烧结余热利用技术开发及应用
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关于对烧结余热技术中热风烧结的概述及应用摘要:为完善烧结工艺,充分利用烧结余热达到优质、高产、低耗的目的,本文概述了我国烧结余热回收利用的发展状况,提出热风烧结所应具备的条件和工艺要求,制定一系列实践措施,旨在为创新循环工艺技术和节能减排奠定基础。
目前,我国大中型钢铁企业生产1 t烧结矿产生1.44 GJ的余热资源量,回收利用率(即回收利用的余热占余热总量的百分比)为35%~45%。
以2012年计,我国尚没有得到回收利用的余热资源约有8.0亿GJ。
因此,烧结过程余热资源的高效回收与利用是目前降低烧结工序能耗乃至炼铁工序能耗的重要方向与途径之一。
“十一五”期间,我国大中型钢铁企业在产业政策和经济杠杆的驱动下开始相继使用烧结余热发电系统。
进入“十二五”中期,在我国钢铁工业受到了全球经济格局的困扰的情况下,烧结余热发电整体发展放慢了脚步。
然而,我国烧结余热回收利用技术还相对滞后,尚缺少标杆性的示范工程,亟待发展。
本文总结我国烧结余热回收各项技术的分析,目前我国烧结余热回收利用存在的制约环节;提出了烧结余热回收与利用技术发展的种途径,为我国烧结余热回收的良性发展奠定基础。
我国烧结余热资源的回收利用起步较晚。
1987年,宝钢首次从日本新日铁引进余热回收的全套技术和装备,并在1台450m2烧结机上建成我国第1台大型现代化的烧结余热回收装置。
2004年,马钢再次引进日本川崎技术及设备,在2台328 m2烧结机上建成了国内第一套烧结余热发电系统。
而后,2007年,济钢在消化吸收国外先进技术的基础上,依靠国产化设备,在1台300 m2烧结机上建成了国内第2套烧结余热发电系统。
2009年12月,国家工信部推出《钢铁企业烧结余热发电技术推广实施方案》,在此计划推动下,国内各大钢铁企业纷纷签订烧结发电合同,烧结发电发展势头强劲。
截至2012年,我国钢铁行业有烧结机1200余台,总烧结面积约12.6万m2,余热回收设备配备比例约30%~40%,余热回收利用率为20%~30%,吨矿发电量为10~13 kW·h。
浅谈提高烧结余热发电量的技术创新与工艺优化随着我国能源结构的多元化发展,煤炭作为主要的能源资源仍在我国能源结构中占有重要地位。
而煤炭燃烧产生的废热余热一直以来被认为是一种资源的浪费,而利用余热进行发电则成为提高能源利用效率和减少环境污染的重要途径。
烧结余热发电是指利用烧结炉的余热进行发电,是一种节能环保技术,可以有效提高烧结炉能源的利用率,同时也可以减少大气中的二氧化碳排放,对于节能减排有着积极的意义。
在这种背景下,研发和应用烧结余热发电技术成为了当前烧结生产中的重要课题。
烧结是炼铁生产过程中的重要环节,其主要目的是将粉末状矿石和配料块料加热到一定温度,使自然发生的化学反应使颗粒之间焦结为某种粘结合物,以及焦炭和矿石颗粒之间焦化和还原反应得以发展,形成一种多孔的块状烧结矿。
在烧结过程中,往往会产生大量的余热,其中蕴含着丰富的能量。
烧结矿石有机械性强、耐高温、导电率低、热传导率低等特点,通过合理的设计和运用一些先进的设备和工艺,可以更好的收集和利用烧结机的余热,从而实现烧结余热发电,具体的技术创新和工艺优化可以从以下几个方面来做。
一、余热回收与利用技术的创新1. 烧结热能回收技术通过在烧结机排烟系统中设置余热回收装置,可以将热风炉产生的高温烟气回收,利用余热进行热水或蒸汽的生产,满足企业生产和生活的热能需求,同时也可以用于发电。
通过余热回收装置,可以将排放的废气中的热能回收利用,极大的提高能源的利用效率。
2. 蓄热式余热发电技术蓄热式余热发电技术是一种新型的余热发电技术,通过蓄热设备蓄存热能,再利用蓄热设备释放热能,驱动发电机组发电。
这种技术不仅可以提高余热的利用效率,还可以实现对燃料的有效利用,降低企业的能源消耗。
3. 余热发电系统的优化设计在余热发电系统的设计中,应当从热源的选择、传热系统、蓄热设备、发电机组等方面进行综合优化设计,确保整个系统的稳定高效运行。
还需要根据工艺流程的特点,合理确定余热发电系统的工作参数,以最大化地提高系统的能量转换效率。
