铜陵市某钢铁公司烧结机改造及生产效果

李智虎，邵晓骐

(马鞍山焓谷能源审计有限公司，安徽　马鞍山　243000)



化工机械

铜陵市某钢铁公司烧结机改造及生产效果

李智虎，邵晓骐

(马鞍山焓谷能源审计有限公司，安徽马鞍山243000)

介绍了铜陵市某钢铁公司将原有78 m2和84 m2烧结机改为一台252 m2新型烧结机，改机上抽风冷却为鼓风环冷(280 m2环冷机)，并对环冷机增加余热回收系统。通过改造，烧结机提高产能，具备了年产130万吨烧结矿的生产能力，并配置25 t锅炉，建设6 MW余热电站，从而降低单位产品能耗，取得了显著的经济效益。

烧结机；改造；生产效果

铜陵市某钢铁公司原有烧结系统为平面步进式烧结机系统，包括1# 78 m2烧结机和2# 84 m2烧结机，产能为100万吨，原有烧结机均采用机上冷却方式，在烧结机冷却段完成烧结矿的冷却。冷却段主要由台车、风箱、滑道及密封装置、干油润滑系统、轨道、降尘管、双层卸灰阀、输灰皮带机、冷却段除尘器、抽风机和烟囱等组成。冷却段和烧结段布置在同一轨道上，分界点是中间密封装置。烧结完成后，冷却风机开始对烧结饼进行大风量、低负压的抽风冷却，当台车运行到冷却段末端时结束。主要生产设备(设施)如下：①混配系统：1# 78 m2烧结机和2# 84 m2烧结机共用一套混配系统，主要设备为一次混合机：φ3.2 m×12 m圆筒混合机1台；二次混合机：φ3.4 m×14 m圆筒混合机1台。②烧结冷却系统：1#烧结机为1台78 m2平面步进式烧结机，采用机上冷却，冷烧比为1:1。主抽风机风量为：8000 m3/min，负压:15.5 kPa，电机功率：2800 kW；冷却风机风量为：12000 m3/min，负压：8.5 kPa，电机功率：2500 kW；烧结机主抽采用重力除尘配陶瓷SXDφ208×640多管除尘器(组合式)，冷却采用重力除尘配陶瓷多管SXDφ208 mm×800 mm多管除尘器(组合式)。

2#烧结机为1台84 m2平面步进式烧结机，采用机上冷却，冷烧比为1:1。主抽风机风量为：9000 m3/min，负压:16.5 kPa，电机功率：3200 kW；冷却风机风量为：13000 m3/min，负压:9.5 kPa，电机功率：2800 kW；烧结机主抽采用163 m2三电场电除尘器，冷却采用重力除尘配陶瓷多管SXDφ208 mm×800 mm多管除尘器(组合式)。

1　改造方案

1.1烧结段改造

按照用户要求，1#烧结机有效烧结面积由78 m2扩容为126 m2，烧结段增加16 m(台车：长2 m，宽3 m)；2#烧结机有效烧结面积由84 m2扩容为126 m2，烧结段增加14 m。改造后新型烧结机总面积为252 m2。对应烧结段的增加和冷却方式的改变，烧结室主体设备要进行相应改造：烧结主机中的机尾密封的位置和干油润滑系统进行适当调整；降尘系统的风箱、降尘管、卸灰阀和输灰皮带机等应的增加数量或延长，冷却段降尘管除一部分用于烧结外，其余部分作为灰箱使用；推车机、迁车机、翻车机和回车机组成的运行系统要提速或加快操作节奏；铺底料系统、混合料布料系统和单辊破碎机要核定生产能力，满足烧结生产需要；点火炉加大，保证烧结点火温度和时间[1]。

为方便新增设备的安装与维修，烧结室向右延长60 m，延长部分为露天栈桥，不设屋盖和维护墙等，起重设备利用烧结室现有20/5 t电动桥式起重机[3]。

改造后，新型烧结机有效烧结面积为252 m2，综合考虑烧结机系统的实际情况，取利用系数1.25 t/m2·h，作业率按90.4%，工作制为连续作业，则烧结矿产量和质量指标如下表所示。

表1　改造后烧结机参数表Table 1　Parameters of sintering machine after modification

1.2冷却方式改造

将机上冷却改为280 m2鼓风环式冷却。

表2　改造后环冷机参数表Table 2　Parameters of annular cooler after modification

续表2

减速机型号RDC04-17-983.1最大输出扭矩/(kN·m)173.87减速机速比983.1销齿传动速比51.8总速比50925主机旋转方向顺时针鼓风机数量/台4鼓风机型号G4-73№20D离心通风机,风量320000m3/h,出口压力3870Pa

在单辊破碎机破碎后，1#烧结机的烧结矿通过溜槽落入环冷机的1#给矿口，2#烧结机的烧结矿通过溜槽落入环冷机的2#给矿口，均匀的布到台车上，在传动装置驱动下，烧结矿随台车顺时针旋转，同时鼓风机通过风箱向台车底部鼓冷风，冷风自下而上地穿过热烧结矿时完成热量交换，热风经烟囱外排。经60～120 min鼓风冷却，烧结矿温度从750 ℃左右降到≤150 ℃，从环冷机的排矿口落到板式给矿机上，然后到成1皮带机上输出。板式给矿机的主要作用是实现均匀给料，避免成1皮带机溢料、洒料现象。

