关于烧结环冷机余热发电系统的设计与运用分析
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浅析烧结冷却机余热发电技术摘要:烧结冷却机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蒸汽,来推动汽轮机组做功发电。
文章对工业余热资源进行了概述,对钢铁行业烧结冷却机余热发电工艺和方案进行了总结和分析,从而更好的节约能源,有利于环境保护。
关键词:钢铁行业;烧结冷却机;余热发电1 工业余热资源概述余热资源本质上是一种二次能源,是一次能源或者是可燃物料经过转换之后得到的产物,亦或者燃料在实际燃烧过程中所产生的热量在实现某一工艺之后所剩余的热量。
依据余热资源温度品位来进行划分,通常可以将工业余热划分为600℃以上的高温余热,300~600℃之间的中温余热以及300℃以下的低温余热3种类型;依据余熱资源的来源进行划分,可以将工业余热分为烟气余热、冷却介质余热、废汽废水余热、化学反应热、高温产品以及炉渣余热、可燃废气和废料余热等。
纵然余热资源的来源十分广泛,温度范围也相对较广,同时以多种形式存在。
不过单纯从余热资源的利用角度来看,其具备如下共同点:因为工艺生产过程具备一定的周期性、间断性,且生产过程相对较为波动,这就使得余热量相对来说并不稳定;同时,余热介质的性质相对较为恶劣,例如烟气中就包含的而又大量的粉尘以及腐蚀性的物质成分;此外,余热利用装置容易受到场地、原生产等现有条件的限制。
因此,工业余热资源利用系统或设备运行环境相对恶劣,要求有宽且稳定的运行范围,能适应多变的生产工艺要求,设备部件可靠性高,初期投入成本高,从经济性出发,需要结合工艺生产进行系统整体的设计布置,综合利用能量,以提高余热利用系统设备的效率。
2 钢铁行业余热发电工艺以烧结鼓风冷却机为例。
目前钢铁行业烧结矿的冷却方式大多采用鼓风冷卻方式,根据占地方式不同,有带式冷却机和环式冷却机两种。
烧结鼓风冷却机规模按冷却机面积有190m2、280m2、336m2、400m2、435m2、460m2等系列。
烧结鼓风冷却机工作原理为:赤热的烧结矿石从烧结机进入冷却机时的温度高达650~750℃,在烧结机中反应完成的矿石经过破碎,移送至冷却机,并形成一定厚度的填充层。
烧结环冷余温高效利用qc课题烧结环冷余温是指烧结过程中所排放出的高温废气中蕴含的热量。
如何高效利用烧结环冷余温,减少能源浪费,是一个重要的课题。
在此,我将从几个方面阐述烧结环冷余温的高效利用。
首先,对于烧结过程中产生的高温废气,可以通过余热回收系统来回收和利用其中的热能。
余热回收系统通过热交换器,将废气中的热量转移到空气或水中。
转移后的热量可以用于加热或提供热水,在工业生产或生活中起到节能的作用。
烧结烟气的高温废气回收和利用是目前比较成熟的余热回收方法之一,可以大大降低能源消耗,并减少对环境的污染。
其次,余温高效利用的另一种方式是通过热能储存技术。
热能储存技术可以将烧结环冷过程中释放的大量热能转化为热能储存介质的热能,以便在需要时进行释放。
常见的热能储存介质包括熔融盐、熔融金属和石墨等。
当产生能量需求时,热能储存介质可以释放蓄积的热能,用于供暖、发电和其他能量应用。
通过热能储存技术,可以更加灵活地利用烧结过程中的余温,实现能量的高效利用,降低能源消耗。
此外,还可以采用废热发电技术,将烧结过程中的余温转化为电能。
废热发电技术一般采用蒸汽或有机物工质作为传热介质,通过蒸汽轮机或有机朗肯循环机组将余温转化为电能。
这种方法不仅可以高效利用冷余温,还可以降低烧结过程排放的废气对环境的影响,实现能源的可持续利用。
此外,还可以采用余温利用的新型技术,如热泵、热管和燃气废热锅炉等。
热泵利用外部环境的低温热源,将烧结冷余温提升至更高的温度,用于供热或发电。
热管通过利用液体的蒸发和冷凝过程,传导热量和实现热再利用。
燃气废热锅炉则利用烧结过程中产生的高温废气进行热能回收和利用。
这些新型技术在提高冷余温利用效率的同时,还可以降低能源消耗和环境污染。