浅谈提高烧结余热发电量的技术创新与工艺优化烧结余热发电是指将烧结机组废气中的余热利用,通过热电转换技术转化为电能。
烧结余热发电具有低能耗、低排放等优点,是一种环保、节能的新能源。
为了进一步提高烧结余热发电量,需要进行技术创新和工艺优化。
一、技术创新(一)全膜式透平技术总热量利用率和透平效率是决定烧结余热发电量的重要技术参数,对于现有透平技术,其透平效率较低,导致了热量的浪费。
全膜式透平技术是近年来出现的一种新技术,其采用全膜式结构,使得透平的压比得到了提高,透平效率也得到了增加。
同时,采用了新型材料的透平叶片,可以有效降低透平的纵向力矩,进一步提高透平效率。
(二)换热器技术现有的换热器技术存在换热面积小、传热效率低、易结垢等问题,影响了烧结余热发电量。
为此,需要进行换热器技术的创新。
一种创新的换热器结构是采用多组管束,使得管线布局更加合理,管道间传热更加均匀。
同时,采用表面处理技术,可以使得管内壁面更加光滑,减小结垢的风险,增加换热面积,提高传热效率。
(三)低温余热发电技术低温余热发电技术可以有效提高烧结余热发电量。
该技术通过利用烧结机组废气中的低温余热,利用锂离子电池、纳米管技术等进行电热转换,实现废气中低温余热的有效利用。
这种技术具有投资成本低、适用范围广等优点。
二、工艺优化(一)机组布置优化机组布置优化是提高烧结余热发电量的关键。
合理的机组布置可以使得废气的热量更加充分地被利用,使得机组的发电效率得到优化。
对于现有的烧结机组,可以采用两台透平式烧结设备并联的方式,使得机组的总热量利用率提高至90%以上,进一步提高发电量。
(二)调控鼓风量调控鼓风量是提高烧结发电量的重要因素之一。
太大的鼓风量会导致废气中的热量不能充分利用,太小的鼓风量又会导致烧结机组的生产效率下降。
因此,需要对烧结机组的鼓风量进行精细调控,使得废气中的热量被充分利用。
(三)废气的再循环利用废气的再循环利用可以使得机组的总热量利用率进一步提高。
钢铁企业烧结余热利用与发电技术摘要: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%。
我国烧结工序的能耗与先进国家相比有较大差距,每吨烧结矿的平均能耗要高20kgce。
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,即浪费了热能又污染了环境。
据日本某钢铁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。
一、烧结余热利用方式与现状烧结余热主要利用方式有(1)在点火前对烧结料层进行预热;(2)送到点火器,进行热风点火;(3)实行热风烧结,回收烧结过程的热量和成品矿显热,降低烧结能耗;(4)利用余热锅炉回收烧结或冷却热废风,所产蒸汽用于预热烧结混合料或生活取暖等,或者进行蒸汽升值发电。
目前,我国大型烧结厂普遍采用了余热回收利用装置,但多数中、小烧结厂的余热仍未得到有效利用。
国内重点大中型企业,钢铁协会会员单位在2006年钢铁协会调研时,只有不到三分之一的烧结机配备了烧结余热利用设备,大部分是蒸汽回收并入全厂动力蒸汽管网,很少利用余热发电的。
近年来,随着低温烟气余热锅炉技术和低参数补汽式汽轮机技术的发展,使低温烟气余热发电成为可能。
二、烧结余热利用与发电技术目前我国烧结余热利用的重点和难点在于:由于存在漏风率高导致废气温度降低,又要保证进入除尘器前废气温度在露点以上等原因,回收利用烧结余热较困难。
因此,如何降低漏风率以提高烧结机烟气温度,以及在保证烧结废气除尘所需温度条件下,实现烧结机尾部高温段废气显热回收?烧结余热蒸汽发电核心技术的消化吸收和本土化,是烧结余热回收的重点。
如开发此技术将烧结矿余热充分利用,则钢铁行业年可节约能源约900万吨标准煤。
烧结余热发电是利用低温余热的一个有效途径,但目前来说应用很少,且存在一些问题,在运行过程中,由于烧结机和环冷机工况发生变化时,余热回收系统的工作参数也将随之变动,输出的蒸汽压力、温度、流量也将发生变化,从而影响发电机组的运行效率。
浅谈提高烧结余热发电量的技术创新与工艺优化烧结是冶金过程中的一种重要的炼铁方法,其优势在于生产效率高、质量稳定、能耗低等。
然而,在烧结生产过程中,产生的余热能被有效利用,将会提高能源利用效率,降低生产成本,同时也有助于保护环境。
