▲钢铁厂烧结环冷机余热发电烟气流程图

一、钢铁工艺流程废热的定义与分类钢铁工业是重点的耗能大户，其总能耗约占总能耗的15%左右，钢铁生产工艺流程长、工序多，且主要以高温冶炼、加工为主，生产过程中产生大量余热能源，详见下表所示。

各种余热资源约占全部生产能耗的68%，这说明在目前钢铁生产过程中，2/3以上的能量是以废气、废渣和产品余热形式被消耗。

钢铁流程中的余热按照余热资源的品种分类，如下表：钢铁各流程中均有不同品质的废热产生，各废热来源如下：二、钢铁工艺流程废热利用技术现状（一）常规废热利用方式钢铁流程的废热利用中，废热回收发电是经济性比较高的一种废热回收方式，因此钢铁行业的废热回收主要以废热回收发电方式为主，在余热发电技术的研发应用方面，与发达国家钢铁工业相比，我们钢铁行业的余热发电技术起步较晚。

目前，钢铁工业余热发电主要有以下几种方式，一是利用焦化、烧结工序烟气余热换热产生过热蒸汽发电；二是利用炼钢、轧钢工序烟气余热换热产生饱和蒸汽发电；第三种是煤气-蒸汽联合循环发电。

另外目前有人提出利用高炉的冲渣热水余热进行ORC发电，此技术目前尚在论证中，市场未有应用案例。

1、过热蒸汽发电（1）干熄焦余热发电炼焦生产中，高温红焦冷却有两种熄焦工艺：一种是传统的采用水熄灭炽热红焦的工艺，简称湿熄焦，另一种是采用循环惰性气体与红焦进行热交换冷却焦炭，简称干熄焦。

干熄焦余热发电技术是指利用与红焦热交换产生的高温烟气驱动汽轮发电机组进行发电，其主要工艺流程为：焦炉生产出来的约1000℃赤热焦炭运送入干熄炉，在冷却室内与循环风机鼓入的冷惰性气体进行热交换。

惰性气体吸收红焦的显热，温度上升至800℃左右，经余热锅炉生产中高压过热蒸汽，驱动汽轮发电机组发电，同时汽轮机还可产生低压蒸汽用于供热。

随着干熄焦技术所产生的社会和节能环保效益得到普遍认可，干熄焦余热发电技术也得到了国内钢铁企业越来越广泛的应用。

该项发电技术已十分成熟，目前的发展趋势集中在进一步提高余热的回收利用效率上，正逐步由传统的小型中压参数系统向系列化、大型化、高参数发展。

烧结余热发电系统分析1.1烧结余热发电系统余热发电系统是利用余热回收装置将烟气产生的动力蒸汽来驱动冷凝发电机组产生电能。

该系统包括烟气系统和热力系统两部分。

其工艺流程是环冷段的中低温烟气通过烟气管道分别进入余热锅炉的中、低温烟气入口，在锅炉内换热回收热量后，余热锅炉排出约160℃烟气，将余热锅炉排出的低温烟气收集后，通过循环风机鼓入环冷段下部代替常温空气冷却烧结矿。

同时将处理过的水经过给水泵进入余热锅炉的对流管束中，通过余热锅炉的高温烟气将对流管束中的水加热，使其达到过热蒸汽状态，再经过保温管道进入汽轮机组推动叶轮转动，带动发电机发电[5]。

余热发电系统流程图如图1.1所示：图1.1 烧结余热发电系统流程图1.1.1余热发电烟气系统流程在余热发电机组正常运行时，原有烧结环冷冷却风机停运，启动循环风机，烟气由开式排放变成闭式循环，可进一步提高余热锅炉进口烟气温度并稳定烟气工况参数，锅炉出口烟气温度150℃左右，通过循环风机再次鼓入环冷机入口风箱，代替常温空气冷却烧结矿，烟气再循环系统是本系统中采用的核心技术，烟气再循环技术可以提高余热锅炉进口烟气温度，增加余热回收量，还使烧结矿的急冷破碎较少，提高烧结矿的品质，利于后续的炼铁工艺[2]。