在最后,值得注意的是,在进行烧结环冷余温高效利用时,需要充分考虑技术成本、环境影响和可行性等因素。
根据具体情况选择适合的余温利用方式,加强技术研发和应用推广,以实现在烧结过程中废气能量的充分利用,减少能源浪费,提高能源利用效率,促进可持续发展。
烧结余热发电电气控制系统应用发布时间:2021-05-17T02:45:07.305Z 来源:《电力设备》2021年第1期作者:任冬[导读] 烧结环冷机余热发电技术是近年来出现的一种新的余热利用技术,这一技术是将大量来自环冷机冷却矿料后的高温热空气通过余热锅炉进行换热,余热锅炉内的水吸热后产生一定量的蒸汽,蒸汽推动汽轮发电机进行发电,从而实现了将热能转化为电能的过程。
(北京佰能蓝天科技股份有限公司北京 100096)摘要:烧结环冷机余热发电技术是近年来出现的一种新的余热利用技术,这一技术是将大量来自环冷机冷却矿料后的高温热空气通过余热锅炉进行换热,余热锅炉内的水吸热后产生一定量的蒸汽,蒸汽推动汽轮发电机进行发电,从而实现了将热能转化为电能的过程。
在烧结余热发电过程中,与传统火电厂对比,电气控制系统仍面临诸多问题,如何解决现有问题是企业发展建设的当务之急。
关键词:烧结;余热发电;电气控制系统;应用分析前言随着中国现代化建设的进程钢铁工业也迅速发展,与此同时相关产业的发展也在加快,其中烧结余热发电技术的进步尤为突出。
烧结余热发电是利用热结热烟(空)气余热进行的清洁和无害环境的绿色发电技术,符合国家清洁能源和节能工业政策,具有广阔的发展潜力和前景。
一、余热发电概述1.余热发电简介在钢铁企业生产过程中,烧结过程的能耗约占总能耗的10%,仅次于炼铁,居钢铁冶炼过程耗能的第二位。
烧结过程总能耗近50%以烟气和冷却气体的高温形式排放到大气中。
由于废气温度范围一般在150℃至450℃之间,受以往的热回收技术限制,钢铁工业将此部分高温热烟(空)气直接排放,造成了能源的极大浪费。
烧结发电过程包括三个部分:烟气余热回收系统、余热锅炉系统、汽轮机和发电机系统。
烟气余热回收系统主要由烟囱、烟气输出管道、烟气流量控制阀和烟囱截止阀组成,将空气吹至环形冷却器进行冷却,当来自底部的冷空气通过热的烧结矿料时被加热,被加热的热空气通过余热锅炉时,便会再次发生冷却,冷却的空气继续冷却烧的矿料,形成循环系统,这些高温废气通过引风机引入锅炉,锅炉受热面里的水被加热产生蒸汽,推动汽轮机转动,带动发电机发电。
烧结环冷余温高效利用qc课题烧结环冷余温高效利用qc课题1. 引言在烧结过程中,烧结机出口处的烧结环常常存在高温情况,由于烧结环在工作过程中会吸收大量热能,烧结环冷余温具有很高的热能潜力。
如何高效利用烧结环冷余温成为研究的课题之一。
本文旨在深入探讨烧结环冷余温高效利用的qc课题。
2. 什么是烧结环冷余温 qc 课题烧结环冷余温 qc 课题是指通过合理的技术手段和设备,将烧结环冷余温最大限度地转化为可利用的热能,提高能源利用效率,降低排放,实现可持续发展的关键技术问题。
该课题涉及到热能转化、热能储存、热能回收等多个领域。
3. 高效利用烧结环冷余温的技术手段3.1 热能转化技术烧结环冷余温主要以高温废气的形式存在,热能转化技术是实现高效利用的重要手段之一。
通过采用换热器、回转式加热炉等设备,将烧结环冷余温转化为热水、蒸汽等形式,可以为其他工序和生活提供热源。
3.2 热能储存技术烧结环冷余温的高温储存是实现高效利用的另一关键技术。
采用热能储存设备,如热水储存罐、蓄热式锅炉等,可以将烧结环冷余温储存起来,以备不时之需。
3.3 热能回收技术热能回收是烧结环冷余温高效利用的重要环节。
通过安装热能回收设备,如余热发电机组、余热锅炉等,将烧结环冷余温转化为电能或其他可利用的能源,实现能源的再生利用。
4. 高效利用烧结环冷余温的优势与挑战4.1 优势高效利用烧结环冷余温具有以下优势:- 可以提高能源利用效率,降低企业的能源成本;- 可以减少对传统能源的需求,降低能源消耗对环境的影响;- 可以为企业创造经济效益,增加企业的竞争力。