因此,提高烧结余热发电量的技术创新与工艺优化是烧结生产过程中的一项重要任务。
一、技术创新1. 改进热交换器热交换器是将冷却水通过冷却和回收余热的设备。
目前,常规的热交换器只能回收部分余热,无法实现全面回收。
因此,改进热交换器的设计是提高烧结余热发电量的重要技术手段之一。
改进热交换器的方案有很多,例如增加热交换器面积、优化冷却水的流动方式、改变热交换器材质等。
这些方案的实现可以提高热交换器的传热效率,进而提高烧结余热的发电效率。
2. 利用烧结废气发电烧结废气中含有高浓度的CO、CO2等可燃气体,可用于发电。
通过开发新型的烧结余热发电机组,在废气中安装发电机,将废气中的可燃气体转化为电能,从而提高烧结余热的发电效率。
同时,废气中产生的热量可以用于发电机的预热,提高发电机的效率,从而提高整个发电系统的效率。
3. 应用高效节能设备在烧结生产过程中,系统的各部分相互联系,一个环节的能耗高,就会影响整个系统的效率。
因此,应用高效节能设备是提高烧结余热发电量的又一重要手段。
例如,采用高效节能热风炉,可以减少能源浪费,提高烧结产能和热效率。
同时,还可以改变热风炉内燃烧的方式,减少NOx排放,改善烧结的质量。
二、工艺优化1. 烧结制度综合优化烧结制度是烧结生产过程中最为关键的部分,其完善与否直接影响到烧结产品的质量和余热利用率。
因此,在制定烧结制度时,需要从多方面考虑,进行系统优化。
例如,通过优化烧结制度中的升温速率和保温时间,保证热值的合理利用,提高烧结过程的热效率、热平衡性和产品质量。
同时,还可以针对不同品种的烧结产品进行制度优化,提高对不同品种烧结产品的适应性和生产效率。
2. 余热系统优化在烧结生产过程中,余热的回收和利用是提高生产效率的关键。
36!"工程Mining Engineering第15卷第6期2017年12月•烧结球团!烧结环冷机余热回收利用技术的应用吴天月(中冶北方工程技术有限公司,辽宁大连116600)摘要:环冷机余热回收利用技术的应用可将烧结环冷机一、二段风箱排出的气体作为余热锅炉的热源进行回收利用,产生蒸汽推动汽轮机做功达到作为主抽风机动力的目的,实现了机械能#机械能直接转化的过程。
通过S H R T系统从而提高钢铁企业能源利用率,节约了大量的能源,项目的经济效益十分可观。
关键词:余热回收;汽轮机;烧结主抽风机(节能中图分类号:T F321.4 文献标识码:B文章编号:1671 —8550 (017)06 —0036 —020引言现有环冷机余热回收利用技术多为产生蒸汽或发电并网,而烧结主抽风机电机功率高,电耗高达烧结厂总用电量的50R%若将二者有机结合,环冷机余热回收利用产生蒸汽,推动汽轮机做功,作为主抽风机的动力,则可实现机械能#机械能直接转化的过程,可节约大量的能源。
1技术特点—布置合理,废气利用范围及热力系统技术可靠实用,利用率高,运行安全可靠,成本低,投资省,效率高。
—余热锅炉烟气系统采用烟气再循环方式,在不影 响烧结料冷却工艺前提下,尽量提高余热锅炉进口废气温度,提高热能利用率。
循环风机具有可靠的耐磨措施,且 采用高压变频调速方式。
—环冷余热锅炉采用双进烟气自然循环双压余热锅炉。
余热锅炉换热面积有足够的容量,以确保获得较大的经济效益。
SHRT机组是烧结余热能量回收与电动机联合驱动烧结主抽风机的新型能量回收机组,由烧结余热汽轮机、变速离合器、烧结主抽风机、同步电动机组成。
它将 钢铁企业烧结余热回收的能量直接作用的烧结主抽风机轴系 ,通过 电机 电到节 的的,通过系统集成提高能量回收效率,节省投资及运行成本。
汽轮机 组采用补汽式纯凝汽轮拖动机组,选用技术先进、成熟、可靠的国产定型设备。
—采用机力通风冷却塔的循环供水系统,提高水的重复利用率。
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。
烧结厂余热利用技术简介1. 引言烧结是一种将粉煤灰、石灰石或其它成分相似的原料通过加热使之部分熔化,然后回结固化成块状的冶金过程。
这个过程产生的高温烟气和废热在烧结厂通常都被排放到大气中。
然而,随着对能源资源的需求和环境保护意识的增强,如何有效利用烧结厂的余热已成为研究和开发的重点。
本文将简要介绍几种常见的烧结厂余热利用技术,并分析其优点和局限性。
