烧结烟道余热回收

烧结烟道余热回收工程 技

术 方 案 书

天津华能能源设备有限公司 二○一三年五月 一、总述 1. 项目实施企业简介 用户提供 2. 设计依据 ××××××，提供336㎡烧结大烟道余热锅的设计依据。 3. 设计原则 采用已有的成熟技术，注重技术的适用性、可靠性、经济性和先进性，工艺技术及装备水平达到国内先进水平； 设备选型原则：设备以国产化为主，尽量考虑设备的大型化； 布置原则：考虑未来发展，合理使用场地，工艺布置和物料流程合理、通畅，尽量避免各工序间的相互干扰； 整套系统工程的设计符合国家标准。 4. 主要设计内容 余热回收系统：余热锅炉系统、给水系统、除尘系统、烟道系统、控制系统； 5. 设计概要 利用烧结主抽烟道内的高温段废气进行余热回收。 二、系统设计方案 1、工程概述 钢铁冶金企业是国家支柱产业，在现代化建设中起着重要作用，同时这些企业也是耗能大户，能耗占产品成本比例较大。因此企业的节能降耗显得尤其重要。烧结工序是高炉矿料入炉前的准备工序，有块状烧结和球团状烧结两种。 烧结工序能耗在钢铁企业中仅次于炼铁而居第二位，在烧结总能耗中，冷却机废气带走的显热约占总能耗的20～28％，而其排放的余热约占总能耗 热能的49%，回收和利用这些余热，显然极为重要。 余热回收主要在烧结矿成品显热及冷却机的排气显热两个方面。目前余热回收技术主要应用在冷却机的排气显热回收上。烧结机生产时，热烧结矿经过滑车在轨道上移动，通过鼓风机吹风，使冷却风强制穿过料矿层，经料矿加热后，冷却风温一般温度可达300～400℃，最高可达450℃左右。这部分的冷却风都可以利用其余热。 烧结主抽烟道内的高温段废气热量回收有很大潜力，机尾处烟箱的平均温度为380-420℃（实测温度），流量为80000Nm3/h，采用热管式蒸汽回收装置回收烟气余热，在主抽烟道余热回收段加旁通管及阀门保证大烟道内排烟温度不低于130℃（露点温度以上）。

2、工程项目基础参数 、自然条件 地震烈度： 本地区地震基本烈度为7度，加速度值0.05g，建筑场地类别II类。 风荷载：m2(n=50) 雪荷载 m2(n=50) 、气候条件： （1）用户提供当地气候条件 （2）、设计原始条件及要求 一座144m2两座，设计参数按相同考虑，由于本工程为改造工程，空间狭窄，余热锅炉的外形尺寸设计要紧凑。 a、烟气参数

序号 名称 单位 机尾 备注 1 入口烟气流量 Nm3/h 80000-100000 理论值 2 入口烟温度 ℃ 380-420 20#、21#、22# 3 出口烟气温度 ℃ ≤200 设计值 b、蒸汽要求 序号 名称 蒸汽 备注 1 蒸汽压力（MPa） (饱和蒸汽) 2 蒸汽温度（℃） ～350（过热温度） 3 蒸汽产量（t/h） 10 理论计算值 （3）、其它性能参数 ①、烟气特性 a、烟气量工况波动按20%考虑。 b、烟气成份：N2、O2、H2O，其中N2占78%，O2占21%，H2O占1%， 烟气含灰量为1g/ Nm3。成分为铁矿石烧结熟料，粒径为100μm。 ②、蒸汽品质 钠 ≤15μg/kg 二氧化硅 ≤20μg/kg ③、所提供软化水水质参数：

