烧结机点火炉节能技术论文

摘要：文章介绍了汉钢烧结通过设备改造、改善工艺，成功促使烧结工序能耗由59.30kgce/t降低至47.18kgce/t。关键词：烧结；工序能耗；设备改造；改善工艺1概述节能降耗无论是对增加企业的市场竞争力，还是对企业的持续发展来说都具有十分重大的意义。以下是小编精心整理的《烧结机点火炉节能技术论文(精选3篇)》，仅供参考，希望能够帮助到大家。

烧结机点火炉节能技术论文 篇1：

PID自动控制技术的应用

【摘要】烧结360m2烧结机点火炉，基于PID自动控制技术，利用点火炉膛检测的点火温度，通过对煤气、空气管道改造，实现烧结机点火炉温度控制模型，达到降低煤气消耗的节能减排目标。

【关键词】节能减排；PID控制；点火炉；快截阀；调节阀；点火模型；施耐德PLC

1、前言

在国家“十二五”规划中，把能源消耗降低和主要污染物排放总量减少确定为国民经济和社会发展的约束性指标，节能减排作为调整经济结构、加快转变经济发展方式的重要方向和突破口。为确保实现“十二五”节能减排约束性目标，促进经济发展方式转变，建设资源节约型、环境友好型社会，增强可持续发展能力，企业必须采取有效措施，保证国家节能减排目标的实现。

近几年，国内外烧结点火技术发展迅速，点火热耗大幅度降低，全国各钢铁企业对烧结点火炉不仅在结构上，而且在控制上都采用了新技术，这些技术的应用，对降低点火炉煤气消耗起到了积极地作用。

2、PID控制器

2.1PID控制原理

PID控制应用范围广，使用灵活，已有系列化产品，虽然很多工业过程是非线性或时变的，但通过对其简化可以变成基本线性和动态特性不随时间变化的系统，这样PID就可控制了。其次，PID参数较易整定，其参数Kp，Ti和Td可以根据过程的动态特性及时整定。如果过程的动态特性变化，例如可能由负载的变化引起系统动态特性变化，PID参数就可以重新整定。

典型的PID模型控制系统如图1所示。

图中sp（t）是给定值，pv（t）为反馈量，c（t）为系统的输出量，PID控制器的输入输出关系式为：

即输出=比例项 + 积分项 + 微分项 +输出的初始值，式中，M（t）是控制器的输出，误差信号e（t）=sp（t）—pv（t），是回路输出的初始值，Kc是PID回路的增益，TI和TD分别是积分时间常数和微分时间常数。

式中等号右边前3项分别是比例、积分、微分部分，它们分别与误差、误差的积水和微分成正比。如果取其中的一项或两项，可以组成P、PD或PI控制器。需要较好的动态品质和较高的稳态精度时，可以选用PI控制方式；控制对象的惯性滞后较大时，应选择PID控制方式。

2.2PID控制模式

可编程序控制器对模拟量进行PID控制时，可以采用以下三种方法：PID过程控制模块、自编的程序实现PID闭环控制和PID功能指令。

烧结360M2烧结机点火炉系统采用施耐德PLC的PID功能指令，它们实际上是用于PID控制的子程序，与模拟量输入/输出模块一起使用，可以得到类似于使用PID过程控制模块的效果，而且价格便宜得多。

3、点火炉

3.1点火炉作用

烧结是在含铁原料中加入熔剂（白云石、白灰、石灰石）和燃料（焦粉或无烟煤粉）经点火炉点火，在抽风的作用下，生成一定的液相，把各种颗粒粘接在一起，冷却后生成烧结矿的过程。

烧结点火炉有两个作用：一是将台车表面混合料中的燃料点燃，并在抽风的作用下继续往下燃烧产生高温，使烧结过程得以正常进行；二是向烧结料层表面补充一定热量，以利产生熔融液相，使之粘结成具有一定强度的烧结矿。点火参数包括点火温度、点火时间、点火热量、点火深度等，这些参数合适与否对烧结生产来说至关重要。