2. 烧结厂余热利用技术2.1 热交换器技术热交换器技术是一种常见的烧结厂余热利用技术。
热交换器可以将高温烟气中的热能传递给废水、蒸汽或其他介质,以实现能量的回收和利用。
热交换器通常包括换热管道和换热器设备。
热交换器技术的优点在于可以提供连续的热能供应,并减少对外部能源的需求。
然而,此技术的局限性在于热交换器设备的成本较高,维护困难,并且对脏污、腐蚀性介质敏感。
2.2 ORC技术ORC技术(有机朗肯循环)是一种将烧结厂余热转化为电力的技术。
ORC系统通过将高温烟气中的热能转移到有机工质中,然后通过有机工质的蒸汽驱动涡轮发电机产生电力。
与传统蒸汽发电系统相比,ORC技术可以在较低的温度下工作,提高了热能转化的效率。
此外,ORC技术还可以通过调整有机工质的选用来适应不同温度下的余热利用。
然而,该技术需要较高的初投资成本,并且对有机工质的选择和运行维护要求较高。
2.3 废热蒸汽利用技术废热蒸汽利用技术是一种将烧结厂余热转化为蒸汽以供其他生产过程使用的技术。
在烧结厂中,产生的高温烟气可以通过余热锅炉将废热转化为蒸汽,然后再将蒸汽输送到其他工序中进行能量回收。
废热蒸汽利用技术可以减少对外部能源的需求,并提高能源利用效率。
然而,该技术的缺点在于需要较大的设备投资,且对蒸汽管道的要求较高。
3. 总结烧结厂余热利用技术是一种重要的能源回收利用手段,可以减少环境污染,降低能源消耗,提高能源利用效率。
本文介绍了几种常见的烧结厂余热利用技术,并分析了它们的优点和局限性。
无论是热交换器技术、ORC技术还是废热蒸汽利用技术,都需要根据具体的烧结厂情况和需求来选择和应用。
浅谈提高烧结余热发电量的技术创新与工艺优化烧结余热发电是指利用钢铁、有色金属等高温烧结过程产生的余热发电。
这种发电方式是一种节能环保的发电方式,可以通过技术创新和工艺优化来提高其发电量。
通过技术创新来提高烧结余热发电量。
技术创新主要分为两个方面,一是在余热回收装置上进行创新,二是在余热发电装置上进行创新。
在余热回收装置方面,可以考虑采用高效换热器,增大换热面积,提高热量回收效率。
可以采用多级余热回收系统,将烧结过程中产生的多个余热进行回收,提高发电量。
可以考虑采用新型余热回收材料,如气凝胶材料,具有较低的导热系数和较高的热稳定性,可以提高余热回收效果。
在余热发电装置方面,可以考虑采用高效发电机组,提高发电效率。
可以利用三废(废热、废气、废渣)综合利用技术,将烧结过程中产生的废气和废渣进行资源化利用,进一步提高发电量。
可以采用联合循环发电技术,将烧结过程中产生的余热与其他工序的余热进行联合发电,提高整体发电效率。
通过工艺优化来提高烧结余热发电量。
工艺优化主要包括四个方面,一是优化烧结工艺,二是优化余热回收过程,三是优化发电装置工艺,四是优化系统运行管理。
在烧结工艺方面,可以通过优化燃料燃烧过程,提高燃烧效率。
可以优化烧结物料配比,提高烧结物料的热值,增加余热产生量。
在余热回收过程中,可以优化余热回收装置的布置,减少热量损失。
可以优化换热器的运行参数,提高换热效率。
可以采用烟气再压缩技术,将余热回收装置的烟气再压缩,提高发电效率。
在发电装置工艺方面,可以优化发电机组的运行参数,提高发电效率。
可以优化发电机组的启停策略,降低启停频率,减少能耗。
在系统运行管理方面,可以建立完善的余热发电系统监控系统,实时监测系统运行状态,及时发现并处理问题。
可以建立科学的运行计划,合理利用余热资源,提高系统整体效率。
通过技术创新和工艺优化,可以提高烧结余热发电量,实现可持续发展。
这不仅可以减少能源消耗,降低碳排放,还可以提升企业的经济效益和竞争力。
工业技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald95邯钢邯宝公司烧结余热发电初期建设为两台烧结环冷机分别配置一台双压余热锅炉,产生的蒸汽供一台30 MW补汽凝气式汽轮机带动发电机用于发电。
经以上配置,虽然将烧结工序环冷机的大部分余热进行了回收利用,但由于烧结机仍有大量烟气显热未得到回收利用,故在两台烧结机尾部大烟道处各增加一台余热锅炉,产生的中压蒸汽并入原锅炉蒸汽母管系统,供汽机带动发电机用于发电,经济效益明显。