4.2 挑战然而,高效利用烧结环冷余温也面临一些挑战:- 技术难题:烧结环冷余温的高温条件和复杂性对技术提出了更高的要求;- 经济性问题:高效利用烧结环冷余温需要投入大量资金,企业需要权衡利润和环保之间的平衡;- 政策和法规因素:政府在环保和能源领域的政策和法规对烧结环冷余温的高效利用提出了更高的要求。
烧结冷却机余热回收热力计算及应用烧结冷却机是烧结过程中常用的设备,用于冷却和降温烧结矿石。
烧结冷却机的操作产生大量的余热,如果这些余热得不到回收利用,不仅会造成能源浪费,还会增加环境污染。
因此,对烧结冷却机余热的回收热力计算及应用显得尤为重要。
首先,我们来计算烧结冷却机的余热。
烧结冷却机的工作原理是通过气体或液体对烧结矿石进行冷却,使其从高温状态降至合适的温度。
在这个过程中,烧结气体以及冷却介质都会产生余热。
我们可以通过测量每小时烧结冷却机的燃料消耗量,来计算余热产量。
假设每小时燃料消耗量为Q,烧结冷却机的热效率为η,燃料的热值为H,那么烧结冷却机的余热产量为Q*(1-η)*H。
这个余热的温度通常较高,需要进行进一步的处理和利用。
对于烧结冷却机余热的应用,可以考虑以下几个方面:1.发电:利用余热发电是一种常见的回收方式。
烧结冷却机产生的高温余热可以用来加热工质,通过蒸汽或有机工质驱动发电机组发电。
这种方法可以实现能源的再利用,同时减少对外部电力的需求。
2.热水供应:将余热用于热水供应是另一种常见的应用方式。
可以借助余热设备,将高温余热通过换热器传热给水,提供洗浴、采暖等生活和工业用水。
这种方式可以减少对其他能源的依赖,实现节能环保。
3.废气处理:烧结冷却机在运行过程中会排放大量的烧结气体,这些气体中含有一定的有害物质。
通过余热回收,可以将烧结气体中的热量转运给应用用途,同时降低烧结气体的温度,减少有害物质的排放,保护环境。
4.节能改造:对烧结冷却机进行节能改造也是一种常见的应用方式。
可以利用余热对冷却机进行预热,减少外部能源的投入。
例如,通过在冷却介质进入冷却机前进行预热,可以提高热效率,减少能源消耗。
总结起来,对于烧结冷却机余热的回收热力计算及应用,需要考虑烧结冷却机的燃料消耗量、热效率以及燃料的热值等因素。
根据余热的特点和温度,可以选择合适的应用方式,如发电、热水供应、废气处理和节能改造。
利用余热的回收可以实现能源的再利用,减少环境污染,同时实现节能效益。
烧结环冷机低温烟气余热发电技术探讨摘要:介绍了目前国内烧结环冷机余热发电系统的基本情况和组成,对该系统的设计特点和存在的问题进行了分析,并提出了一些建议。
关键词:烧结环冷机余热锅炉汽轮发电机组闪蒸器1 概述钢铁工业是一个国家的经济基础,但其能耗高、污染严重,是国家节能减排的重点行业。
而钢铁企业能耗的10%又是烧结系统消耗的,因此烧结系统又是钢铁企业节能减排的重点对象之一。
在烧结矿生产过程中,鼓风式环冷机冷却烧结矿时,会向大气中排出大量低温烟气(280~400℃),这部分烟气的热能约为烧结系统热耗的33%,如将其转换为电能,将给企业带来巨大的经济效益。
近年来低温烟气余热锅炉制造技术逐渐成熟并国产化,低参数汽轮机技术被研发并投入批量生产,使低温烟气的热量回收在技术上成为可能。
目前国内各大钢铁企业都在建设烧结环冷机时配套建设低温烟气的余热发电设施,此种方法已经成为国内各大钢铁企业节能降耗的重要措施。
如济钢、马钢、武钢、重钢、安阳钢厂等的烧结环冷机烟气余热发电设施均已建成投产。
2 烧结环冷机废热发电系统的组成与工艺流程烧结环冷机废热发电系统主要由三部分组成:烟风管道、蒸汽锅炉和汽轮发电机组。
烟风管道把烧结环冷机产生的烟气送至蒸汽锅炉;蒸汽锅炉利用烟气的热量把水加热成过热蒸汽;过热蒸汽通过主蒸汽管道送入汽轮机做功,带动发电机发电,蒸汽冷却成的凝结水进入除氧器除氧后,由锅炉给水泵送回锅炉,冷却后的烟气被循环风机重新送回环冷机,冷却烧结矿。
这一过程,实现了烧结环冷机废烟气的热能转化为电能。
2.1 烟气再循环目前国内建设的大多数烧结环冷机余热锅炉烟气均采用烟气再循环方式运行。
