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十一届全国烧结球团设备技术研讨会征文
烧结环冷机余热回收技术应用
施毓东 卓坚 韦俊
（江苏沙钢集团有限公司）
一 摘要
据统计，烧结工序的能耗约占冶金总能耗的10～12%，而其排放的余热约占总能耗热能的49%，高效回收和利用烧结排放的低温烟气余热越来越引起企业的关注。在烧结矿生产过程中，特别是烧结矿由鼓风式环冷机冷却过程中会排出大量温度为250～380℃的低温烟气，其热能量大约为烧结矿热耗量的30％左右。将烧结矿冷却过程产生的大量低温烟气进行余热回收，必将提高烧结矿生产过程的能源利用率，降低工序能耗，为企业带来十分可观的经济效益，同时减少烟气热、尘排放，减轻对大气环境的影响。目前我公司共有各型号烧结机8台套，其中3#、4#、6#、7#、8#烧结机余热回收系统已投入运行，本文以3#烧结机为例阐述环冷机余热回收技术应用。
关键词：烧结工序，环冷机，余热回收，经济效益，大气环境
二 工艺简介
烧结余热回收系统包括烟气回收系统、余热锅炉系统（回收蒸汽用于发电的话还包含汽轮机发电系统）。其原理是从环冷机排出的高温烟气经混合，通过配置的高效余热蒸发器进行热交换，产生A t/h的饱和蒸汽和B t/h的低压蒸汽。通过能量转换使烧结矿外排烟气的平均温度由350℃以上降低到150℃左右，余热锅炉排出的烟气经由引风机回送至烟囱排空。
烟气余热回收主要回收环冷一段与二段，设置封闭式烟罩用于烟气余热回收，烟罩内部上方设置内绝热烟罩，分割成高温烟气段和低温烟气段。两个区段均设置一座烟囱，烟囱上设置三通管道，配置电动切换蝶阀，正常工作时，切换阀均将烟气导入锅炉烟道，在余热锅炉停止运行时，关闭烟气进入余热锅炉的通道，环冷机烟气通过机上烟囱排入大气。
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图1 环冷机余热回收系统工艺图
1 烧结工艺情况
目前我公司3#烧结机为360m烧结机，环冷机面积为415m，配有5台冷却风机，进风管路连通，每台风机风量为48.4万m/h。烧结环冷机处理量620t/h热烧结矿，冷却时间最长80min，料层厚度1500mm，烧结矿平均入料温度600~700℃，出料温度120℃。主抽大烟道风量为2.4万m3/min，风温170~180℃。
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2 余热回收烟气系统
余热回收系统由烟气收集系统和烟气利用系统两个子系统构成，余热锅炉排出的烟气经由引风机回送至烟囱排空。
2.1 烟气收集系统
环冷台车分成5个冷却段，第一段、第二段设置封闭式烟罩用于烟气余热回收，第三区、四、五区段设置开放式烟罩。前二个冷却段上方设置内绝热烟罩，分割成高温烟气段和低温烟气段，每个区段均设置一座烟囱，烟囱上设置三通管道，配置电动切换蝶阀，正常工作时，切换阀均将烟气导入锅炉烟道，在余热锅炉停止运行时，关闭烟气进入余热锅炉的通道，环冷机烟气通过机上烟囱排入大气。环冷机风箱相互隔离以免串风，同时根据各个区段的送风量，予以合理分区。
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2.2 烟气利用系统
从环冷机来的两段高温烟气分别引至锅炉烟气进口，经锅炉分段换热后，降至155℃左右出锅炉。
表1 引风机性能参数
配套变频电机
风机额定流量
风机全压
额定功率
66×104Nm3/h
2000Pa
800kW
冷却形式 空冷
防护等级 IP54
绝缘等级 F级
3 热力系统
3.1 余热锅炉系统
3.1.1 余热锅炉
3＃360㎡烧结机余热回收系统配套建设1台自除氧双压自然循环余热锅炉，余热锅炉采用双通道进气、塔式结构、单跨立式布置形式，锅炉干烧耐温400℃。
表2 余热锅炉参数
中压蒸汽压力 1.35MPa
中压蒸汽温度
197℃
设计产气量 45t/h
低压蒸汽压力
0.3MPa
低压蒸汽温度
144 ℃
锅炉排烟温度
155℃
锅炉阻损 <1000Pa
余热锅炉为双压、自除氧（一体化除氧器）、立式烟道、水平螺旋翅片管受热面、自然循环型式。锅炉产生的中压饱和蒸汽并入公司中压蒸汽管网，低压饱和蒸汽供烧结混合筒预热混合料使用。 3.1.2 加药取样系统
锅炉系统采用1套加磷酸盐装置。 取样系统：余热锅炉汽水取样共设5点。 3.1.3 排污系统
系统设置1台定期排污扩容器，系统排污及紧急放水均排至扩容器，排污扩容器附近有排污降温池，将排污水冷却后排放。 3.1.4 补水系统
补水为软化水，接自厂区软水管网。补水点：软水箱。 3.1.5 锅炉充氮保护系统
锅炉长时间停运时需充氮保护，所需氮气压力0.05MPa。
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图2 余热回收系统上位机界面
三 影响余热回收的因素
作为动态的生产过程，且上下道工序关联较大，影响烧结机环冷余热回收的因素很多，主要有环冷区域密封、烧结生产操作、设备运行状况等。
1 环冷区域密封
烧结环冷机漏风一般高达40～50%，为提高余热回收效率，就要加强堵漏风、减少烟气回收系统的热辐射散热，把漏风率尽可能降低以提高风机效率和热废气的品质。密封部分包括台车与烟罩间的密封、烟罩及烟囱的密封、环冷机头部受料点的密封等。平时应加强密封设备的维保工作及点巡检工作，对出现磨损的密封板要及时更换，保证以上部分密封性能良好。
1.1 台车与烟罩之间的密封
比较常用的密封备件有钢刷密封和弹性密封两种。钢刷密封由于钢刷本身的间隙，加上钢刷长期运行后变形，密封泄露情况较为严重，运行寿命较低，维护困难；采用弹性元件，可以吸收环冷机运行中的各个方向的窜动，同时达到完全密封的效果，从而提高烟气余热利用的品质，使余热充分利用，该密封装置运行维护方便。
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