如果设备关闭, 可以使用另一台设备继续加热和发电, 提高发电的稳定性, 可以有效地避免炉子问题, 充分利用热量。目前, 中国已投产三套烧结余热发电系统, 包括马鞍山钢铁有限公司两台一体炉。

当前的情况下, 余热发电的实际发展现状不太好, 主要是由于有限的产能扩张, 所产生的价值一般不高, 用户无法衡量能源效率;其次, 设备的可靠性无法保证, 使用中不可未知的影响因素较多, 同时缺乏统一的技术标准。余热发电项目的实施往往有各种各样的问题, 而这些问题的解决也不是一朝一夕就可以解决的事情, 这种现状阻碍了余热发电项目的推广。目前我国正在逐步解决的技术问题, 中国的工业余热发电项目将有广阔的市场前景。

摘要：中国的化石燃料为主的能源消费结构是不可持续的, 同时在生产使用的过程中, 对环境有重大影响。特别是近年来, 随着经济的不断发展, 人们一直被雾霾天气困扰, 给人们的身体健康带来严重的危害, 同时加重了社会经济发展的负担。因此新技术的研究和开发已成为战略发展的重要方向, 充分利用现有的废气, 余热, 提高效率和余热利用工业过程已成为实现节能, 可持续发展的必要手段之一。也可以有效减少环境污染所带来的危害, 是一件李果利民的好事。

关键词：烧结余热,回收利用,发电