即在环冷机烟囱出口设有电动钟罩阀,当余热发电系统正常工作时,电动钟罩阀关闭,烟气引出管控制蝶阀打开,从烧结环冷机高温段烟囱及密封罩引出的烟气(400℃左右)进入余热锅炉,将烟气的热量传递给水产生蒸汽,冷却后的烟气(165℃左右)从锅炉下部排出,通过管道接至循环风机,加压后,再送回环冷机继续冷却烧结矿,实现烟气再循环;当余热发电系统不工作,将烟囱出口电动钟罩阀打开,同时烟气引出管控制蝶关闭,环冷机的烟气排入大气,整个烧结环冷机的运行不受任何影响。
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。
300平米烧结环冷机烟气余热综合利用1 、烧结余热利用意义烧结工序中有50%左右的热能被烧结烟气和冷却机热风带走,烧结矿冷却过程中排出的热量约占烧结能耗的28%,回收利用好这部分余热对实现钢铁企业节能降耗具有重要意义。
烧结过程生产的余热主要集中在烧结烟道废气与环冷机热风,烧结废气由于脱硫工艺要求不便利用,因此利用好冷却机热风是一个重要课题。
2 、烧结余热利用方式目前国内环冷机热风余热利用主要有以下几种方式:①热风烧结。
将环冷机热风引到烧结机头,以降低能耗,改善烧结矿性能,一般热风温度在200~300℃。
②蒸汽预热烧结料。
利用低压蒸汽预热烧结料,提高料温,降低烧结能耗,同时改善料层透气性,提高烧结矿质量。
所用蒸汽压力一般为~0.4MPa。
③余热发电。
将中低温烟气通过余热锅炉产生蒸汽,然后推动汽轮发电机组发电。
此种利用方式技术已经成熟,经济效益较好。
④其他。
比如热烟气用于解冻原料库,锅炉产汽供生活用汽、浴室和食堂等等。
如果将前三种利用方式通过一个系统来实现,就能实现环冷机热风最大效率的利用。
3、余热综合利用系统3.1、热源及需求某钢铁厂300m2烧结机及环冷鼓风机参数如表1所示。
落到环冷机上的烧结矿温度约为600~750℃,根据热力学分析,得到可利用的热风参数为:450000Nm3/h,380℃。
按照工艺要求,用于热风烧结的风量为15万Nm3/h、250℃;烧结生产所用预热蒸汽及其它用蒸汽为21t/h,压力0.4MPa。
3.2、工艺流程根据热源情况以及需求,设计了一套由双重供热余热锅炉和抽汽补汽凝汽式汽轮发电机组成的余热发电利用系统。
双重供热余热锅炉既可产生蒸汽又可提供热风烧结所需的热风,抽汽补汽凝汽式汽轮机提供烧结生产用蒸汽。
余热锅炉烟气“一进两出”,立式布置,其额定参数:过热蒸汽40t/h、330℃、1.7MPa。
汽轮机进汽参数:40t/h、330℃、1.6MPa,抽气21t/h,补汽10t/h,额定功率5300kW。
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。
设计任务书学院专业级学生姓名:毕业设计题目:130m2烧结环冷机余热锅炉及发电系统设计毕业设计内容:根据昆明钢铁股份公司130m2烧结机环冷机完成余热发电系统设计计算;主要内容:(1)130m2烧结机环冷机给定参数,完成锅炉的热力设计。
(2)利用设计方法设计余热锅炉的炉型和各种受热面。
(3)根据余热锅炉各种受热面作热力校核计算。
(4)根据余热锅炉热力计算选择汽轮发电机组,完成其热力系统设计与计算。
(5)计算可用excel电子表格进行计算(6)利用计算机CAD 软件绘制余热锅炉总体图1张(1#)。
热力系统图1张(1#),余热锅炉受热面图1张(1#)。
设计指导教师:(签名)主管教学院长:(签名)2010年6月7号前言毕业设计不仅是对大学四年所学知识的总结,也是对我能力的一次考验,这对我们以后的工作有很大帮助。
这次的设计课题为130m2烧结环冷机余热锅炉及发电系统设计,本次设计的目的是加深对理论和概念的理解,完成一项工程设计,熟悉余热锅炉及发电系统设计的一般步骤,熟悉相关设计规范、手册、标准及工程实践中常用的方法以及把所学知识和现实有机联系起来。
本说明书根据设计任务书给定的设计参数,参考相关设计资料,综合实际经验,从各个方面考虑对130m2烧结环冷机余热锅炉及发电系统进行设计和计算。
在设计之初,翻阅了大量的相关资料,在昆明钢铁厂进行了参观,对余热锅炉的整体构造及控制有了直观的感受,对这次设计起到了重要的作用。
在本次设计中指导老师在百忙之中倾注了大量的时间和精力,给予了必要的指导,再此表示由衷的感谢。