烧结余热发电烟气系统流程如图1.2所示：图1.2 烧结余热发电烟气系统流程1.1.2余热发电热力系统流程余热发电热力系统是生产用水进入软化水车间进行软化，除氧器将水中的氧脱掉，之后经过给水泵进入余热锅炉的对流管束中，通过余热锅炉的高温烟气将对流管束中的水加热，时期达到过热蒸汽状态，再经过保温管道进入汽轮机组推动叶轮转动，带动发电机发电，最后水流入冷凝器，在打入除氧器循环使用，热力系统流程图如图1.3所示：图 1.3 烧结余热发电热力系统流程图图1.4烧结余热发电烟气系统工艺流程1.2烧结余热发电烟气系统烧结余热发电烟气系统流程如图1.4所示，环冷段的中低温烟气通过烟气管道分别进入余热锅炉的中、低温烟气入口，在锅炉内换热回收热量后，余热锅炉排出的约150℃烟气，将余热锅炉排出的低温烟气收集后，通过循环风机鼓入环冷段下部代替常温空气冷却烧结矿。

烧结工艺流程图：图片：烧结工艺流程图：烧结是钢铁生产工艺中的一个重要环节，它是将铁矿粉、粉（无烟煤）和石灰按一定配比混匀。

经烧结而成的有足够强度和粒度的烧结矿可作为炼铁的熟料。

利用烧结熟料炼铁对于提高高炉利用系数、降低焦比、提高高炉透气性保证高炉运行均有一定意义。

由于烧结技术具体的作用和应用太广泛了, 以下介绍一下烧结生产在钢铁工业粉矿造块的意义和作用我国的铁矿石大部分都是贫矿，贫矿直接入炉炼铁是很不合算b，因此必须将贫矿进行破碎、选出高品位的精矿后，再将精矿粉造块成为人造富矿才能入高炉冶炼。

所以，粉矿造块是充分合理利用贫矿的不可缺少的关控环节。

富矿的开采过程中要产生粉矿，为了满足高炉的粒度要兔在整较过程中也会产生粉矿，粉矿直接入炉会51起高炉不顺。

恶化高炉技术经济指标，因此粉矿也必须经过造块才能入炉。

粉矿经过迭决后，可以进一步控制相改善合铁原料的性肠获得气孔串高、还原性好、强度合适、软熔温度较高、成份稳定的优质冶金原料，有助于炉况的稳定和技术经济指标的改善。

粒矿造块过程中，还可以除去部份有害杂质，如硫、氟、砷、锌等，有利于提高生铁的质量。

因为人造富矿比天然富矿更具有优越性，成为了现代商炉原料的主要来源。

粉矿迭块还可综合利用含铁、合被、台钙的粉状工业废料，如高炉炉尘、钢迢、轧钢皮、均热炉渣、硫酸渣、染料铁红、电厂烟尘灰笔适当配入可以成为廉价的高炉好原料，又可以减少环境污染，取得良好的经济效益和社会效益。

粉矿造铁是现代高炉冶炼并获得优质高产的基础，对于高炉冶炼有君十分重要的意义，是钢铁工业生产必不可少的重要工序，对钢铁生产的发展起着重要作用。

1．2 粉矿造块的方法粉矿造块方法很多，主要是烧结矿和球团矿。

此外，还有压制方团矿、辊压团矿、蒸养球团t碳酸化球团，其成球方式和固结方法与球团矿不同，还有小球烧结，国外称为HPs球团化挠结矿，界于球团和烧结之间；还有铁焦生产，是炼焦和粉矿造块相结合。

球团矿的焙烧方法主要乞竖队带式焙烷仇链蓖机—回转窃。

第11卷第5期中国水运V ol.11N o.52011年5月Chi na W at er Trans port M ay 2011收稿日期：33作者简介：朱飞（）男，武汉都市环保工程技术股份有限公司工程师。

钢铁厂烧结冷却机低温余热发电技术开发及应用朱飞（武汉都市环保工程技术股份有限公司，湖北武汉430071）摘要：烧结冷却机低温余热发电技术是利用烧结冷却机中低温的废气通过余热锅炉产生低品位蒸汽，来推动汽轮机组做功发电。

