邯鋼西區燒結余熱發(fā)電技術(shù)應用的探討論文
論文關(guān)鍵詞:廢氣余熱回收;燒結余熱發(fā)電:環(huán)保節能效益
論文摘要:介紹邯鋼西區燒結雙壓余熱鍋爐及雙壓補汽式汽輪機余熱發(fā)電技術(shù)，此發(fā)電技術(shù)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(zhù)，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(guò)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(shù)的局限，余熱回收項目往往給人以“造價(jià)高，發(fā)電少，回收年限長(cháng)”的印象，長(cháng)期以來(lái)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(guò)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(shù)，用余熱鍋爐的過(guò)熱蒸汽來(lái)推動(dòng)低參數的汽輪發(fā)電機組做功發(fā)電的最新成套技術(shù);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(lái)講環(huán)冷余熱回收的意義體現在如下幾個(gè)方面:
1)利用燒結環(huán)冷機煙氣余熱發(fā)電，部分代替來(lái)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(jìn)資源節約，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)可持續發(fā)展目標的實(shí)現，減少當地由常規火電廠(chǎng)帶來(lái)的S02, NOX、粉塵之類(lèi)的大氣污染物，有助于改善當地的能源結構，提高能源安全。
2、邯鋼新區燒結余熱發(fā)電技術(shù)
邯鄲鋼鐵廠(chǎng)邯鋼新區2條燒結生產(chǎn)線(xiàn)，每條燒結生產(chǎn)線(xiàn)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(fēng)機，每臺鼓風(fēng)機風(fēng)量為45. 3~48. 4X 104Nm3/h，風(fēng)壓約為3648~-4070Pa，上述鼓風(fēng)機的送風(fēng)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(fēng)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量的礦物粉塵也隨之排向空中。為利用鋼鐵廠(chǎng)燒結環(huán)冷機所產(chǎn)生的廢氣的顯熱，邯鋼新區燒結配置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(guò)余熱鍋爐回收熱量而產(chǎn)生的過(guò)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。燒結環(huán)冷機原有22個(gè)相通的風(fēng)室，燒結余熱發(fā)電工藝將其1 # ~5#風(fēng)室(對應1#風(fēng)機)和6 #~10#風(fēng)室(對應2#風(fēng)機)的煙氣收集起來(lái)，分別從通過(guò)煙氣系統的1#和2#煙道進(jìn)入余熱鍋爐，作為余熱鍋爐的熱量來(lái)源。
在1#風(fēng)機范圍內的排氣煙道上設置1座沖擊擋板沉降式除塵器，1#和2#鼓風(fēng)機范圍內煙氣共用1臺循環(huán)風(fēng)機(液力偶合器調速)和1座備用排空煙囪，并在每套余熱鍋爐的煙氣系統上分別設置3套三通擋板門(mén)，以利于余熱回收系統故障時(shí)隨時(shí)隔離余熱回收系統，保證燒結生產(chǎn)的正常進(jìn)行。
循環(huán)風(fēng)機出口風(fēng)(I#, 2#環(huán)冷風(fēng)機作備用)通過(guò)環(huán)冷機被加熱到4000C左右后，分別通過(guò)擋板門(mén)引入到余熱鍋爐，(當余熱爐故障時(shí)擋板風(fēng)門(mén)可切換到排空)，1#, 2#被加熱的煙風(fēng)在進(jìn)入余熱爐之前先以簡(jiǎn)易擋板式除塵器簡(jiǎn)單除塵(除塵50%)。通過(guò)余熱爐熱后煙氣被降為1500 C左右。通過(guò)除塵器除塵之后，經(jīng)循環(huán)風(fēng)機通過(guò)閘板門(mén)再次進(jìn)入環(huán)冷機，當余熱爐故障時(shí)閘板門(mén)關(guān)閉，環(huán)冷機需要的冷卻風(fēng)仍從原1#. 2#環(huán)冷風(fēng)機入口。
循環(huán)風(fēng)機入口前需要再補充15%的冷風(fēng)進(jìn)入，以使進(jìn)入環(huán)冷風(fēng)的風(fēng)量能達到原來(lái)的數值。
2. 2燒結余熱發(fā)電工藝參數:邯鋼新區燒結配置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(wú)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(jìn)入工作狀態(tài)時(shí)，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。
本鍋爐的汽水系統由前述各受熱面管箱、高壓鍋筒、低壓鍋筒、減溫器、過(guò)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(jìn)入省煤器加熱后，接近飽和溫度的水進(jìn)入鍋筒，鍋筒內的水經(jīng)下降管進(jìn)入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器內受熱后成為汽水混合物又回到鍋筒(分離器)，在鍋筒(分離器)內進(jìn)行汽水分離，分離下來(lái)的水回到鍋筒的水空間，飽和蒸汽則通過(guò)飽和蒸汽引出管被送到過(guò)熱器，飽和蒸汽在過(guò)熱器內被加熱成過(guò)熱蒸汽，然后經(jīng)減溫器調溫，達到規定的蒸汽溫度后，經(jīng)主汽管送入汽輪機。
3、燒結余熱發(fā)電環(huán)保節能效益
燒結冷卻風(fēng)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(kāi)式改為閉式，進(jìn)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(shí)可減排7. 7t/h，按年運行8000小時(shí)計算，2套燒結機每年可減排12. 32萬(wàn)t煙塵。
燒結余熱發(fā)電工藝為了減少循環(huán)風(fēng)機的的磨損，環(huán)冷機排出的冷卻風(fēng)進(jìn)入了循環(huán)風(fēng)機前均進(jìn)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(wàn)噸。
4、邯鋼燒結余熱發(fā)電工藝兵.如下特點(diǎn)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(zhù)。
2)余熱鍋爐尾氣返送進(jìn)環(huán)冷機循環(huán)利用，一方面提高了鍋爐的進(jìn)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)余熱利用煙氣系統帶100%旁路系統，若余熱鍋爐發(fā)電機組出現故障，控制系統可快速的啟動(dòng)原1#, 2#環(huán)冷風(fēng)機，同時(shí)關(guān)閉煙囪上煙氣切換擋板門(mén)，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(jìn)氣系統，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(shí)現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(guò)熱蒸汽，提高發(fā)電。
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