根据烧结余热特点和余热品质分析,提出了将余热进行分段回收、有效利用、优化用能的技术方案,即同时采用余热发电和热风点火、热风烧结以及料矿加热等多种有效的回收形式对烧结余热加以综合利用的整体解决办法,可将大型烧结设备产生的余热最大限度地加以回收利用。

  随着冶金生产规模化的逐步扩大,烧结设备也不断向大型化发展,该流程所伴有的工艺余热量也将大量产生。在带冷工艺过程中,成矿显热所带走的热量可占全部烧结机热平衡的40%左右,这部分热量在烧结矿冷却过程中大部分转变为热废气而排入大气。以300m2级的烧结机为例,温度为200～450℃的工艺冷却风量在1.26×106m3/h以上,余热排放量可达5.0×105MJ/h之多,这部分余热资源数量极大,仅采用以往单一的余热回收利用方式已远远不能适应当今烧结设备大型化生产的节能需要。因此,研究其整体利用技术并加以综合回收利用,对冶金生产的节能降耗具备极其重大的现实意义。

  传统的烧结带冷废气余热利用,国内大都是采用余热锅炉产生蒸汽的方法来加以回收。由于蒸汽品质等种种原因,真正并网使用的不多,大部分是就地自用。而对于烧结工序来说,工艺本身蒸汽需要量并不大,因此,除冬季采暖使用以外,蒸汽的季节性饱和问题十分突出,以致造成蒸汽资源和软水的二次浪费,实际节约能源的效果并不太好。

  对于大型烧结机数量庞大的余热资源来说,仅靠以往单一的余热回收利用方式是根本没办法满足当今烧结设备大型化生产的节能需要。因此,必须根据烧结余热资源特性和工艺过程,采取多种技术方法加以整体解决,以将大型烧结设备产生的余热最大限度加以回收利用。根据已应用的项目实践和余热利用方式的现存技术水平,在此提出如下的大型烧结设备余热整体利用解决方案。具体做法是:将带冷机余热不同的温区分为高、中、低三个回收段,根据不同温区余热品质和热工特性,分别采取不同的技术方法加以分区回收,回收方案如表1,进而达到能源的有效利用和优化用能的目的。

  (1)利用高温段废气换热效率较高的热工特性,通过余热锅炉产生温度375℃、压力2.06MPa的过热蒸汽,带动蒸汽轮机发电;

  (2)利用中温段废气经保温和高温除尘后直接用于烧结机热风点火助燃和料层的热风烧结与保温;

  (3)利用低温段品质较低的余热废气进行工艺温度要求相比来说较低的料矿预热和原料解冻。

  在高温段,因余热废气换热效率相比来说较高,故以动力回收形式即将热废气转换成能级较高的电能的回收方式应该为首选。通过蒸汽轮机和发电机组,可将该段余热有效地转化为电力自用或并入企业电网。作为国内首座全国产化的烧结余热发电机组(表2),济钢二烧320m2烧结机的回收装置于2006年开始实施,计划2007年上半年投入生产运行,总装机容量10MW,预计年发电量为7085万kWh。由此可将近三分之一的烧结带冷余热回收利用。

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