由于毕业设计时间仓促,工作量较大,设计的知识面较广,加之设计经验有限,不妥之处在所难免,请各位老师指正。
摘要昆明钢铁股份有限公司5MW低温余热电站利用昆钢第三烧结厂烧结线环冷机生产过程中产生的热风,采用成熟的低温余热发电专利及专有技术,自行设计,投资,承包建设的一座补气凝气式纯余热发电余热电站。
该电站设计发电功率5000kw,年运行设计时间8000小时,年发电能力3.6 * E07 ,该设计利用各种设计方法设计余热锅炉的炉型和各种受热面,根据余热锅炉各种受热面作热力校核计算,最后根据余热锅炉热力计算选择汽轮发电机组,完成其热力系统设计与计算,并作图。
水钢烧结余热发电技术的利用及探讨摘要:本文主要介绍了水钢6、7#烧结机低温余热发电系统的基本情况和组成,对该系统的设计特点和运行过程中存在的问题进行了分析,结合国内成功的烧结发电技术,制定下一步的技改措施和努力的方向。
关键词:烧结余热发电蒸汽锅炉利用分析措施1.前言近年来,随着世界尤其是我国常规能源的短缺和能源与环境之间关系的日益紧张,节能减排逐渐受到了社会各界的关注。
钢铁企业一向以高能耗、高排放形象示人,目前钢铁行业竞争激烈,面对新的节能减排形势,如何回收利用在冶炼过程中产生的余热,成为钢铁企业节能降耗,降低生产成本的首要任务。
烧结矿是高炉炼铁的主要原材料,烧结过程中的能源消耗占钢铁企业总能耗的9~12%左右,仅次于炼铁,而其排放的余热约占总能耗热能的49%。
利用烧结烟气余热产生低参数的过热蒸汽供汽轮机发电可大大降低钢铁企业的生产成本带来显著的经济效益;同时通过余热锅炉使烟尘沉降可以减少污染物的排放。
由此可见烧结机余热发电既符合国家节能环保政策,又可为企业创造经济效益,前景大有可为。
2.烧结余热发电原理及基本工艺烧结矿在环冷机上通过鼓风进行冷却,底部鼓入的冷风在穿过热的烧结矿层时与热烧结矿进行换热,产生大量的高温废气,将这些高温废气通过引风机引入锅炉,加热锅炉内的水产生蒸汽,蒸汽推动汽轮机带动发电机发电。
烧结余热发电工艺流程由三部分组成:烟气系统、锅炉系统、汽轮机及发电机系统。
烟气回收系统主要由烟囱、烟气引出管、烟气流量控制阀和烟筒的对空排气阀构成,主要功能是利用锅炉引风机产生的负压将环冷机烟罩内温度较高的烟气引到锅炉内,同时避免外界的冷风进入锅炉。
锅炉系统是余热回收的核心,在锅炉受热面上,高温烟气将热量逐级传递给受热面内的工质(水或水蒸汽)生成过热蒸汽。
汽轮机及发电机系统将过热蒸汽携带的能量转化成电能,最终完成烟气余热能向电能的转化。
3.烧结余热发电技术在水钢的应用3.1水钢烧结余热发电项目背景水钢6、7#烧结机是水钢用5-10年(即“十一五”至“十二五”期)建设成生铁500万吨、钢538万吨、材504万吨的大型钢铁联合企业而实施的“铁及铁前系统”规划而建的。
烧结环冷机烟气余热发电技术应用与创新摘要: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。
关键词:余热发电;布置;节能;效果1 引言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435㎡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。
2 烧结原理及工艺介绍邯钢435㎡烧结余热发电机组设计满负荷为15MW,是中船重工703研究所设计施工,主要利用冷却环冷机高温区和低温区烧结矿的废气余热,分高温烟气、低温烟气进入余热锅炉换热做功。
本锅炉为双压、自除氧、立式、自然循环余热锅炉,采用双模块塔式布置,与邯钢炼铁部435㎡烧结环冷机配合使用。
汽轮机采用青岛汽轮机厂BN13-1.96/0.33补汽凝汽式汽轮机,做功蒸汽分为中压主蒸(2.0MPa)和补汽(0.35MPa)。
高温烟气设计为400℃,低温烟气设计为300℃,高温烟气经由中压过热器换热后与低温烟气混合,自上而下与各换热管组换热后经由循环风机加压后,分别进入环冷机高温区与低温区冷却风箱循环利用,设计烧结2#鼓风机(1000KW)全停,1#鼓风机小负荷运行,节电约1600KW/h,以达到节能减排的效果。
