邯钢435m2烧结余热发电技术创新与应用

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1、冶金之家网站邯钢435m2烧结余热发电技术创新与应用吕金奎，赵献峰(河北钢铁集团邯钢公司能源中心)摘要：环冷机余热回收发电和低品质蒸汽综合利用具有节能、环保、低碳等多重优势，成为钢铁工业烧结工序节能和低碳发电技术的发展趋势。邯钢435m2烧结余热发电项目，不仅能解决钢铁企业的节能降耗任务，也能为企业创造可观的经济效益，本工程研发了包括环冷机烟罩柔性密封在内的多项关键技术，解决了行业技术难题，其技术指标达国内领先水平。关键词：烧结余热；发电；技术；创新1方案制定1.1435m2烧结余热发电工艺的设计435m2烧结系统包括配料、混合、烧结、破碎、冷却、整粒等主要工艺，主要供邯钢东区3

2、200m3高炉烧结矿，09年6月份投产。烧结机有效抽风面积为450m2，设计利用系数为1.30t/h·m2，设备年作业率为92%，设计年产烧结矿438.21万吨。环冷机面积为520m2，冷却方式为鼓风冷却，排矿温度小于120℃。日产11800-12700t，利用系数1.15-1.21t/h·m2，固体燃料消耗58.5kg/t。435m2烧结环冷机配5台相同的风机，风机风量为560783m3/h。上述风机的冷风经过环冷机冷却烧结料后变为150～400℃高温废烟气，直接排向大气，其中还含有一定数量的矿物粉尘。通过上述烧结工艺系统及其各参数的研究和论证，设计安装一套烧结余热发电工艺系统

3、。按照“节约能源，保护环境”的原则，在435m2烧结环冷机附近设置1台双压余热锅炉，并布置1台15MW的补汽凝汽式汽轮发电机组，来最大限度地回收环冷机排出的余热。1.2烟气系统工艺流程设计安装两条烟道将环冷机1#和2#烟囱与双压余热锅炉的烟气入口相连接。通过这两条烟道将环冷机1#和2#烟囱的高温烟气分别引入余热锅炉，高温烟气在锅炉内放热，余热锅炉排出的冷烟气通过循环风机回鼓至环冷机的底部重新吸收环冷机台车上烧结矿的热量后向上进入环冷机1#和2#烟囱。这样布置的工艺流程好处在于：第一、可以同时停开两台环冷机的鼓风机，以提高进入余热锅炉的烟气温度和节约环冷机系统电耗。第二、烟气的循环

4、利用可以大幅提高余热锅炉能量回收效率。第三、可以大幅减少烟气排空所造成的矿尘污染，改善生产区域的环境质量。第四、用回风冷却烧结矿可以减少烧结矿与冷却风的温差，减少高温矿料因急剧冷却产生的破碎现象，提高烧结矿的品质。为了切实保证环冷机主体生产不受烧结余热发电系统的影响，在余热锅炉的尾部设置有补冷风口，在回鼓管道上设置有烟气应急放散口，以便调节回鼓烟气的温度和处理突发事故。1.3蒸汽发电系统工艺流程本工程蒸汽发电系统配置有1台双压余热锅炉和1台补汽、凝汽式汽轮发电机组。双压余热锅炉产生的中压过热蒸汽通过布置在汽机间的中压蒸汽管，送往汽轮机主汽阀进口，低压蒸汽经补汽管道进入汽轮机的补汽

5、阀进口。主蒸汽和补汽通过不同的入口进入汽轮机，带动汽轮机做功发电。做完功的蒸汽在凝汽器内冷凝后由凝结水泵送回锅炉继续吸热，再变成过热蒸汽送往汽机。2创新与应用2.1减少环冷机上部烟罩漏风为核心的柔性密封技术在烧结矿质量相对稳定的情况下，减少环冷机上部烟罩漏风是提高烟气温度和发电量的关键技术。由理论和实践可知，冷风漏进烟罩内以后会对高温烟气产生冷却作用，造成烟气温度降低，在余热锅炉内的换热效率下降，发电量降低；高温烟气从烟罩内漏出，同样造成热量的损失，使得进入锅炉的热量减少，而影响发电量。冶金之家网站为了攻克这一难题，本项目开展了从烟罩漏风各个结构装置控制到操作工艺控制的全面技术研

6、究。包括环冷机台车上部柔性自吸密封技术、烟罩端部动态密封技术、烟罩内部负压动态控制防泄漏技术等。应用并形成专利1项。关键技术如下：2.1.1环冷机台车上部柔性自吸密封技术。申请专利《一种环冷机余热回收台车的密封装置》，国家专利受理号：201320060653.X烧结余热发电最关键的核心问题是能否将环冷机余热收集过来。收集的多少，直接关系到余热发电量的多少和效益高低。余热收集的关键是环冷机台车两侧与烟罩的动密封。目前国内外多采用金属密封、高温橡胶密封及水密封，因环冷机都不同程度存在设备跑偏、烟罩受热变形等问题。如采用金属硬密封不可避免存在密封间隙大、漏风严重问题，使烟气温度降低发电

7、量减少。如采用高温橡胶密封，高温橡胶在400-500℃的温度下工作，会在不长时间内高温老化，橡胶严重变形硬化，密封间隙密增大，密封效果变差漏风增大。采用水密封设备运行一段时间水槽积尘严重运转困难，技术也不过关。为此自主创新，经多次试验，设计成功了以硅酸铝纤维布为主要密封材料的环冷机余热回收台车的密封装置。将该密封装置安装在烟罩与台车两侧的缝隙处，通过在柔性密封垫上施加预压紧力，实现预密封，再跟负压控制技术结合，实现柔性密封垫的自吸密封。并通过楔形销速拆装技术实现了柔性密封垫的迅速