文中对烧结冷却机纯低温余热发电热力工艺系统、热力参数、锅炉与烧结冷却机间烟气系统、烧结冷却机烟气罩的漏风改进等特点及发电能力进行了探讨、分析、比较，通过工程实例，为合理选择余热发电技术及提高发电能力提供参考。

关键词：烧结冷却机；低温余热发电；双压系统；烟气再循环；烟气罩中图分类号：TP273文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2011）05-0076-03一、前言在钢铁生产过程中，烧结工序的能耗约占总能耗的10％，仅次于炼铁工序，位居第二。

在烧结工序总能耗中，有近50％的热能以烧结机烟气和冷却机废气的显热形式排入大气。

由于烧结冷却机废气的温度不高，以往人们对这部分热能的回收利用重视不够，但实际上烧结冷却机废气数量大，可供回收的热量也大。

烧结冷却机低温余热发电技术是利用烧结冷却机中低温的废气通过余热锅炉产生低品位蒸汽，来推动汽轮机组做功发电。

其与火电发电相比，不需要消耗一次能源，不产生额外的废气、废渣、粉尘和其它有害气体。

它是当前工业企业节能和环保要求下的必然趋势和产物，具有充分利用低温废气以达到变废为宝，净化环境的目的，是一项一举两得的资源综合利用工程项目。

近年来，随着国家树立科学发展观、大力发展循环经济，国内钢铁、水泥生产线等纯低温余热发电技术得到蓬勃发展，多家科研院所积极进行余热发电技术研究、建设纯余热电站工程，使得余热发电技术日臻完善。

不同工程的不同热力系统，为用户提供了多种选择。

余热发电工艺流程图
余热发电是一种将工业生产过程中产生的余热转化为电能的技术。

下面是一个典型的余热发电工艺流程图：
1. 余热收集：首先，工业生产过程中产生的烟气、废水或高温废气中的余热被收集起来。

这些余热通常是通过烟气管道或烟囱来收集的。

在收集过程中，还需要对烟气进行净化处理，以去除其中的颗粒物和污染物。

2. 余热回收：收集到的余热被送入余热回收系统中，通过换热器将烟气、废水或高温废气中的余热传递给工作流体。

工作流体可以是水、有机液体或其他合适的介质。

在换热器中，烟气、废水或高温废气中的余热被传递给工作流体，使其升温。

3. 蒸汽发生：升温后的工作流体进入蒸汽发生器，通过与发生器中的低温工质接触，将部分工作流体中的热量转化为蒸汽。

蒸汽是余热发电中常用的工作介质，可以用于驱动汽轮机或蒸汽发动机产生动力。

4. 发电：蒸汽进入汽轮机或蒸汽发动机，通过旋转涡轮，将热能转化为机械能。

旋转涡轮的运动被连接到发电机，通过转子产生电能。

这样，余热被转化为电能，供给工厂自用或送入电网供应外部用户。

5. 热能回收：在发电过程中，余热还可以被回收利用。

通过余热回收装置，将发电过程中产生的废热用于加热工序中的水或蒸汽，提高整个工业生产过程的能效。

6. 废气排放：余热发电过程中的废气经过净化处理后，被排放到大气中。

净化处理有助于减少废气中的污染物含量，避免对环境造成污染。

以上就是一个典型的余热发电工艺流程图。

通过将工业生产过程中产生的余热有效转化为电能，可以提高能源利用效率，减少能源消耗和环境污染。

这种技术对于可持续发展和节能减排具有重要意义。

节约能源篇1 项目概况1.1 建设单位概况宝钢集团新疆八一钢铁有限公司。

1.2 项目概况项目名称：宝钢集团新疆八一钢铁有限公司新区烧结机组余热利用工程建设地点：八钢铁前新区。

项目性质：改建项目项目类型：生产性项目建设规模：1x30MW低温低压补汽凝汽式机组建设内容：用八钢烧结分厂现有2座265m2烧结机，1#265m2烧结机环冷机有效冷却面积为280m2，2#265m2烧结机环冷机有效冷却面积为360m2；1座430m2烧结机，430m2烧结机环冷机有效冷却面积为530m2，本设计回收3座环冷机的低温烟气余热，配置一台33MW凝汽式发电机组进行发电。