锅炉给水、锅水质量标准执行《工业锅炉水质》（GB/T1576-2008）中有关规定。 锅炉正常连续排污率 ：≤2% 硬度： ≤3μe/L 油： ＜1mg/L 铁： ≤50μg/L 铜： ≤10μg/L 钠： ≤15μg/kg SiO2： ≤20μg/kg PH值： ～ ④、电源 动力电源：±7%/380V±15% VAC 直流电源：220V/24V VDC 3、设计要求及区域范围 、设计要求 3.1.1主要执行标准及规范 《污水综合排放标准》（GB8978-1996） 《工业企业厂界噪声标准》（GB12348-90） 《钢结构设计规范》（GB50017-2003） 《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002） 《低压配电装置规范》（GB50054-95） 《通用用电设备配电设计规范》（GB50055-93） 《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94） 《钢制化工容器结构设计规范》（HG20583-1998） 《化工装置设备布置设计工程规定》（） 《钢制化工容器设计基础规定》（HG20580-1998） 《钢制低温压力容器技术规定》（HG20585-1998） 《钢制立式圆筒形固定顶储罐系列》（） 《化工设备基础设计规定》（HGT20643-1998） 《化工装置管道机械专业提出的设计条件》（） 《钢制有缝对焊管件》（HGT21631-1990） 《钢制压力容器》（GB150-1998） 3.1.2项目设计指标 烧结大烟道余热回收系统蒸汽总产量为10t/h、、350℃，蒸汽全部进入公司蒸汽管网。此数据为保守值，当烟气量增多或烟气温度增高时。蒸汽量会相应增加；当烟气减少或温度降低时，蒸汽量会相应减少。 3.1.3项目设计原则 结合用户现场状况及项目设计目标，采取系统安全，技术先进、工艺可靠、经济合理的设计原则确定本项目的建设方案。 3.1.4系统安全 a、系统设计时，通过科学计算，确保生产系统正常运行； b、烟气温度在蒸发器内放热后，烟气温度降低到200度以上，保证后续设备不受腐蚀。 3.1.5工艺可靠 系统通过省煤器、蒸发器等设备组合、系统控制部分，使烟气余热得到最大限度的利用，确保蒸汽蒸发量的稳定可靠。整个系统工艺设计、施工严谨、紧密可靠。 、设计区域范围 1、烟气系统：从烧结烟道取口处阀门开始，至循环烟道进口阀门止（含阀门、膨胀节、除尘器、余热回收装置、烟道等）； 2、汽水系统：由界区内除氧水系统的进水口开始至汽包出口法兰（含阀门）； 3、钢构：余热回收装置本体钢架的设计制作； 4、其它：负责余热回收界区内的电气自动控制系统； 5、土建基础施工； 6、运输、安装、调试及人员培训。 4、余热回收工艺系统 、工艺组成 根据现场情况，余热锅炉可采用卧式结构或立式结构。工艺上采用单压自然循环余热回收系统，利用烟气余热产蒸汽，实现余热回收。系统由蒸汽发生器、省煤器、汽包、上升管、下降管、汽水管路、除氧器、电控系统、钢架等组成。 、工艺流程 烟气系统流程：来自烧结大烟道的混合烟气380℃--420℃（1区20#--380℃，2区21#--400℃，3区22#--420℃）左右，先经蒸发器、在进入省煤器，烟气温度降到200℃左右从余热锅炉下部排出，经原进风管道，经烟道连接实现烟气余热利用。 水汽系统流程：外来104℃的除氧水，经水给泵补入省煤器后进入蒸汽聚集器，然后通过下降管进入低压蒸汽发生器，吸收烟气中的热量后形成汽水混合物通过上升管进入蒸汽聚集器；在蒸汽聚集器内蒸汽与水分离产生过热蒸汽外输用于生产。 如工艺流程图（另附）：

、余热锅炉辅助系统 疏放水系统--锅炉本体范围内的各设备、管道的最低点设置疏、放水点，确保各下降管、省煤器、蒸发器等的进出口联箱疏、放水的畅通。 放汽系统--在系统的最高点，设置放气点，当上水和启动时，排去锅炉 内空气和不凝结气体。 排污系统--在汽包的盐段设连续排污，在水系统的下联箱设定期排污，排去适量的锅炉污水以确保蒸汽品质。在锅炉下部配置的定期排污扩容器。 事故放水--当锅炉汽包水位高于紧急水位时，打开电动事故放水阀，防止汽包满水。 蒸汽放散--当设备故障时，中蒸汽能够通过锅炉的集汽箱实现紧急快速放散蒸汽。紧急放散系统和安全阀的排汽配置消音器。 汽水取样系统—系统配置汽水取样分析装置。包括取样口至取样冷却器间管道、阀门等以及汽水取样器。汽水组合式取样系统包括以下几点： 给水取样：PH值、电导率、O2 低压炉水取样：PH值、磷酸根、电导率 中压炉水取样：PH值、磷酸根、电导率 低压过热蒸汽取样：电导率、SiO2

给水系统—系统设置了中、低压和除氧给水系统，由电动给水泵完成。

5、余热回收系统的设计 、系统型式 采用单压、自然循环余热回收系统。利用烧结烟气余热产生蒸汽，实现余热回收。 、余热回收系统组成 本系统是该项目中的核心部分余热回收产出、350℃过热蒸汽并入管网。 由蒸发器、省煤器、汽包、以及上升管、下降管。 设备辅助系统包括汽水管路、除氧器（含内件）、定排、连排、取样、加药、水泵、仪表系统、钢架等组成。

余热回收设备集中放置，设备顶部平台上设置一台汽包，并设置除氧器。 、余热锅炉系统设计 5.3.1锅炉烟气进口至出口，烟气阻力小于1000Pa。 5.3.2系统正常排污量不超过锅炉给水流量的3～5%。 5.3.3锅炉疏放水系统确保能在一小时内将整台锅炉的水以重力放空。 5.3.4管道、阀门及附件的设计压力和设计温度的确定符合标准规范有关规定。 5.3.5负责提供锅炉与其它设备之间的接口设计，并提供锅炉接口清单表。 5.3.6锅炉设有水压试验接口，提供试验方法和详细说明（包括试验用水的水质和水温）。 5.3.7供测量烟道及余热锅炉本体各段温度的测量元件。 5.3.8在符合设计条件及正常投运时，保证达到以下运行性能： ①、锅炉在设计工况参数下能达到额定值。并保证长期安全运行，所有附件及配供的测控设备均能正常投运。 ②、主蒸汽额定汽温偏差为±5℃，在可能运行的条件工况下，各段受热面的金属壁温都在允许范围之内。 ③、确保锅炉从启动到最大连续负荷范围内，水循环安全可靠。 ④、锅炉露天布置，采取可靠的防雨，避雷措施。 ⑤、锅炉设计在定压运行下有良好的对负荷变动的适应性，在变负荷运行时，锅炉应有足够的安全可靠性，以适应系统或控制装置在运行中产生的偏差。 ⑥、锅炉设计有有效的停炉保护措施，并提供有关设备及系统。 、系统计算产出的热工性能参数（单套）

序号 项 目 热侧废气 冷侧水 备注 1 流量Nm3/h 80000-100000 10000kg/h 2 进口温度/℃ 380-420 104 3 出口温度/℃ 210 350 过热