在冷却过程中产生的散料和灰尘，通过风箱和卸灰阀定期排到卸灰小车内，卸灰小车可沿环形轨道运行，将车内物料通过灰尘溜槽，卸到成1皮带机上，随烧结矿输出。

冷却烧结矿产生大量的废气，温度在环冷机的各段不同，从开始布料到冷却结束，温度从450 ℃左右逐渐降低到100 ℃左右，为余热利用提供了方便[4]。

1.3余热回收方案

烧结生产时，环冷机台车上入口的烧结矿温度达700℃左右，以辐射热的形式向外散热，环冷机上部依次排开的4台风机，使冷却风通过风罩强制穿过矿层，经过热矿加热在第一风罩内的冷却风约在180～230 ℃之间，在第二风罩内的冷却风温度加热到150 ℃左右，这两个风罩内的冷却风都可利用。

按照环冷机冷却烟气(热风)中的热量60%保守估计，则每小时回收的热量为77283.42 MJ，按照热值估算每小时可产生蒸汽总量为28.8 t；依据测算，小时蒸汽产量在28.8吨左右，建议配置一25 t左右锅炉，余热电站规模在6 MW左右[2]。

图1　本项目余热回收改造流程图Fig.1　Waste heat recovery process flow chart

主要流程：烧结矿环冷机上是通过鼓风进行冷却，由底部鼓入的冷风在穿过热烧结矿层时被加热，成为高温废气。将这些高温的废气通过引风机引入锅炉，加热锅炉内的水产生蒸汽，蒸汽推动汽轮机转动带动发电机发电。

考虑到本项目的规模，部分冷凝水在余热锅炉内加热产生高温水后可直接经过降压产生蒸汽直接进入汽轮机带动发电机发电。

2　效果对比

项目实施前年产烧结矿1153631.52 t，实施后产量预计达

到130万t；新增焦粉用量3351 t，新增用电-3102.53万kWh(即节约电能3102.53万 kWh)，新增高炉煤气消耗90万m3(即节约高炉煤气消耗110万m3)，新增用水1.68万m3，回收蒸汽97500 t；项目总新增能源为-9215.45 t标煤(当量值)，等价值为-15640.8 t标煤(等价值)[5]。

表3　年对比项目能源消耗种类、年总消耗量Table 3　Comparison of types of energy consumption and total annual consumption

经济性分析：

表4　年节约成本核算表Table 4　Annual cost accounting

本项目年可节约2143.56万元，项目总投资为10426万元。

表5　经济性分析表Table 5　Economic analysis

经核算，本项目6年可回收成本。

3　结　论

铜陵市某钢铁公司烧结机改造取得了成功，从实际生产过程中得出以下结论：

(1)烧结冷却系统改造：将企业原有的1#和2#烧结机改造为一台252 m2新型烧结机后，充分利用了企业现有的土地及设备资源，提高了企业生产效率。

(2)将机上冷却改为280 m2鼓风环式冷却后；冷却后废气温度为300～400 ℃，可以对废气余热进行回收。

(3)除尘设施改造：将老炼钢1#除尘器代替新增280 m2环冷机区域内现有的三台除尘器，减少了耗能设备，节约了能耗。

(4)电气改造：高压部分改造前用电负荷为5300 kW，改造后为2600 kW，实际负荷减少2700 kW。

(5)利用PLC控制系统代替传统的继电器控制，提高了控制稳定性，降低了控制自身能耗。

[1]Guo Z C，Fu Z X．Current Situation of Energy Consumption and Measures Taken for Energy Saving in the Iron and Steel Industry in China[J]．Energy,2010,35(11):4356-4360.

[2]胡长庆,张玉柱,张春霞．烧结过程物质流和能量流分析[J]．烧结球团,2007,32(1):16-21．

[3]胡志远,楼国锋,温治,等．烧结热过程质量和能量平衡的诊断及分析[J]．冶金自动化，2008,32(5):20-24．

[4]潘鹤．烧结环冷机系统测试技术及优化研究[D]．鞍山:辽宁科技大学,2007．

[5]张玉柱,胡长庆．炼铁节能与工艺计算[M]．北京:冶金工业出版社,2005．

Modification and Production Effect of Sintering Machine of A Steel Corp in Tongling

LIZhi-hu,SHAOXiao-qi

(Maanshan Hangu Energy Audit Co., Ltd., Anhui Maanshan 243000, China)

A 252 m2new type sintering machine changed by 78 m2and 84 m2sintering machine in a steel company in Tongling city, with downdraught cooling blast ring cold (280 m2annular cooler) and increased heat recovery system in the annular cooler, was introduced. Through the transformation, sintering machine increased productivity, with an annual production capacity of 130 million tons of sinter, and the configuration of 25 t boiler, construction of 6 MW waste heat power station, thereby reduced energy consumption per unit of product, had achieved remarkable economic benefits.

sintering machine；reconstruction；manufacturing

李智虎(1987-)，男，硕士研究生，主要研究方向为系统节能，余热回收，余热制冷。

TF046

B

1001-9677(2016)015-0152-03