建设工期：2011年2月正式开工-2011年12月底正式投产发电，共计10个月。

项目周边环境：拟建八钢新区烧结余热发电33MW机组工程汽轮机区域位于八钢铁前新区，其南侧为高炉干煤棚，北邻在建的铁精粉圆形料仓，东邻新建空压站。

场地东西长约145m，南北最宽处约66m，总占地面积为9570㎡。

拟建场地地势平缓开阔，地形由西南向东北倾斜，平均坡度约1.6%，地面高程在820.46～822.58m。

1.3 建设方案简述1.3.1总平面布置：总平面布置共分两个布置区（主厂房布置区和烧结锅炉布置区）。

主厂房布置区根据八钢总体规划要求布置；烧结锅炉布置区根据烧结余热发电取风位置并结合现场空余场地布置。

1）汽机房区布置主厂房布置区主要布置有自然通风冷却塔、循环水泵房、主厂房，依次由西向东布置于八钢规划区域内。

南侧为高炉干煤棚，北邻在建的铁精粉圆形料仓，东邻新建空压站。

各建构筑物四周设环形道路，满足消防及设备运输要求。

2）1#烧结余热区布置1#烧结余热区主要布置有锅炉控制楼、1#锅炉、1#环冷风机及除尘器。

依次由西向东布置在1#环冷机南侧空地。

锅炉控制楼为1#、2#、3#锅炉共用。

3）2#烧结余热区布置2#烧结余热区主要布置有2#锅炉、2#环冷风机及除尘器。

依次由南向北布置在2#环冷机西侧。

武钢3×450m2烧结环冷机低温烟气余热的开发应用1前言随着能源的日趋紧张，节能成为烧结工序的又一主题，烧结工序能耗约占钢铁企业总能耗的10%，仅次于炼铁而居第二位，冷却机废气带走的显热约占总能耗20%～28%。

可见，回收利用冷却机废气带走的余热成为降低烧结工序能耗的一个重要环节。

武钢炼铁总厂共有5台烧结机，分别为一烧（450m2）、二烧（280m2）、三烧（360m2）、四烧（450m2）、五烧（450m2）。

总所周知，在烧结矿的生产过程中，烧结机结尾下料温度为700～800℃，鼓风环冷机冷却过程中会排出大量温度为280～400℃的低温烟气，该部分低温烟气带走的热量不能回收，不仅浪费了宝贵的能源，而且也污染了环境。

因此，对烧结环冷机废气余热进行有效回收利用，对武钢推行节能降耗、改善环境、拓展循环经济、实现可持续发展具有十分重要的现实意义。

从能源利用的有效性和经济性来看，将余热用来发电或作为动力直接拖动机械是最为有效的利用方式，因此武钢选择了余热发电方式来回收3台450m2烧结环冷机低温烟气余热。

该工程由中国设备公司总承包，于2007年9月9日正式开工，2008年11月28日热负荷试车成功。

2低温烟气余热发电的可行性研究2.1武钢烧结低温烟气余热利用情况国内烧结低温余热回收利用从产气原理上可归纳为两大类：一类是热管式蒸汽发生器装置，另一类是翅片管式蒸汽发生器装置。

两者相比，翅片管式余热锅炉较之热管，其换热效率、产气量等都大大胜出。

武钢集团非常重视节能降耗，早在1993年就在老一烧车间（现已拆除，原址上建起了炼铁总厂8#高炉）3#带冷机上安装了热管式蒸汽发生器；2003年5月，又在三烧“四改一”工程396m2环冷机的高温段上安装了翅片管式余热锅炉，投产至今已6年有余，运行良好，产生了巨大的经济和环境效益。

2.2余热发电情况调研随着近年来低温烟气余热锅炉技术和低参数补气式汽轮发电机组技术参数不断发展和日益完善，使低温烟气余热回收发电成为可能，为此我们分别考察了马钢300m2（2005年9月投产，年发电量约6100万KWh）烧结带冷机余热发电系统和海螺集团宁国水泥厂回转窑余热发电设施（98年投产，年发电量约5500万KWh），通过与上述两家的烟气情况进行对比，武钢烧结环冷机所产生的烟气温度及烟气量完全具备发电条件，而且一烧、四烧和五烧三个车间的现有场地，能够满足余热发电工艺设施及管道布置需要。

