浅析钢铁厂烧结余热回收利用

李玉清

摘 要：眾所周知，钢铁企业烧结工序需要巨大的能耗，通常都能够占到总能耗的10%-20%，仅次于炼铁工序。基于此，文章对钢铁厂烧结余热回收利用的相关内容进行了分析和总结，从而有效的节约能源。

关键词：钢铁厂；烧结；余热回收；利用

1 前言

钢铁生产过程中，烧结工序的能耗约占冶金总能耗的12%，仅次于炼铁工序。钢铁工业烧结厂余热资源有三个：一是烧结机大烟道烟气余热，所含显热约占烧结工序能耗总热量的15%-20%左右；二是冷却机废气余热，冷却机废气温度在100℃-400℃之间，其显热约占烧结工序能耗总热量的28%-35%。三是排矿端废气余热，排矿端废气粉尘含量较高，且温度波动较大，由于受技术及设备的限制，现阶段该系统烟气余热未进行收集及利用。因此烧结余热利用潜力巨大，有很好的经济效益和社会效益，具有良好的推广前景。

2 烧结余热回收中出现得较为普遍的问题

2.1漏风现象

在余热回收系统中的漏风问题主要是通过台车与烟罩之间的密封以及台车与风箱之间的密封体现出来的。因为烟气系统属于全闭路式循环，台车与烟罩、台车与风箱都是在实际运转过程中进行相互配合的，风箱中一般为正压3000PA-4000PA之间，眼罩中为负压-100PA-400PA。结果已经表明，如果漏风问题不能够得到妥善解决的话，就会直接导致吸冷风和热风外溢等问题，很大程度上都会影响到余热回收效果，与此同时烟气外溢也会直接导致环冷机场地内出现数量较大的灰尘，问题严重的情况下还会影响到岗位工人的正常操作。

2.2灰尘磨损现象

因为回热式烧结余热回收烟气系统一般都是全闭路循环系统，当热废气穿透料面后经过烟气管道和环冷罩以后进入锅炉，这个时候整个流程废气都会呈现高速流动状态。而且废气中所夹带的颗粒粉尘还没有沉降就都已经进入到锅炉和风机当中。但是值得注意的是，我国除尘器大部分还是采用惯性除尘器，它只能祛除废气当中的那些大颗粒，而且这些大颗粒废弃物在经过一段时间的运行以后风机叶轮、锅炉管束以及机壳等部位都会出现不同程度的磨损，大大影响系统的正常运转。

2.3工况波动现象

一般的烧结余热热源都具备废气温度波动大、整体品质低以及连续性弱的特点。其中废气温度波动大和连续性若的特点是目前技术条件下烧结余热发电技术应用中的重要障碍。除此之外，如何有效提高系统的回收率，尽量的提高吨矿发电量也已经成为烧结厂迫在眉睫需要解决的问题。鉴于此，我们应当想方设法在运用该项技术的过程中提高烧结余热热源的稳定性以及系统回收效率。然而汽轮机对于发电机组的热源稳定性具有很高的要求，如果温度无法达到要求的话将会直接威胁到机组的安全运行。另外，热源的中断也会造成机组的频繁甩炉，严重影响到发电设备的使用寿命。

3 余热利用方案

3.1 热管余热利用技术

热管余热利用技术是利用热管中导热介质的热活性和热敏感性来实现气水之间的热量传递的技术，具有导热性强、换热效率高、安全可靠和应用范围广的优点。热管余热锅炉装置由热管过热器、蒸发器、省煤器、汽包、外部连接管路、汽包附件、供水系统、自控系统等组成，其工作原理为：高温热烟气气不断地流过热管蒸汽发生器换热管束一端的表面，将热量传递给热管管束，另一端换热管束外的水吸热变成汽水混合物，由上联箱通过总上升管进入汽包，通过汽水分离装置后，饱和水通过下降管返回至下联箱，再次受热蒸发，如此反复循环，将烟气热量传给水侧产生蒸汽。为确保设备安全可靠，蒸发器采用水夹套热管结构，实现烟气与水侧完全隔离，即使出现换热管腐蚀、磨损等现象，也不会造成设备漏水及装置紧急停车状况。

3.2 余热回收技术方案

经过与多个余热锅炉厂家交流讨论，最终考虑采用江苏中天科技股份有限公司设计的内置式余热利用方案。烧结机内置式余热锅炉占地面积小，系统稳定性高，内部阻力小，投资相对外置式低，寿命长，应用范围广。在保证烧结机顺行、高效生产前提下，设计在烧结机两个大烟道的前4个风箱内增设一套余热利用装置，包括两套过热器、蒸发器、省煤器，一套汽包和除氧系统以及相应的附属系统。经专业人员考察，现场条件完全符合设计条件及要求。

3.3 系统布置

余热回收装置的烟风系统直接布置在烧结机南北两侧的大烟道内，从烟道机尾依次布置过热器、蒸发器、省煤器，利用后的烟气与其它风箱内烟气混合后经除尘排至大气。

余热回收装置的汽水系统由过热器、蒸发器、省煤器、汽包、除氧器、下降管、集箱、给水泵、水箱以及必要的汽水管道、阀门等构成。余热设备中的蒸发器、过热器、省煤器可以布置在烧结机大烟道平台，分别直接安装在烟道中，汽包布置在烧结机一侧外建平台上，锅炉给水泵等布置在汽包平台下部的地基上。 基础自动化系统采用与烧结机控制系统相同的PLC，将过程检测信号送入控制系统，完成锅炉工艺单元过程参数的集中监视和控制，以保证锅炉能够安全、可靠、经济运行。相关热控控制系统全部接入烧结主控室统一控制。

4 总结

钢铁企业烧结机大烟道烟气排放量大，烟气温度较高，具有较大的利用潜力，可以利用热管余热装置将此烟气余热进行回收，用于生产蒸汽，供其他工序使用，可以降低排烟温度并降低排烟中的粉尘含量，具有较大的环保效益。

参考文献：

[1]谭玮其，徐忠.烧结机烟气余热利用存在的问题和应对方式[J].烧结球团，2013（06）.

[2]李冰.余热发电技术应用及前景[J].中国钢铁业，2009（07）