3.2点火炉控制模型

3.2.1国内点火炉燃烧控制普遍采用以下三种控制模式：基于炉膛温度的煤空比例串级控制模式；单位时间单位面积所提供热量的点火强度控制模式；基于煤气量设定值的煤空比例控制模式，这些控制均在上位机上实现调节控制。

3.2.2点火温度控制，即台车单位面积燃烧所需热量，其对应的煤气耗量作为煤气流量调节单元的煤气流量设定值进行点火燃烧控制。

Fs = Tk×P5×Pw×60

Fs：煤气流量设定值（m3/h）

Tk：点火强度设定值（m3/h）

P5：台车速度（m/min）

Pw：台车宽度（m）

3.2.3点火温度煤空气比例串级控制

操作人员在CRT画面上设定点火炉温度控制的指标值，PLC根据该设定值和点火炉温度的测量值进行PID控制运算，其控制输出作为煤气流量调节单元的设定值。空气流量调节单元的设定值由煤气流量设定值经比例环节的控制运算后得到，再与空气流量测量值进行比较，经过PI运算，输出控制信号给空气流量调节阀，调节空气流量。

点火炉温度设计参数标准<1400℃，实际控制范围1050±100℃，实际温度与设定温度相比小于20度，PID比例调节系数P为0.01，PID比例调节系数为0.1，PID调节阀门开度，其中SP为温度设定值，PV为温度测量值，该控制过程就是将煤气、空气调节阀门进行控制。其系统控制如图2：

4、基于PID控制的点火炉系统改造

4.1点火炉本体设备改造

点火炉系统的设备主要有：点火炉、保温炉、煤气调节阀、煤气的快速截断阀门、空气调节阀、测温仪器和测量压力仪器等。一烧结点火炉改造后设备采用：煤气管道?350mm，调节阀W12220K、快截阀W73220、检测压力点2个；空气管道?500mm，快截阀W73220、检测压力点1个；点火炉膛检测温度点2个、检测压力点1个。

4.2PLC控制系统硬件配置

为了配合此次点火炉控制系统，在原有计算机双环网不变的情况下，对烧冷仪控PLC系统进行改造，配置如下：140CPS11420、140CPU43412A、140CRP93200、140NOE77100、140NOE77100。

4.3系统改造效果

烧结点火炉改造后，操作人员不再需要到现场手动操作煤气、空气的调节阀门，不仅提高了煤气消耗的控制精度，而且大大降低了操作人员的劳动强度，其上位机操作示意图如下：

4.4煤气消耗对比

单位：GJ/t

改造前 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月

0.130 0.133 0.131 0.132 0.131 0.130 0.134 0.136 0.135 0.133

改造后 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月

0.102 0.105 0.107 0.102 0.106 0.108 0.109 0.110 0.108 0.107

5、展望

烧结点火炉PID控制系统改造，目前不仅能够提高烧结矿产量质量，降低煤气消耗，而且能够延长点火炉使用寿命，每年可为公司增效50多万元。不论是企业经济效益，还是社会效益都取得了很大成绩。但是，随着该系统运行时间延长，煤气热值的变