烧结低温烟气余热发电技术应用分析摘要：随着社会的发展与进步，重视烧结低温烟气余热发电技术具有重要的意义。

本文主要介绍烧结低温烟气余热发电技术应用的有关内容。

关键词:烧结; 低温; 余热; 技术; 应用abstract: along with the development of social development and progress, and pay attention to the sintering temperature flue gas waste heat power generation technology has the vital significance. this paper mainly introduces the sintering temperature flue gas waste heat power generation technology application related content.keywords: sintering; low temperature; waste heat; technology; application中图分类号：tu74 文献标识码：a 文章编号引言钢铁企业烧结工序的能耗仅次于炼铁工序，一般为钢铁企业总能耗的10％～20％。

传统的烧结余热利用方式是在环冷机高温段安装简易余热锅炉生产蒸汽，效率低，回收的废气余热仅占总热量的10％左右。

近年来低温烟气余热锅炉技术和低参数补汽凝汽式汽轮发电机组技术不断发展，低温烟气余热回收成为可能。

最大限度的利用烧结环冷机排放的低温烟气的热能，降低烧结工序能耗，从而降低生产成本，是烧结余热发电的主要目标。

重钢在环保搬迁前烧结厂热平衡测试数据表明，烧结机的热收入中烧结矿显热占28.2%、废气显热占31.8%。

可见，烧结厂余热回收的重点为烧结废(烟)气余热和烧结矿(产品)显热回收。

烧结余热也是目前我国低温余热资源应用的重点。

钢铁、冶金企业节能之余热余压利用钢铁生产过程消耗大量的电能和煤炭，产生大量的煤气和余热。

钢铁企业应当优化能源结构和能源利用，在能源效率最大化的前提下，利用钢铁生产流程中的余热余能和副产煤气发电，与电力行业构成钢铁—电力循环经济产业链。

在钢铁企业，可以发电的余热余能形式和过程有高炉炉顶余压发电（TRT）、余热锅炉蒸汽发电、煤气—蒸汽联合循环发电（CCPP）、全烧高炉煤气或气煤混烧锅炉余热发电。

如莱钢推广应用高炉、转炉煤气回收利用技术，TRT、CCPP和干熄焦（CDQ）发电技术、低温余热发电技术；研究高炉冲渣水低温余热利用技术、转炉余热锅炉蒸汽发电技术、烧结机余热蒸汽发电技术等，形成二次能源循环链，不断提高余热余能回收利用水平。

炼铁工序高炉煤气余压利用高炉炉顶煤气的压力能和热能，通过透平膨胀机做功发电，但不影响煤气后续利用。

高炉炉顶压力达0.15～0.25Mpa，平均每吨铁可发电20～50kWh，折标煤8～20kg，单位投资费用约4500元/kW，根据压力及除尘方式不同（湿法除尘、干法除尘），投资回收期在2—6年。

1956年苏联开始研制TRT。

1962年第一套装置(6MW)在马格尼托哥尔斯克钢铁公司8号高炉(1370m3 )投产。

改进后的第二套装置是带煤气预热器的二级轴流冲动式透平机。

1974年日本川崎钢铁公司水岛钢铁厂2号高炉(2857m3 )建成首套二级径流向心式透平机(8MW)，采用喷水措施防止透平机积灰堵塞。

1982年第一套采用袋式干式除尘装置的TRT在住友金属工业公司小仓钢铁厂2号高炉投产6.6MW。

1985年采用干式电除尘装置的TRT在日本钢管公司福山钢铁厂2号高炉投产8.2MW。

20世纪80年代，中国在几座1000m3 以上高炉上装备了TRT，1991年开始在3200m。

高炉上应用干式电除尘器和干式TRT。

随着技术发展，新的大型余压发电透平机常制成干式高效轴流式结构，进口静叶片可随煤气量和压力变化调整，并有防积灰、防腐蚀等多种改进措施。