经搜索有关文献,发现对烧结机机尾显热回收的资料并不多,现将我单位的探索应用经验与大家共同分享。
1 烧结余热回收利用现状目前对烧结工序的余热利用大多限于烧结冷却机部分。
烧结工序的余热利用多数并未对大烟道烟气余热进行回收。
考虑到降低烧结工序能耗,提高烧结余热回收利用率,本次烧结余热利用发电方案在对烧结环冷机余热回收的基础上对烧结机机尾烟气余热回收,产生的蒸汽并入原锅炉中压蒸汽母管系统,供汽轮发电机组发电使用。
邯钢新区烧结厂现有2条360m 2烧结生产线,现已配置2套环冷机余热锅炉,合建一座30 MW烧结余热发电站。
为最大限度的回收烧结生产工序产生的中低温烟气余热,实现能源循环利用,提高现有烧结余热发电机组的利用效率,提高企业经济效益,本工程以回收2×360 m 2烧结机机尾余热,共配置2套余热锅炉,产生中压蒸汽并入原30 MW烧结余热发电站中压蒸汽母管,以提高发电量,进一步节能降耗,提高企业经济效益。
1.1 本工程中主要技术的设计原则和技术特点(1)采用单压汽水系统,尽量回收利用烧结机机尾高温烟气余热产生过热蒸汽,同时排烟温度合理,避免出现露点腐蚀。
因此,设置机尾余热锅炉不仅回收了烟气余热,还降低了原有烟气系统除尘器及引风机的负荷,节约了电能,降低了原系统的运行费用。
(2)采用废气旁路系统,确保在余热锅炉检修或故障时不影响烧结机的正常生产。
基于烧结矿冷却过程余热利用分析利用烧结矿冷却过程中的余热是一种节能、环保和经济效益的有效途径。
本文主要从烧结矿的生成过程以及冷却过程中余热的利用等方面进行分析,探讨余热利用的可行性和应用前景。
一、烧结矿的生成过程烧结矿是利用铁矿石、焦炭、石灰石等原料,在高温条件下进行反应,形成的一种铁矿石材料。
在这个过程中,需要将原料进行混合后送入耐火材料制成的烧结机中进行烧结,通过高温烧结生成烧结矿。
二、烧结矿的冷却过程烧结矿的高温状态需要冷却后才能使用,一般冷却的方式包括自然风冷和水冷两种形式。
自然风冷需要将烧结矿放置在风中进行自然冷却,这种方式的冷却时间较长,一般需要5-7天。
水冷则是利用冷水进行冷却,冷却时间相对较短,但是需要耗费大量的水资源和能源。
三、利用烧结矿冷却过程余热的可行性分析烧结矿冷却过程中产生的热量并不是无法利用的,通过合适的技术手段,可以将烧结矿冷却的热量转化为有用的能源。
目前,使用烧结矿冷却过程余热的方式主要有以下几种:1、余热回收发电利用余热回收发电是一种成熟、稳定的技术。
通过在冷却过程中设置余热回收装置,将热量转化为能电,减少对外界能源的依赖,达到节能的目的。
2、余热回收制氢烧结矿冷却过程中余热的温度较高,可用于制氢过程中的蒸汽重整反应中,这也是目前较为普遍的一种利用方式。
通过利用余热,可以使制氢过程中的成本降低,提高废气的利用率。
3、余热回收供暖冬季供暖是一项大消耗能源的工作,利用烧结矿冷却过程中的余热为供暖提供能源,可以有效地降低供暖成本,同时减少对环境的影响。
四、总结烧结矿冷却过程中的余热利用的可行性已经得到了很好的论证,不论是经济效益还是社会效益,都是非常可观的。
不同的利用方式可以根据实际情况的不同,进行灵活的应用。
我们相信,在不断推进科技进步的同时,利用余热也将越来越被人们所重视、关注、和采用。
浅谈提高烧结余热发电量的技术创新与工艺优化烧结是一种重要的铁矿石还原工艺,其过程中会产生大量的余热。
如何充分利用这部分余热,提高烧结厂的能源利用率,一直是烧结行业面临的问题。
为此,烧结厂需要通过技术创新和工艺优化来提高烧结余热的发电量。
一、技术创新(一)余热回收技术的发展在烧结过程中,大量的余热以及冷却水都会被排放,造成了巨大的能源浪费。
随着科技的进步,利用余热回收技术已成为烧结行业的一个主要趋势。
目前,常见的余热回收技术主要有废热发电技术、余热蒸汽发生器技术和余热燃气发生器技术。
(二)余热利用的研究进展近年来,利用余热发电已成为烧结行业发展的重要方向。
烧结行业将余热与热电联供技术相结合,发挥其余热资源的最大潜力,既可以降低生产成本,又可减少环境污染和碳排放。
同时,还可以通过政策鼓励等方式,促进烧结行业向清洁能源转型。
(三)新型节能环保材料的研发为了提高烧结行业的能源利用率,不断推动烧结技术进步,烧结厂需要不断开展新型节能环保材料的研究和开发。
