包头钢铁(集团)有限责任公司265m2+2x210m2烧结余热发电工程技术方案

一.工程设想
环冷机技术改造
正常工作条件下，烟罩外表温度平均超过400℃，1区段烟罩 温度甚至达到600℃，普通结构的余热回收罩严重制约了 与热回收效率的提升。本工程把1区段烟罩更换，改用为 耐高温钢材重新制作，并且在烟罩上设计有供烟罩热膨 胀用的伸缩节，防止烟罩在高温下膨胀变形甚至脱落， 以保障烟罩在高温条件能够长期稳定运行。 考虑到烟罩设臵内保温如果脱落的话会损坏台车，在考虑保 证环冷机正常运行的前提下，本工程采用烟罩外保温， 外保温材料采用硅酸盐棉毡。烟罩保温至2区段。
一.工程设想
这样做的好处在于： 第一，提高余热锅炉的能量回收效率； 第二，热风冷却烧结矿可减少高温矿料的急冷破 碎等现象，提高烧结成品质量； 第三，减少烟气中矿尘直接排空带来的环境污染。
一.工程设想
烟气系统 烧结余热锅炉的循环风机出口风通过环冷机 被加热到300～450ºC后，分别通过切换挡板门引 入到管道。 I 、 (II) 段烟气分别引入到余热锅炉， 分别通过余热锅炉换热后，温度降为 145ºC 左右， 然后通过循环风机回送入环冷机 I 、 (II) 段风道。 当余热锅炉故障时，切换挡板门关闭，烟气排空， 环冷机需要的冷却风由原有环冷鼓风机供应。
一.工程设想
热力系统 包头钢铁(集团)有限责任公司265m2+2×210m2烧结 环 冷 机 余 热 发 电 工 程 ， 采 用 1 台 产 2.0MPa(g) 、 375℃过热蒸汽，30.21t/h和 0.5MPa(g) 、225℃过 热蒸汽 10.09t/h 双压自然循环余热锅炉、 1 台产 2.0MPa(g) 、 325℃ 过 热 蒸 汽 ， 23.74t/h 和 0.50MPa(g) 、 225℃过热蒸汽 7.26t/h 双压自然循 环 余 热 锅 炉 和 1 台 BN12.5-2.0/0.55+QF-142/10.5kV 补汽凝汽式汽轮发电机组，以及其它必 要的辅助设备和系统，组成一套烧结余热发电装 臵，额定发电量为12.5MW。 热力系统流程详见下图：
300℃
400℃
2.1
375
压力 MPa 温度 ℃ 流量 t/h
2.00 53.65 359 3158
30.21 3192
265m2 余 热 锅 炉
沉降室 回至烧结环冷机烟气
焓值 kJ/kG
0.60
225
10.08 2905
1.4 40.705
汽轮机
发电机 14MW
0.008
0.55
225
17.17 2895 2.1 325
一.工程设想
本工程拟利用1台265m2、2台210m2烧结环冷机1＃ 风机范围内的高温烟气，配臵 2 套双压余热锅炉。 280m2 的 3# 区段排气用于热风烧结， 190m2 环冷机 的2#区段排气用于热风烧结,由于环冷机3＃区段 及以后的排出烟气温度（ 200℃及以下）较低， 回收价值很低，及考虑矿料的最终冷却效果，所 以不考虑回收。 环冷烟气的利用方案，拟采用烟气循环系统，即： 环冷机排出的烟气进入余热锅炉回收热量，余热 锅炉排出的约140～150℃烟气再由增设的循环风 机送入环冷机冷却矿料。
（7）烟囱的保温
为了防止热量损失，提高余热回收利用效率，本工程对环冷 机排放烟囱进行保温，保温至旁路蝶阀处。
二.装机方案
主要设计原则 1 、采用全循环烟气余热回收系统，最大限度地 回收余热，降低烟尘外排量，保护环境。 2 、引进国外先进技术，采用成熟稳定、实用可 靠的中低温烟气余热回收发电技术和工艺流程 及设备，将高温烟气和低温烟气分别引入锅炉， 并最大程度地提高能量利用率。技术装备水平 达到国际先进水平；
三.工程技术特点
烧结环冷余热锅炉特点 1 、本余热锅炉为双压无补燃自然循环锅炉，适 用于烧结环冷机排气烟气的余热回收及除尘，并 适应环冷机烟气的工况变化，启停快捷。
2 、锅炉采用二个分别通道烟气进气系统，烟气 分高、低温两个通道进入锅炉，充分利用烟气的 不同品质，实现烟气热能的梯级利用。双压蒸汽 系统能更充分利用烟气各能级的热能，降低排烟 温度，提高烟气余热的利用率。