3 运行状态及存在的问题1、高温烟气采样点在环冷机高温烟囱上直接取样,低温烟气在低温烟囱直接取样(详见图一),高温烟气采样点比较靠后,不在环冷机烧结矿的最适合采样高温区。
130m2烧结环冷机余热锅炉及发电系统设计(文档可以直接使用,也可根据实际需要修改使用,可编辑欢迎下载)设计任务书学院专业级学生姓名:毕业设计题目:130m2烧结环冷机余热锅炉及发电系统设计毕业设计内容:根据昆明钢铁股份公司130m2烧结机环冷机完成余热发电系统设计计算;主要内容:(1)130m2烧结机环冷机给定参数,完成锅炉的热力设计。
(2)利用设计方法设计余热锅炉的炉型和各种受热面。
(3)根据余热锅炉各种受热面作热力校核计算。
(4)根据余热锅炉热力计算选择汽轮发电机组,完成其热力系统设计与计算。
(5)计算可用excel电子表格进行计算(6)利用计算机CAD 软件绘制余热锅炉总体图1张(1#)。
热力系统图1张(1#),余热锅炉受热面图1张(1#)。
设计指导教师:(签名)主管教学院长:(签名)2021年6月7号前言毕业设计不仅是对大学四年所学知识的总结,也是对我能力的一次考验,这对我们以后的工作有很大帮助。
这次的设计课题为130m2烧结环冷机余热锅炉及发电系统设计,本次设计的目的是加深对理论和概念的理解,完成一项工程设计,熟悉余热锅炉及发电系统设计的一般步骤,熟悉相关设计规范、手册、标准及工程实践中常用的方法以及把所学知识和现实有机联系起来。
本说明书根据设计任务书给定的设计参数,参考相关设计资料,综合实际经验,从各个方面考虑对130m2烧结环冷机余热锅炉及发电系统进行设计和计算。
在设计之初,翻阅了大量的相关资料,在昆明钢铁厂进行了参观,对余热锅炉的整体构造及控制有了直观的感受,对这次设计起到了重要的作用。
在本次设计中指导老师在百忙之中倾注了大量的时间和精力,给予了必要的指导,再此表示由衷的感谢。
由于毕业设计时间仓促,工作量较大,设计的知识面较广,加之设计经验有限,不妥之处在所难免,请各位老师指正。
摘要昆明钢铁股份5MW低温余热电站利用昆钢第三烧结厂烧结线环冷机生产过程中产生的热风,采用成熟的低温余热发电专利及专有技术,自行设计,投资,承包建设的一座补气凝气式纯余热发电余热电站。
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 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。
重钢在环保搬迁后有容量为360m2的烧结机3套,其可利用余热有两部分:一为占烧结过程总带入热量约45%的烧结矿显热,在冷却机高温段废气温度为350~420℃;二是占总带人热量约24%的烧结烟气显热,在烧机机尾风箱高温段排出的废气温度为300~400℃。
- 61 -工 业 技 术我国处于发展中阶段,目前社会之中有许多仍旧未得到完善的体制在运行,其中对于能源的消耗、利用就是其中重要的体现。
目前利用化石燃料作为能量来源的运行模式的可持续性是欠缺的,并且在利用过程中会对环境造成严重的破坏,尤其以近年来资源利用对于环境的破坏尤为严重,已经对人们的生产生活甚至身体健康造成了不良影响,基于此,在人们进行新能源的研发和废弃资源的再利用上发现了烧结环冷机余热的回收再利用,利用其多余的热能进行发电,既实现了对废弃资源的回收再利用,又能够缓解资源利用对环境造成的损害,可谓一举多得。
换言之,从能源利用效率的角度来讲,利用余热进行发电也是最有效的方式,如此能够有效的降低电力来源的成本,本文以下就关于烧结环冷机余热发电系统的设计与运用分析展开论述。
1 烧结环冷机发展现状综述1.1 传统烧结环冷机对于传统环冷机运行过程中存在着漏风严重的情况,当漏风率达到50%的时候已经属于非常严重的状况,而传统的烧结环冷机的漏风率就高达30%,对于能源造成严重的浪费,同时烧结料的冷却效果不佳,对于生产造成不利影响。
此外,传统的烧结环式冷却机出现设备故障的频率相对较高,对于烧结厂的生产造成限制效果,亟待改善。