比如,烧结厂可以研发新型耐火材料,采用新型耐火材料可以有效延长其寿命,提高反应效率,从而达到节能环保的效果。
二、工艺优化(一)炉料结构的优化炉料的结构对于烧结效果和余热利用效果有着很大的影响。
在炉料结构方面,烧结厂可以优化其原料的比例和粒度分布等因素,提高炉料的均匀性,从而提高烧结效率,增加余热的利用率。
(二)冷却水利用的优化冷却水是烧结过程中的重要组成部分,烧结厂可以通过优化冷却水的利用方式,减少水的损耗,提高水的再利用率。
比如,可以采用全蒸汽冷却的方式来替代传统的水冷却,减少冷却水的流失,从而达到节能环保的目的。
(三)废气净化系统的优化在烧结过程中,废气产生量巨大,严重影响着环境质量。
为了解决这一问题,烧结厂可以通过改进废气净化系统,提高废气的净化效率。
此外,还可以加强对生产过程的监管力度,减少废气的产生量。
综上所述,提高烧结余热的发电量需要不断推进技术创新和工艺优化,提高炉料质量和利用率等方面,从而达到节能环保、降低成本的目的。
浅谈提高烧结余热发电量的技术创新与工艺优化随着我国对环保和能源利用的重视,烧结余热发电技术逐渐成为烧结厂的重要发展方向。
提高烧结余热发电量,对降低企业能耗、减少环境污染、改善资源利用效率具有重要意义。
本文将从技术创新和工艺优化两个方面,浅谈提高烧结余热发电量的相关内容。
一、技术创新1. 余热回收技术余热发电是指通过将工业生产中的余热转化为电能进行发电,烧结生产中产生的余热经过合理收集和利用可以转化为电能。
目前常用的余热回收设备包括烟气余热锅炉、余热发电机组等。
烟气余热锅炉是将烧结烟气中的余热通过换热器收集,再利用锅炉进行高温高压蒸汽发电。
而余热发电机组则是直接利用烧结烟气中的余热进行发电。
在技术创新方面,可以通过提高余热回收设备的换热效率、优化锅炉结构等方式来提高余热的利用率,从而增加烧结余热发电量。
2. 发电设备技术烧结余热发电的关键部件是发电设备,其性能直接影响发电效率。
传统的燃气轮机、蒸汽轮机等发电设备虽然稳定可靠,但是效率相对较低,且对余热的利用要求较高。
研发高效的余热发电设备成为提高烧结余热发电量的关键。
目前,一些企业已经开始尝试采用高效的有机朗肯循环发电机组、燃气透平发电机组等新型发电设备。
这些设备具有高效率、灵活性强、适应性广等优势,能够更好地适应烧结烟气的特点,从而提高余热发电量。
3. 烧结工艺改进通过改进烧结工艺,可以降低烧结烟气中的排放物含量,提高余热利用率。
目前,一些企业已经开始尝试采用高温烧结和高效节能烧结工艺,通过提高烧结炉内温度、优化烧结配比等方式来提高余热质量。
除了对烧结炉内工艺的改进,还可以考虑在烧结过程中采用先进的烧结燃料,比如采用高热值的燃料,降低烧结排放物的含量,从而提高余热的可利用性。
二、工艺优化1. 余热利用系统优化烧结余热利用系统包括余热回收设备、余热发电设备、余热管道等组成的一套系统。
优化这一系统,能够提高余热的收集和利用效率。
首先要对余热回收设备进行优化,比如提高换热器的换热效率、优化余热管道的布局、加装余热回收设备等,从而增加余热的收集量。
烧结余热发电技术应用与升级改造摘要:现阶段,随着社会的发展,我国的科学技术的发展也有了很大的提高。
烧结生产会产生的含热能废气,利用这些废气进行蒸汽发电,就是把钢厂烧结机所产生的冶炼烟气余热回收利用,生产中压饱和蒸汽,配套饱和蒸汽轮机组,抽取供热发电。
对烧结机烟气的回收利用,一方面减少了对大气环境的污染,另一方面,也节约了生产成本,其所产生的蒸汽可进行对外供热供电,节省了企业的生产成本,节能减排。
通过对烧结工艺系统和利用烧结废弃气体热能进行蒸汽发电系统进行深入研究,分析并完善利用烧结废弃气体热能进行蒸汽发电集散控制系统中存在的不符合实际生产任务的缺陷,深入研究分析口常工作中具体的生产状况,发现设备或流程中的缺点,并通过改进优化控制系统等方面,最终提高发电效率。
同时利用实际工作流程和设备选用的情况对工艺系统进行系统的研究,优化系统的控制系统,以实现最优的调节控制系统。
通过对蒸汽发电双压系统、单压系统、闪蒸系统和补燃系统四种蒸汽发电系统的研究以及热力学和经济性的计算,发现对于企业双压系统的经济价值和热力特性最好,污染物较少,是最合理的设计方案。
分析了控制系统中的一些特性,对废气热能发电制定了自动控制程序,努力对自控进行升级,实现最优。