参考文献

[1]白志刚编著.《自动调节系统解析与PID整定》.化学工业出版社，2012-7-1

[2]黄友锐 曲立国著.《PID控制器参数整定与实现》.科学出版社，2010-1-1

[3]梅丽凤主编.《电气控制与PLC应用技术》.机械工业出版社，2012-3-1

[4]郑阿奇，徐斌编著.《施耐德PLC应用技术》.电子工业出版社，2011-2-1

[5]龙红明主编.《铁矿粉烧结原理与工艺》.冶金工业出版社，2010-8-1

[6]肖扬，段斌修，吴定新主编.《烧结生产设备使用与维护》.冶金工业出版社，2012-3-1

作者：李韬

烧结机点火炉节能技术论文 篇2：

降低烧结工序能耗生产实践

摘 要：文章介绍了汉钢烧结通过设备改造、改善工艺，成功促使烧结工序能耗由59.30 kgce/t降低至47.18 kgce/t。

关键词：烧结；工序能耗；设备改造；改善工艺

1 概 述

节能降耗无论是对增加企业的市场竞争力，还是对企业的持续发展来说都具有十分重大的意义。烧结工序作为钢铁生产中的重要环节，其工序能耗约占钢铁生产总能耗的10%[1]，工序能耗成本约占烧结矿总成本的9.3%。

因此作为烧结工作者，在确保烧结矿质量的前提下，通过降低工序能耗以促进烧结矿成本降低一直是我们攻关的方向和追求的目标。

烧结工序能耗主要包括固体燃料、煤气、电、水、蒸汽、氮气、压缩空气等消耗。其中固体燃料、煤气、电约占烧结总能耗的97.5%，为此，汉钢烧结自投产以来，以降低上述三项指标消耗为主要目标，通过设备改造、改善工艺进行挖潜降耗，降低成本。

2 设备改造

2.1 主抽风机变频改造

主抽风机是烧结厂用电最大的设备，其电耗一般占烧结用电的50%。烧结过程中，由于原料配比或过程变化等各方面原因会引起工况波动，需要对主抽风机风量进行调节，我厂初期通过调节主抽风门来调整主抽风量，这种方式必然不能达到节能降耗的目的。

鉴于此种情况，我厂对烧结一、二期主抽四台风机进行了变频改造，由传统的风门开度调节风量改为调整主抽工作频率调节风量，有效节约了烧结电耗。随后，又对一、二期机尾除尘和筛分除尘这三台功率较大的风机进行变频改造，减少了电量消耗。见表1。

2.2 余热发电

烧结过程中排放的热量约占总能耗的49%，在冷却过程中，每吨烧结矿通过冷却空气带走的热量约为0.55～0.63 GJ，占烧结总能耗的30%左右[2]。我厂于2014年建成余热发电项目，分别对环冷机一、二段热废气以及大烟道机尾后5个风箱处的热废气进行回收，通过余热循环风机进行余热发电，最后又通过余热循环风机将冷却后的低温废气送回至一、二段环冷机以及大烟道中部继续使用，不仅实现能源二次利用，同时改善了现场作业环境。

余热发电项目投用后，为提升环冷中烟气热量，烧结一、二期环冷各关闭一台冷却风机，降低电单耗1.6 kWh/t，同时因余热回收补偿工序能耗约10 kgce/t。

2.3 环冷密封改造

我厂一期环冷机为台车底部鼓风冷却，台车与风箱之间采用胶皮密封。在环冷余热发电投用后，胶皮易在高温段发生变形脱落，造成密封效果差，冷却效率下降，降低余热发电效率，导致环冷风机电单耗增加。

针对以上问题，我厂对一烧环冷机进行包容式机械密封改造。由固定在台车底部的动滑道和环冷机机架上的静滑道在弹簧压紧力的作用下相互贴紧，达到密封效果。经过投用验证，此处改造达到预期效果，环冷机漏风率降低90%以上，风机可以降低负荷运行，冷却效率提高30%以上，同时热风回收率高，蒸汽锅炉的产气量因此增加1 t/h，余热发电量也因此提升，年产生效益400万元左右。

2.4 更换新式点火炉

我厂两台烧结机投产时使用的点火炉由于质量问题频繁出现预制块下沉及炉顶漏火现象，每次检修都要对漏火点重新浇注、耗工耗时，且在使用期间煤气消耗高达20 000 m3/h，煤气消耗较高。