传统的烧结环式冷却机对于余热的利用效率相对较低,电能生产的效率也极低,在对生产设备进行精细化管理过程中,表现出滞后的关于烧结环冷机余热发电系统的设计与运用分析金叶刚(唐山重型装备集团有限责任公司,河北 唐山 063000)摘 要:烧结环冷机在运行过程中,会有大量的余热发生浪费,白白排放到外界的同时还对周边环境造成不良影响,基于此,对其产生的余热进行回收再利用——余热发电工程。
本文就烧结环冷机余热发电系统的设计与运用进行详细的论述,望对利用余热发电系统技术的进步起到一定的促进作用,进而为环境污染的减少提供助力。
关键词:烧结余热;回收利用;发电中图分类号:TF046 文献标志码:A 保证0.015的公差是比较困难的;伸出长度150mm,更加大了难度。
因此在加工Φ18.25与Φ30.15时,应采用双顶尖的装夹,将原来的两次装夹改为了一次装夹,减少了加工误差。
4.2 Φ21.65与右端面的垂直度为0.02mm。
在原来的方案中,这个垂直度是经过两次装夹,最后靠一夹一顶来保证的。
这个垂直度与①Φ36.75与Φ30.15同轴度、②Φ30.15与左端内孔的同轴度、③软爪与Φ30.15的装夹精度等都有关系,所以很难保证。
为了减少中间环节繁多的误差累计,右端面留0.05mm 余量,最后用软爪夹Φ21.65精右端面,从而保证垂直度。
4.3 该轴芯全长度都有内孔,且内孔直径最小处为Φ11.8,最深处105,普通内孔刀基本无法对其进行加工,需要特别制作内孔刀。
选用Φ10钨钢棒做刀杆,在刀的一头用线切割割出一个扁平位置,再通过铜将刀头焊接到钨钢棒上,这样做的好处是大大提高刀杆的强度。
4.4采用软爪装夹,使用时间长会产生磨损等情况,所以软爪要定期进行检测和修正,以免出现同轴度超差。
4.5 采用双顶尖装夹后,为了保证工件在Z 方向定位能统一,所以在两端内孔与端面交界处增加60°倒角,并且要求在同一批量中这两个倒角的直径大小要统一。
因为工件最后要通过两顶尖装夹来精加工外圆,如果在一批工件中这两个倒角的直径大小不统一,那双顶尖装夹后,工件在Z 方向上的尺寸就会不一致,所以需要将这两个倒角的直径尺寸加工准确。
5 改进后的车削工艺步骤5.1 与改进前步骤1一致。
5.2 以外圆Φ36.72为基准,采用软爪夹,伸出55,车削右端内孔,端面留0.05mm 余量,Φ30.15直径方向尺寸留0.2mm 余量,内孔采用多把多规格内孔刀完成。
5.3 以外圆Φ36.72为基准,采用软爪夹,伸出30,粗精左端面及内孔,内孔采用多把多规格内孔刀完成。
5.4 采用双顶尖装夹,粗精外轮廓。
5.5 以工件外圆Φ21.65为基准,采用软爪装夹,精车右端面。
结语通过合理的工艺安排,加工过程中正确的检测方式,有效地解决了高速电主轴核心零件的加工难题。
保证了加工的精度,提高了产品合格率和生产效率。
参考文献[1]陈小安,张朋,刘俊峰,等.高速电主轴多场耦合动力学特性研究[J].振动工程学报,2013,26(3):303-310.[2]邓君,许光辉.高速电主轴采用轴芯冷却的设计[J].装备制造技,2010(7):52-53.- 62 -工 业 技 术状态,在回收利用效率低下的状态下,对于环境造成的破坏也相对较大,不符合相关的环保要求。
传统的烧结环冷机在设备的安装和使用技术精度方面都有相对较高的要求,其中现场设备安装的质量对于设备运行效率至关重要,在传统的烧结环冷机现场安装过程中,受到技术或是精度要求相对较低的限制,设备出现故障的频率较高。
设备在运行过程中,若是长时间处于“亚健康”状态时,比如:轨道不同心、轨道高差偏大或是台车轮与轨道之间存在相互啃咬的状况,会大大的缩短设备的使用寿命。
此外,安装过程中焊接等施工也会导致构件之中残存应力,进而降低设备的使用精度要求。
此外,在传统的烧结环冷机构件中,冷却机架的刚度较小,使用一段时间之后,容易出现形变,这也是导致余热利用效率低、不能满足发电设计要求的重要因素之一。
1.2 多功能高效烧结环冷机在传统的烧结环冷机设备的基础上,对其在节能环保、余热回收方面进行了深入的研究,对其性能进行了全方面的改造和完善,形成了全新的多功能高效烧结环冷机,设备运行在节能环保以及能源利用效率的提高上有显著的改善与提高,为烧结环冷机余热发电系统的诞生创造了先决条件。
