烧结机烟气余热利用存在的问题和应对方式

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1、冶金之家网站烧结机烟气余热利用存在的问题和应对方式谭玮其，徐忠(中冶长天国际工程有限责任公司，湖南长沙410007)摘要：结合某钢铁厂1×600m2烧结机烟气余热利用方案，探讨了烧结机烟气余热利用存在的主要问题，包括工艺热平衡、低温酸腐蚀及粉尘磨损三个方面，并提出了相应的解决方案。展望了烧结机大烟道废气余热利用的发展前景。关键词：烧结机烟气；余热利用；热平衡；酸腐蚀；磨损1前言在国家节能减排政策的引导下，烧结环冷机余热利用已在全国钢铁企业得到广泛应用，但烧结机的烟气余热利用技术却还处在探索阶段，目前仅在少数钢铁企业率先尝试。究其原因，主要有

2、三个方面：①烧结机烟气平均温度约为150℃，利用高温段烟气将打破烧结机原有的热平衡，影响正常生产；②烧结混合料或多或少含硫，存在低温酸腐蚀问题；③烧结机烟气粉尘量大，余热锅炉受热面磨损严重。如能解决好上述问题，将对烧结机烟气余热利用的推广起到积极作用。2烧结机烟气余热利用工艺热平衡的实现烧结烟气具有温度高、废气量大的特点。烧结过程是一个逐渐升温，然后出现降温的过程，尾部倒数几个风箱的烟气温度最高，具有较大的回收价值。对于烧结机尾部高温烟气的余热回收，目前国内采用的方式是：用余热锅炉产汽后并网或发电。余热锅炉布置形式主要有外置式和内置式两种，

3、无论何种方式都将打破烧结机原有烟气量和烟气温度的平衡，如果处理不好，将影响烧结机的正常生产。从烧结机台车下部风箱温度分布曲线(图1)可以看出，烧结终点在倒数第二个风箱位置，此处风箱的烟气温度为420℃；烧结机尾部6个风箱的风温在300～420℃之间，具有较大的回收潜力。当烧结机漏风率为35％左右时，烧结烟气平均温度在155℃左右。因此，一般对尾部5~6个风箱的烟气余热加以回收利用。但此做法打破了烧结机烟气原有的热平衡，会造成烟气平均温度降低，如果低于酸露点，还将造成电除尘器低温腐蚀等，影响烧结机正常运行。图2为未考虑烧结烟气余热利用时，某钢

4、铁厂600m2烧结机风箱与主排烟道示意图。从图中可以看出，该烧结机共有28个风箱，2根排气管(即大烟道)，单号风箱接至1#烟道，双号风箱接至2#烟道。正常运行时，每个大烟道承担14个风箱的烟气量。由于每个风箱的烟气温度不同，在26#、27#风箱上设有调节用的旁路管，用于调节进入1#、2#大烟道的风量，以保持两根大烟道风量和风温的平衡。冶金之家网站从节能的角度考虑，烧结机尾部5～6个风箱的烟气是可以利用的。如利用这几个风箱的烟气余热，原有烧结机的热平衡被打破，1#、2#大烟道的烟气量和平均烟气温度将发生变化，造成进入台车的风量不同，影响烧结工

5、况。如果进入台车的风量不均衡，烧结过程中所需的氧气量也不均衡，还会影响烧结矿的品质。现有的风箱设计不能很好地调节两根大烟道的风量和风温平衡，要想在不影响烧结工况的情况下利用好烧结烟气余热，需要我们改变传统的设计方式，充分考虑大烟道尾部高温烟气余热回收对烧结机的影响，对主排风箱进行重新设计。考虑此因素后，余热回收装置、各风箱与主排烟道的关系如图3所示。将18#、21#、22#、24#、25#风箱下部导气管设置成裤衩管，用裤衩管分别接至1#、2#大烟道。根据进入电除尘器的烟气温度，调节风箱进入1#或2#大烟道的烟气量，使两根大烟道的烟气温度接近

6、，同时使烟气量接近，从而使主抽风机的负荷接近，这样就能在不影响烧结生产的前提下达到一种新的平衡。3烧结机烟气的低温腐蚀问题烧结原料多多少少含硫，燃烧过程中将转变成烟气中的SOx。表1列出了一些烧结厂的烟气成分。冶金之家网站从表1可看出，烧结烟气普遍含有SOx。烧结机运行中，如果烟气温度低于其露点温度，就会引起结露现象。由于烟气中存在SOx，其冷凝液便是浓度很高的硫酸溶液，这对烧结除尘器设备及金属构件会产生低温均匀性腐蚀，严重时甚至导致烧结系统无法正常运行。影响金属腐蚀速度的主要因素有：酸雾浓度、金属壁温及凝结的酸量。SOx含量越高，酸露点也

7、越高，酸雾浓度以及凝结的酸量就越多。如果金属壁温高于酸露点，就可以避免低温腐蚀。因此，在烧结机设计和运行中，主抽除尘器入口大烟道温度控制对烧结系统的安全运行至关重要。现有烧结机正常生产时，大烟道进入静电除尘器前的烟气温度一般在155℃左右。在此种温度下，国内烧结机的静电除尘器和主抽风机是不会腐蚀的。如果要利用烧结烟气的余热，势必降低大烟道进入静电除尘器前的烟温。对于烟气余热利用来说，主抽除尘器入口大烟道温度越低，取热量越大，余热利用效益越好；而对于烧结系统来说，为了避开烧结烟气的酸露点，防止烧结设备腐蚀，主抽除尘器入口大烟道温度越高越好。因

8、此，取多少热量，关键在于余热利用后是否会对烧结主抽风机和除尘器产生腐蚀，合理的排烟温度要确保烧结机正常生产和余热的充分利用。如果烧结烟气余热利用量过多，使烟气温度低于酸露点，就会