针对上述因素，我厂利用停机大修时机，分别对两台烧结机的点火炉进行了更换。此次更换改变了旧点火方式，降低了炉膛高度，重新对烧嘴进行合理排布配置，同时利用点火前约2 m2的面积对烧结料进行预热，提高点火可靠性；并将点火炉延长2 m，给烧结矿提供了足够保温时间。新式点火炉使用后，煤气消耗降至16 000 m3/h，月节省成本约20万元。

2.5 烧结机抽风面积扩容

受原料中粉矿比例低以及漏风大的影响，烧结机利用系数最高仅为1.21 t/m2·h，不利于烧结矿入炉率提升以及工序能耗降低。为此我厂陆续将两台烧结机尾部密封板后移1.5 m，烧结有效抽风面积因此提高5 m2。据初步统计，烧结矿产量每月可因此提升约8 000 t，工序能耗降低0.12 kgce/t。

3 改善工艺

3.1 厚料层操作

料层厚度增加，料层整体的蓄热能力增加，有利于燃料的充分利用，降低燃料消耗。同时下层烧结矿可以获得更高的烧结温度，生成更多的液相，粘结相的增多，有助于提高烧结矿整体强度。

厚料层操作主要受制于透气性差的影响，为此烧结厂采取了以下措施：

①加大粒度较大的粉矿配加比例，粉矿配比由最初的35%提升至65%，提高混合料的透气性；

②对二次配料返矿洒水，以增强其成球核心作用，并多次调整制粒机转速，提升混合料3 mm～5 mm粒级；

③改进平料器，在平料器前后方两端分别加装小托辊作为压料辊和制粒机废旧衬板压条作为小平料器，这样做一方面可以增加台车两侧的压料强度，抑制台车边缘效应，另一方面可以进一步平整料面，有利于实施厚料烧结；

④加大七辊布料器日常维护，确保混合料粒度偏析布料；

⑤将铺底料厚度由70 mm下调为40 mm， 从而降低铺底料单耗，避免成品烧结矿再次参与物料循环。

⑥将点火温度从1 050 °降低到950 °，防止料面过熔，依靠厚料层的自蓄热能力，同时也降低了煤气消耗。

通过上述优化措施，料层的透气性得到明显改善，料层厚度由600 mm提高到750 mm，流量最高达到了540 t/h，利用系数达到1.41 t/m2·h，同时降低固体燃料消耗约15 kg/t，均达到投产以来的最好水平。目前，我厂正在向800 mm的料层厚度攻关。

3.2 混合机加装热水箱

混合料温度是制约烧结生产的一个重要因素，如果混合料料温达到露点（65 ℃）以上，能显著减少料层中水蒸气冷凝形成的过湿现象，有效降低过湿层厚度和过湿层对气流的阻力，改善料层透气性，提高烧结生产率和降低燃料用量。

鉴于此，我厂设计建造混合机热水箱，采用蒸汽将水箱内水温加热至 v90 ℃，然后再通过输送泵输送至混合机加水管，不仅稳定了加水压力，同时促使混合料温度由40 ℃提升至55 ℃，最高近 65 ℃，燃料综合配比因此降低约0.2%，降低固体燃料消耗约3 kg/t。

3.3 热风烧结

针对烧结机上部料层热量相对不足的情况，从点火炉助燃空气管道引出富余热空气至点火炉后的保温罩里，使通过料层的气流温度升高，上部料层的烧结温度升高，减少了上、下层的温差，同时降低了固体燃料消耗，返矿率也得以降低。热风烧结投用后，固体燃料消耗降低了2.1 kg/t，返矿率降低1%，年产生效益512万元。

4 取得的效益

汉钢烧结降低工序能耗前后对比，见表2。

5 结 语

汉钢烧结是一个年轻的企业，通过近三年的努力，成功促使烧结能耗由59.30 kgce/t降低至47.18 kgce/t，取得了良好的经济效果。

参考文献：

[1] 毛艳丽.烧结工序节能降耗的技术措施[J].冶金能源，2010，（9）.