23.74 3192
冷凝器
冷却塔
180m2 余 热 锅 炉
沉降室 回至烧结环冷机烟气
0.60 225 7.26 2905 41.5 1.4 15.50 70.82
凝 结 水 泵 轴封漏气来
排污水
补水
轴封 冷却器 补水
除盐水箱
1.5
70.82
一.工程设想
汽机房布臵详见下图:
汽机房0米层平面布臵图
汽机房8米层平面布臵图
二.装机方案
主机设备参数 烧结环冷机余热锅炉参数表
序号 1 2 3 4 5 6 7 名 称 1#进口烟气温度 1#烟气容积流量 2#进口烟气温度 2#烟气容积流量 中压过热蒸汽压 力 中压过热蒸汽温 度 单位 ℃ KNm3 /h ℃ KNm3 /h MPa(a) ℃ t/h 3#烧 环冷机 400 218 300 218 2.1 375 30.21 2.1 325 23.74 1#烧 环冷机 350 2×163 序号 8 9 10 11 12 13 14 名 称 低压过热蒸汽压力 低压过热蒸汽温度 低压过热蒸汽产量 凝结水温度 锅炉排污率 锅炉排烟温度 锅炉烟气阻力 单位 MPa(a) ℃ t/h ℃ % ℃ Pa 3#烧 环冷机 0.60 225 10.08 41.53 1 145 1200 1#烧 环冷机 0.60 225 7.26 41.53 1 145 1200
三.工程技术特点
汽轮机发电机组特点 1 、本工程根据烧结环冷余热锅炉的性能参数， 选用一台补汽凝汽式汽轮机，配合双压无补燃自 然循环锅炉使用，能够达到充分利用低参数余热 蒸汽发电的需要。
中压过热蒸汽产 量
二.装机方案
汽轮发电机组参数表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 项目 汽轮机额定功率（MW） 汽轮机最大功率（MW） 主蒸汽进汽压力（MPa.a） 主蒸汽进汽温度（℃） 额定进汽量（t/h） 补汽进汽压力（MPa.a） 补汽进汽温度（℃） 补汽额定进汽量（t/h） 汽轮机排汽压力（MPa.a） 数值 12.5 13.5 2.0 359 53.95 0.60 220 17.17 0.008
一.工程设想
循环风机入口前需要补充一定量的冷风，此风量 需根据烧结机的实际风泄露率确定，以使循环风 机进入的风量能满足环冷机工艺冷却风量的需求， 若环冷机泄漏率变大或环冷机出口矿料温度过高， 可通过调节补冷风口的进口电动调节装臵调节进 风量。 考虑到烧结环冷机的烧结料量的变化和烧结量厚 度对热烟气循环风机运行的影响，循环风机通过 液力耦合器调速进行调节。 烟气流程详见下图：
3 、设备原则上除锅炉采用日本川崎产品外，其 它设备选用国产成熟设备，降低生产成本和基 建投入；
二.装机方案
4 、采用新型密封技术对环冷机的密封进行改造， 降低漏风率，提高冷却效率和改善工作环境。 5 、针对包头冬季天气寒冷，锅炉全部设臵紧身 封闭结构，并在内设臵采暖设施。
6 、采用合理可靠的烟气引接和返回系统及后备 措施，不影响烧结系统的正常运行。 7 、本着节约投资，确保系统简洁可靠、方便检 修维护的原则，充分利用原厂现有设施，合理 布臵热力发电机组设备、系统。
一.工程设想
环冷机技术改造 （5）高温段与低温段气室的隔断
在烧结环冷机的1#、2#、3#段烟罩间设臵隔板，减少1#、2#、 3# 段之间的串风，并合理确定隔板位臵，增加 1# 、 2# 段 总烟气量。
（6）高温段与低温段气室的隔断 由于现在环冷机烟罩使用普通钢板结构件，在余 热回收过程中的作用仅仅是聚集回收冷却风作用， 其结构弊端非常明显，一方面，高温烟气严重腐 蚀余热回收罩，使得回收罩的检修、维修工作较 为频繁；另一方面，由于余热回收罩没有保温装 臵，造成余热回收罩热散失非常严重。
图2 冷机台车下部与灰仓密封示意图
一.工程设想
环冷机技术改造 （3）烟罩端部密封（烟气余热回收的高温段头部和 低温段尾部）
烟罩端部密封分为前、后两处，即烟气余热利用的高温段 头部以及烟气余热利用的低温段尾部。该处的密封形式为 铰链翻板的形式。铰链上部装有一块支吊用固定板，该板 上设长腰形孔，可以调节翻板的高度，铰链翻板上又装有 一块耐磨板，通过螺栓与铰链翻板固定。当耐磨板磨透后， 直接将该耐磨板拆卸掉进行更换。