关键词:烧结余热发电技术;应用;升级改造引言本文介绍了烧结余热发电技术及该技术在邯钢烧结余热回收的应用,分析了余热机组存在的问题,提出了改造方案并实施,优化了烟气进回风系统布置,提高了烟气余热利用效果,为钢铁企业烧结余热回收提供了应用典范。
1概述烧结余热发电技术是一项将烧结废气余热转化电力的节能技术,是国家重点节能推广项目,随着钢铁工业节能利用的发展,烧结余热回收也大幅度提高,如何有效的回收利用烧结生产过程中的这部分热量引起了人们的高度重视。
邯钢435m2烧结余热回收采用双压式冷凝汽轮发电技术,2012年建成投产,投产后由于设计存在部分缺陷,烟气温度比原设计温度低,余热锅炉运行工况与原设计出入较大,烟气含尘量大,锅炉换热管组与循环风机部件磨损严重,回风管道积灰情况严重,严重影响回风量与环冷机冷却效果,对发电量造成较大影响。
烧结余热利用技术开发及应用
发表时间:2019-01-03T16:15:42.580Z 来源:《基层建设》2018年第32期作者:宋进栋
[导读] 摘要:近年来,能源短缺和环境污染严重的问题受到社会各界的高度重视,节能、减排、降耗已成为一个全球性的焦点话题。
河钢集团唐钢能源科技分公司河北唐山 063000
摘要:近年来,能源短缺和环境污染严重的问题受到社会各界的高度重视,节能、减排、降耗已成为一个全球性的焦点话题。
我国的钢铁工业是能耗大户,约占全国总能耗的15%,而烧结工序生产过程中能耗约占钢铁企业总能耗的10%~20%,比炼铁工序略低。
在烧结生产过程中会产生大量的余热,由于受工艺和技术等因素的限制,目前余热利用率不足30%,浪费严重,与这方面做得比较好的发达国家相比,还有一定的差距,节能潜力很大。
从节省能源、降低能耗、保护环境、提高企业经济效益和社会效益出发,尽可能多的回收和利用烧结余热。
关键词:烧结余热;利用;技术开发;应用
1 烧结余热的特点
烧结工序中有两种能量可以被回收再次使用,分别是烧结烟气所蕴藏的热能和烧结环冷废气所释放的热能。
烧结烟气的最高温度约为150℃,它所蕴含的热量是总热能的24%,机尾烟气最高温度可达450℃(正常温度范围一般在260℃到450℃之间),在总热量中占了更大的比重,这些总热量具有以下几种特征:
1.1温度随生产波动大
烧结工序中,由于烧结矿在烧结机上的燃烧状况各有差异,烧结废气和冷却中释放的废气温度不一致;烧结矿燃烧不充分时,释放的废气温度过高,燃烧激烈时,冷却环节释放的废气温度较低,根据唐钢北区烧结的数据可知,剩余热量回收环节所产生的废气温度可达450℃,但最低温度却只有150℃。
由于温度波动幅度较大,不利于烧结剩余热量的回收再利用,同时这也是烧结余热回收环节所要重点关注和解决的难题。
1.2热源的连续性难以保证
烧结余热能的主要来源途径是物理显热,在烟气回收时有持续跟进的烧结矿,烧结余热量才会持续不断的供给。
由于影响因素较多,烧结设备偶尔会出现短暂的停歇,热源的持续供给也难以100%得到保障,特别是近年来北方京津冀地区受环保限产影响很大,烧结机启停频繁,热源的连续性更是受到更多程度的限制。
2 烧结余热回收利用
2.1烧结余热发电
烧结余热发电是指烧结工艺生产过程中,烧结机尾落矿风箱及烧结环冷机密闭段产生大量的高温废气,由余热回收设备收集后,用引风机引入锅炉并加热锅炉内的水产生饱和蒸汽,推动汽轮机转动,带动发电机发电的技术。
从能源利用和经济学角度看,采用烧结余热发电,符合能级匹配的原则。
目前国内烧结余热发电技术比较成熟的有4种形式,分为单压、双压、复合闪蒸和补燃余热发电技术。
在相同的条件下,双压余热发电技术实现了烟气热能的梯级利用,其发电能力是最高的。
其中,马鞍山钢铁股份有限公司是我国最先应用烧结余热发电的,2004年把从日本引进的烧结机余热发电装机进行了大量技术革新,2005年9月正式投产使用,填补了我国利用烧结余热发电的空白。
此后,许多大型钢铁公司也相继开始利用烧结余热技术发电,唐钢北区烧结余热发电系统曾在2011年烧结不限产时创下吨矿发电量22度的佳绩。
2.2补燃余热发电
补燃余热发电技术是在烧结余热发电运行过程中,针对烧结余热发电技术存在的问题,提出烧结余热发电系统与高温空气燃烧技术相结合的发电技术,是在原有烧结余热发电技术的基础上,将回收烟气余热、高效燃烧和降低有害气体排放等技术有机结合。