[2] 周裕斌.攀钢烧结节能降耗措施[J].四川冶金，2012，（1）.

作者：王轶韬　陈乾　王志春

烧结机点火炉节能技术论文 篇3：

浅谈钢铁厂烧结工艺的节能环保设计

摘 要：近几年来，钢铁行业产能过剩严重，整个行业的竞争环境日益恶劣，经济效益大幅滑坡，影响了行业的进一步发展，同时也给国家的节能环保造成重大压力。钢铁厂的烧结部分是能量消耗的主要环节之一，通过技术创新，积极改进钢铁厂烧结工艺是钢铁厂实现节能环保的重要途径之一。文章对烧结工艺的节能环保设计进行了介绍。

关键词：钢铁厂；烧结工艺；节能环保设计

1 钢铁厂烧结工艺

钢铁厂的烧结是原材料加工成钢铁的重要步骤，它通过烧结机将各种矿石依据高炉的需要加入一定的熔剂、燃料，通过点火燃料燃烧，在抽风作用下，在燃料提供热量下，将各种矿石通过液相粘结形成具有一定粒度的烧结矿，供高炉使用。一般来说，钢铁厂的烧结工艺流程主要包括烧结前原料的预混处理，配料、混合加水、布料、点火、烧结、冷却、整粒等环节。通过烧结工艺的创新设计，使得烧结工艺更加适应原材料的特性，保证烧结过程中产品的质量以及更进一步的节能、环保。

2 烧结工艺节能设计

我国大部分钢铁厂都是以烧结矿作为高炉的主要炉料，烧结能耗是钢铁工业耗能的重要部分，主要包括固体燃料、点火燃料、电能消耗等。所以，烧结环节要真正做到节能环保，就需要在以下几个方面进行设计。

2.1 降低固体燃料消耗

一是实施厚料层烧结技术。由于烧结过程中，厚料层烧结自动蓄热效果更高，可以有效降低燃料配比；烧结过程的边缘效应的比例降低，有利于烧结成品率的提高，单位产品消耗的燃料降低。所以应该在机器设备允许的范围内逐步增高烧结机结料层的厚度。二是科学回收利用生产过程中的含碳粉尘。钢铁企业在烧结以及其它环节中会产生大量的含铁、含碳粉尘，通过控制粉尘中的有害杂质，在烧结环节采用混匀矿、小球烧结等方式加以利用，既代替了一部分固体燃料（例如焦粉），又回收了铁、碳等原材料。三是采取措施改善固体燃料的燃烧效果和性能。固体燃料的不完全燃烧是烧结热能损失的重要原因，可以通过控制燃料粒度以及粒度分布来改善烧结过程中的传热和燃烧速度，从而有效减少不完全燃烧比例。另外，还可以进行燃料结构、燃料投入方法的合理选择，改善燃料的燃烧环境；同时，积极利用催化剂助燃，使得固体燃料充分燃烧。四是强化制粒的科学性。我国烧结生产的大部分原材料由于品位较低往往需要磨得非常细才能选出合格的精矿，所以在烧结工艺的制粒过程中要充分考虑到烧结过程中的透气性以及气体偏流问题，避免能耗的不合理。五是充分利用外部供热。混合燃料之前可以利用热返矿、生石灰以及通过圆筒混合机通入蒸汽、热风烧结来提高烧结料的温度，减少固体燃料的使用。

2.2 降低点火耗能

据有关数据统计，点火耗能占到烧结耗能的十分之一左右，降低点火耗能主要可以通过两个方面来进行，一是积极推广和应用节能型点火炉。新型节能点火炉摒弃了以往使用的套管式或者涡流式烧嘴，大多采用了线性、多缝式、面燃式烧嘴，不但简化了点火炉的结构，同时强化了点火的效率，降低了点火能耗。随着对烧嘴火焰分布、点火炉温度场分布的进一步研究，节能型点火炉的能耗必将进一步的降低。二是采用预热助燃空气的方式，提高点火炉燃烧的温度，从而达到降低点火能耗的目的。在操作实践中，可以直接使用热废气作为助燃空气或者作为热源预热助燃空气，如果助燃空气预热到300？觷以上，理论上可以节约点火燃料约1/4。同时还可以通过预热混合料使得烧结料层的过湿层消失，从而改善料层的透气性，降低点火耗能，提升烧结速度和质量。