2 基本原理以及工艺流程2.1 利用余热发电的基本原理有效数字显示,在烧结工艺中,余热资源占吨钢余热资源总量的20%,对烧结余热进行回收再利用,能够有效的降低烧结工序对于能量的消耗、提高资源的利用效率。
对于烧结环冷机中余热发电的基本原理如下:炽热的烧结矿在环式冷却机上流转的过程中,台车底部通过鼓风设备吹进冷风,流经炽热的烧结矿成为高温气体自上部流出,利用引风机将这部分高温气体引入锅炉之中,利用其中的热量对锅炉中的水产生蒸汽,蒸汽推动汽轮机转动带动发电机进而发电,从而实现由余热进行发电的目的。
2.2 利用余热发电的工艺流程对于利用烧结环冷机余热进行发电的过程中,涉及3个重要的工序流程,其一就是烟气回收以及循环系统,这个工序流程中含烟囱、烟气引出管、烟气流量控制阀和烟筒的遮断阀,在整个流程中发挥的功效就是利用引风机将高温气体导入锅炉之中,并有效地避免外界的冷空气进入锅炉之中;其二就是锅炉系统,这个工序环节相对简单,就是利用热传递,即将热空气中的热量对锅炉水进行加热使之产生蒸汽;其三就是汽轮机和发电机组成的发电系统,蒸汽带动汽轮机转动,汽轮机带动发电机转动,进而实现有热能向电能的转化,实现对烧结环冷机余热的回收再利用。
3 烧结机余热利用改造内容及技术方案在整个烧结余热资源回收利用过程中,涉及多个技术,其中的关键点在于对冷却机废弃余热回收为重点回收对象,此外,系统运行的稳定性也是重要研究对象,在此基础上尽量的提高余热回收的效率,在整个技术工序之中,热源参数的预测技术是基础,热风循环技术是有效手段,而余热锅炉和发电系统热力参数优化、参数匹配和动态特性优化是整个余热发电系统的核心技术。
采取梯度方式利用余热,实施多炉带一机措施:在利用烧结环冷机余热进行发电过程中,发电效率受到两个方面因素的影响:其一就是设备系统的科学性,也就是所谓的技术水平;其二就是余热的温度。
从能量理论的角度来讲,能量转换构成中的不可逆过程都是朝着较低能量水平的方向,因此,传热的效率与余热的温度密切相关。
基于此,在利用烧结环冷机余热发电过程中,要充分的利用梯度余热。
在实际的运作过程中,能够用烧结系统中温度相对较高的热量发电,温度处于中间位置时,可用其燃烧空气、点火炉等,当温度达到一个相对较低的程度时,可以用其对烧结材料进行干燥处理,如此一来,可以大幅度的提高余热的利用效率。
在实际的生产过程中,烧结设备难免会出现效率低下或是故障的时段,若是每一台烧结环冷机都配备一台发电机,难免会出现余热不足以发电的情况,基于此,就要将多台冷却机与一台发电机相连,若是出现某一台设备关闭,并不会影响到发电机的正常运行,为稳定发电提供保障,目前国内较为先进的技术设备已经实现两台一体发电系统。
结语综上所述,在目前烧结环冷机余热发电项目的研究上,并未有十分显著的收益,其主要原因主要有以下几个方面:第一就是产能扩张效率相对较低,并且客户无法直接的衡量能源效率的高低;第二就是在烧结环冷机余热发电系统方面的技术还不是十分的成熟,并未形成一种标准化的技术或是行业标准,在实际操作过程中,存在着较多的不确定因素;第三,在烧结环式冷却机余热利用问题上,面临着来自各个方面的压力相对较大,这些问题的协调与解决并非一朝一夕就能完成的。
以上几条原因,对目前烧结冷却机余热发电项目的开展形成限制作用。
话虽如此,但在另一个角度来讲,我国利用各项工业余热进行发电的项目,是未来能源开发和利用的大趋势,在这方面应该多投入资金和精力,为缓解当下环境压力贡献出一份力量。
参考文献[1]同为群,栾颖.烧结余热回收利用途径探讨[J].河南冶金,2007(3):23-24.[2]王兆鹏,胡晓民.烧结余热回收发电现状及发展趋势[J].烧结球团,200,33(1):31-35.[3]吕艳丽.烧结环冷机余热发电系统的设计与研究[D].大连理工大学,2015.[4]刘相伯.一种烧结环冷机余热发电系统的设计[J].矿业工程,2014,12(6):70-71.[5]郭海涛.烧结环冷机余热发电系统的设计与研究[J].城市建设理论研究(电子版),2016(36):11-12.。