利用蓄热式燃烧器在蒸汽过热炉中燃烧来提高汽轮机进口蒸汽的压力和温度,通过补燃少量煤气来提高蒸汽品质,从而提高发电效率和减少对设备的损耗。
这样即使在冬春季节也能使余热发电系统正常运行,在满足自用的基础上可并入电网。
2.2其他方面的应用
2.2.1余热锅炉
对于小型烧结机采取余热锅炉方法对高温段余热进行回收。
回收的废烟气首先用于烧结工艺本身,以降低工序能耗,其次作为外部供应。
烧结余热锅炉的排烟温度,应避开烧结烟气的酸露点,防止对设备腐蚀,保证设备长期稳定,这种余热利于方式普遍存在于北方很多小型钢铁企业中,但余热利用效率较低。
2.2.2热风点火和热风烧结
环冷机中段废气余热采用非换热方式直接利用,将300℃左右的废气直接回收用于热风助燃,不仅能提高100℃烧结点火温度,还能强化和稳定点火过程,改善点火质量。
热风烧结的适宜温度是250℃左右,故该段余热可采用直接利用的方式加以回收,将高含氧量的热废气作为热风烧结和烧结点火助燃空气。
具体工艺是将环冷机中温段的热废气抽出,经高温除尘和保温后,利用高温风机将其输送到点火炉,直接用于点火助燃,或者是将废气抽出,经保温后直接用于热风烧结。
同时,由于助燃空气温度的提高,使烧嘴喷出的混合燃气速度更快,火焰穿透力更强,加快了垂直点火过程。
热风点火和热风烧结两热工过程相互促进,提高了上层料面的保温蓄热能力,节能效果十分明显。
2.2.3混合料预热技术
烧结过程中,将混合料含水分调配成7%~8%,利用余热锅炉回收的蒸汽来提高烧结混合料温度至65℃以上,避免由于混合料温度过低,产生的水蒸汽容易冷凝为液态,造成烧结台车断面下层混合料水分不断增加,超过混合料含水标准,导致料层透气性下降,影响烧结过程。
有资料显示,混合料每提升10℃,烧结机利用系数可提高约5%,燃料消耗减少2 kg/t。
3 国外烧结余热回收利用
世界先进发达国家在对烧结余热回收再利用方面已走在我国前面。
上世纪70年代末,日本住友公司将烧结机冷却器用废热锅炉回收蒸汽,80年代,余热回收利用技术在日本各个烧结厂被广泛利用,其中以冷却机排气利用的利用率最高,达到26%左右。
3.1引入余热预热烧结点火助燃空气
将冷却机废气余热烧结点火助燃空气技术第一次进行实际应用的欧洲公司是位于德国境内的德国蒂森钢铁公司施韦尔根厂。
具体的操作措施是于3号烧结机的卸矿地带和冷却机排气装置上设置三级循环冷却器,将电除尘与出口连在一起。
除尘器的功率达285000m3/h,温度可达到200℃,粉尘浓度小于30mg/m3。
冷却机释放的废气可借助通风管导入2、3、4号烧结机点火器,可以用作空气的助燃剂。
通过这种技术,一台烧结机每烧结一吨烧结矿就可以节省约30MJ的热能。
4号烧结机的特点是不仅与点火器相衔接,而且和废气脱硫设备相联通,这样设置的优点是每燃烧一吨矿节省的热量达20MJ。
3.2利用烧结废气发电
日本国内烧结厂在余热回收利用方面取得了令其他各国无法比拟的成绩。
20世纪50年代,日本烧结厂在余热回收再利用技术得以全面推广和运用。
而最先使用冷却机废气释放蒸汽从而用来产生电力的就是日本钢管公司的扇岛厂和福山厂,它是利用废气释放蒸汽从而用来发电技术的鼻祖。
此系统运转的原理是在环形烧结矿冷却的高温阶段导入温度为100℃的空气,导入的空气进入冷却器后温度可以上升到350℃,再把350℃的空气传送到经过特别设置的锅炉,就能释放出蒸汽压力为14kg/cm2的蒸汽,再把蒸汽转化为电力。
4 结论
我国烧结余热技术起步较晚,但近几年发展比较迅速,在国家宏观调控下,通过采用多种技术手段,在现有生产条件的基础上,一定程度地回收利用烧结余热的可用部分,节约了能源,减少了污染,提高了产品市场竞争力,降低了生产成本,获得了经济效益和社会效益。
具体采用哪种烧结余热技术,要以烧结厂自身实际情况为基础,结合技术、经济等因素综合权衡,找出有利于自身发展的烧结余热技术,确保烧结余热回收系统的稳定运行。
参考文献:
[1]孙用军,董辉,冯军胜,张琦,王爱华,李磊.烧结-冷却-余热回收系统热力学分析[J].钢铁研究学报.2015(01)
[2]杨肇博,刘冠男,单中闯,刘鸿雁.高炉煤气补燃装置在烧结余热发电中的应用[J].矿业工程.2014(01)。