2.3 降低电能消耗

整个烧结工艺中，烧结过程的电耗是最主要的一部分，而其中的绝大部分是主抽风机的电耗。所以，烧结节电设计的关键是抽风机，实践证明，通过减少漏风以及实现低风量操作相结合可以最大程度的减少抽风机的能耗。同时，通过采用变频技术的烧结设备也是降低电耗的重要措施，变频技术的频率自动转换功能，能够根据生产需要合理调整设备所需频率，减少机器设备的空转。

2.4 余热的回收利用

烧结工艺的热支出中冷却废气热和废气显热占比超过一半，而烧结终点风箱的排放废气的温度最高达500 ℃，加强烧结余热的回收和利用是烧结节能和环保的重要内容。一是要注意余热锅炉的应用。通过在烧结矿冷却系统中安装余热锅炉进行热交换产生蒸汽（平均气温200 ℃左右），然后利用生成的蒸汽进行发电、供热（例如作为点火炉助燃空气的热源）。二是积极推广余热废气烧结技术。烧结过程中，废气以及冷却机带走的热量占到烧结过程中产生热量的一半左右，热废气烧结技术可以充分利用这一部分热量进行热风烧结，热风烧结使得烧结料层的温度分布更加均匀，避免烧结过程中出现的温度不足以及烧结矿强度低、粉末多等不良现象，降低固体燃料的消耗，极大改善烧结矿的质量。

3 烧结过程中的污染治理

烧结工艺过程中的污染物排放（以SO2为例）的比例仅次于焦化过程，是钢铁厂污染治理的重要部分。烧结过程产生的污染物主要包括二氧化硫、二氧化氮和二恶英污染。烧结废气中硫的来源主要是铁矿石中的硫化铁以及燃料中的有机硫等，烧结废气中的氮则来自于燃料或者空气中，二恶英是氯化环芳烃类化合物的一种，属于毒性较大的化合物之一，对人类健康造成严重威胁，有研究资料表明，钢铁厂的烧结料层中会产生二恶英化合物，二恶英生成的量和烧结原料中碳氢化合物含量密切相关。

烧结工艺污染物的治理是钢铁厂污染物治理的重要组成部分，也是钢铁企业社会责任的重要体现。针对不同的污染物可以采取不同的工艺设计来进行有效治理。①烧结废气中的粉尘。一般采用旋风除尘器、布袋除尘器以及电除尘等，其中后两者采用较多。②二氧化硫。一般使用各种脱硫装置进行去除，而不同的脱硫装置采用的方法又有不同，其中石灰-石膏法的应用最广，效果也最好，去除率可以达到90%以上。③NOX。NOX的排除首要的是要采用节能型的点火装置，同时要安装专用装置，最后就是需要采用合适的催化剂。有条件的钢铁厂可以采用先进的专门装置，去除粉尘、脱硫和脱氮同时进行。

4 结 语

党的十八届三中全会提出了生态文明建设的愿景，对节能环保提出了更高的要求，作为国家重要的基础行业，钢铁行业企业需要积极进行工艺创新设计，在创造良好经济效益的同时创造更好的社会效益。

参考文献：

[1] 张兴强，夏平，黄永昌.韶钢烧结烟气湿式镁法脱硫工艺优化[J].南方金属，2013，（6）.

[2] 张琦，蔡九菊，王建军，等.钢铁厂煤气资源的回收与利用[J].钢铁，2009，（12）.

作者：袁媛