烧结环冷余热回收拖动烧结主抽风机技术

黄国平 徐宁 平勇

摘要：近年来，随着钢铁冶炼行业先进节能技术不断涌现，烧结、环冷机余热回收水平有很大幅度提高。本文对我公司总包的一个烧结环冷余热回收拖动烧结主抽风机项目的创新技术进行介绍。

关键词：烧结余热利用；余热锅炉；拖动；烧结主抽风机

一、项目概况

河北某铸业有限公司现有一条114㎡和一条120㎡烧结生产线，配套环冷机冷却面积均为140㎡。为了充分利用烧结环冷余热资源，最大限度的降低综合能耗，该公司决定建设烧结环冷余热利用项目。

二、建设内容和范围

（1）环冷余热蒸汽锅炉系统；（2）烧结余热蒸汽锅炉系统； （2）一套6.0MW拖动汽轮机系统，包括：汽轮机系统、变速离合器；（3）一套烧结主抽风机系统设计（含电机）；（4）烟风管道、环冷机风罩密封改造系统；（5）配套除盐水系统范围内的水箱和除盐水泵； （6）配套的循环水系统；（7）配套给排水系统，包括：工业水、生活水、消防水以及雨排水等设计；（8）自动控制系统，包括：余热锅炉、汽轮机组及循环水站系统控制，控制部分采用分散控制系统； （9）电气系统，包括：动力控制、过电压保护、照明网络等系统。

三、烧结环冷余热回收系统

本工程热力系统的设计遵守“温度對口、梯级利用”的原则。

余热回收部分：在烧结线旁分别设置烧结余热锅炉和环冷余热锅炉。烧结锅炉烟气来自烧结机大烟道温度较高的几个风箱，进入烧结锅炉换热产生饱和蒸汽，送入环冷锅炉进行过热。环冷机一、二段部分高、中温热风汇合后进入环冷锅炉换热，产生1.15MPa、310℃的过热蒸汽和0.28MPa、170℃的补汽。

动力部分：为烧结线主抽风机配置一套烧结主抽风机拖动系统，选用1台6.0MW带补汽式纯凝汽轮机，利用余热回收部分产生的高、低压过热蒸汽推动汽轮机，通过变速离合器与同步电机联合拖动烧结主抽风机。

1、设计规模

两台环冷余热蒸汽锅炉和两台烧结余热蒸汽锅炉，共产生1.15MPa、310℃蒸汽33.6t/h；产生0.28MPa、170℃的低压蒸汽6t/h；一套6.0MW工业汽轮机拖动系统。

本设计采用纯凝汽轮拖动机组，汽轮机采用快装型工业汽轮机，装机容量1×6.0MW。

2、主要设计原则

（1）环冷蒸汽锅炉采用双压余热锅炉，锅炉烟气利用遵循梯级用能原则，以期获得最高的热回收效率；（2）环冷余热锅炉采用烟气再循环，进一步回收环冷机余热资源，并且无废气排放； （3）动力部分采用汽轮机拖动系统，汽轮机与电动机同侧布置，中间设置变速离合器，以实现汽轮机的在线投入/切除；（4）选用纯凝补汽式汽轮机，汽水循环利用；（5）锅炉系统汽水闭式循环； （6）为了保证电站事故不影响烧结生产，设置余热锅炉时保留烧结环冷机原有的废气通道并增设压顶阀门，一旦余热锅炉或拖动系统发生事故时，打开阀门可以将余热锅炉从烧结生产系统中分离，不影响烧结线的正常运行；

3、主要设备参数选择

（1）在各环冷机、烧结机旁分别设置一台蒸汽锅炉。对烟气进行合理分区，利用其高、中温烟气送至蒸汽锅炉，产生1.15MPa、310℃的主蒸汽和0.28MPa、170℃的补汽；（2）为2#烧结主抽风机设置1套汽轮机拖动设备，汽轮机为1台6.0MW纯凝补汽式汽轮机（主蒸汽参数1.05/0.2MPa），汽轮机与电机同侧布置，汽轮机与电机之间设置变速离合器，汽轮机、变速离合器及电机之间均以膜片联轴器相连。

4、烟风参数选取及余热回收技术

4.1余热锅炉烟气参数的选取

注：1#和2#环冷机冷却面积均为140㎡，烧结产量相近，方案选取的余热资源相同。

4.2烧结环冷余热回收系统简述

4.2.1环冷机余热回收技术

环冷机烟罩一段约400℃，二段高温段约270℃，两股废气混合引至余热锅炉上部，混合后废气温度约为340℃左右，高温废气依次经过锅炉过热器，蒸发器，高温省煤器、低压过热器，低压蒸发器、低温省煤器，锅炉排烟温度约140℃；为提高余热资源的热利用率，环冷机建设时，需要做好风罩的密封工作；此外，利用环冷余热锅炉排烟再循环技术，进一步提高热风温度，提高热风品位，以提高蒸汽产量。

4.2.2烧结余热回收技术

烧结大烟道供余热回收的高温烟气是从大烟道后4-5个风箱引出进入余热锅炉。为防止电除尘器产生酸露点腐蚀，必须保证主排风机人口烟气温度，因此余热锅炉排烟温度要控制在200℃的范围内。

四、烧结主抽风机拖动系统

烧结余热能量回收与电机联合驱动烧结主抽风机技术是在BPRT技术（TRT与电机联合驱动高炉鼓风机技术）基础上的创新与发展而来。

该项目余热利用方案，是基于企业当前能源平衡现状，对国内外钢铁企业现有余热利用技术进行充分比较，充分考虑企业现有生产规模、技术条件以及烧结余热利用的可行性和经济性，结合国家可持续发展和资源综合利用政策而得出。

参考文献：

[1]贾江平，柳黎光，陆海华，等.烧结余热与电动机联合驱动主抽风机技术[J].通用机械，2013（6）：64-66.

[2]刘雁飞.烧结厂余热利用与主抽汽轮机驱动案例分析[J].烧结球团，2012，37（4）：64-66.

（作者单位：南京凯盛开能环保能源有限公司）