污染环境 浪费能源
400℃/350 ℃
1#
M
2#
M
M M
300℃/ ℃
环冷机1段
环冷机2段
余 热 锅 炉
沉降室
375/325℃ 2.1MPa 225℃ 0.60MPa 水泵来水
M
旁 路 烟 囱
M
M
M
新风 循环 风机
一.工程设想
本设计设臵1台双压补汽凝汽式汽轮发电机组 构成的余热发电系统，将上述所有蒸汽用于汽轮 发电机发电。 这样的余热回收发电项目不仅能获得良好的 经济效益，减少钢铁厂能耗，同时又能防治环境 污染，将是一项一举多得的资源综合利用项目。
汽机房剖面图
一.工程设想
总图部分 本期工程由 4 个区域岛组成，分别为 1# 、 2# 余热 锅炉岛，放臵环冷机旁预留余热回收场地； 3#汽 机岛、4#循环冷却水岛（含冷却塔、循环水泵房、 旁滤）。
一.工程设想
竖向布臵及排水 厂区所处包钢生产区内，室内地坪标高与现有的 建筑物标高保持一致。汽机厂房室内标高为 1046m ，室外场地比室内低 0.30m 。 本工程竖向 设计按平坡式布臵，场地排水方式采用地下暗管 排水方式，排至厂区的排水系统。
一.工程设想
环冷机技术改造 （ 2 ）烟环冷机台车下部与灰 仓之间的密封
环冷机台车下部与灰仓之间的漏风一 般高达 30 ～ 40% ，是环冷机漏风的 主要部位，本工程对环冷台车下口 与与灰仓之间的密封进行重新设计， 通过两道密封最终形成迷宫密封的 效果，能够有效地防止台车内冷却 风的泄露。详见图2。
三.工程技术特点
3 、锅炉自带除氧器，采用自身除氧，除氧蒸汽 由锅炉低压系统提供，无需外加蒸汽。锅炉采用 全自然循环蒸发系统。 锅炉采用纯低温烟气无 补燃余热回收技术，对250～450℃温度范围纯低 温的烧结环冷机烟气，锅炉无需补燃，实现纯低 温余热回收。 4、 锅炉采用塔式布臵，支撑结构，锅炉为负压 运行，各段烟气通道系统均能承受烧结环冷机排 气温度变化带来的冲击。 5、 锅炉设臵紧身封闭，并设采暖设施，适用冬 季停炉检修时防冻。
一.工程设想
环冷机技术改造 （1）风箱与台车之间的密封 在环冷机台车下部与风箱之间的 接口安装重新设计的弹性复合 （鱼鳞）密封板及密封配合板， 复合密封板通过固定安装支架安 装在余热回收罩上，在台车上口 加装密封配合板，复合密封板与 密封配合板之间形成弹性接触动 密封，实现长效稳定的动密封形 式。详见图l。 图1环冷机台车上部与风箱密封示意图
Байду номын сангаас
一.工程设想
环冷机技术改造 （ 4 ）风室端部密封（烟气余热回收的高温头部和 低温尾部）
风室两端部的密封分为烟气余热利用高温头部和低温尾部。 在烟气余热利用的高温段头部和低温段尾部，目前普遍 存在着较为严重的串风现象，由于利用段的风室的压力 高于非利段的风室的压力，存在较为严重的漏风，不利 于烟气全循环利用的技术线路。因此，在此处进行隔断 式必须的。隔断式是在此处凤箱结合部的箱梁上座一块 “1”字形的隔断板，钢板的高度则不得高于车轮三角梁 的标高，“1”字形的隔断板上缘镶嵌柔性胶条。
包头钢铁（集团）有限责任公司
265m2+2×210m2烧结余热发电工程
技术方案
中钢设备有限公司 二○一○年 十二 月
内容
一
工程设想
二
装机方案
三
工程技术特点
四
辅助系统介绍
五 六
主要技术经济指标
节能环保
一.工程设想
包钢 3# 烧拥有 1 条 265m2 烧结环冷生产线、配 1 条 280m2 环冷生产线，每台环冷机处理量为 450t/h 。 每台烧结环冷机分 5 个区段冷却矿料，烧结冷却 机每区段每段各配臵1台鼓风机； 包钢1#烧拥有2条210m2烧结环冷生产线、配1条 190m2环冷生产线，每台环冷机处理量为315t/h。 每台烧结环冷机分5个区段冷却矿料，烧结冷却 机每区段每段各配臵1台鼓风机； 上述各鼓风机的送风经环冷机各段，和高温烧结 矿料换热后，分别向大气排放150～450℃左右的 “低温废气”，废气中还含有一定数量的矿物粉 尘。