熔分竖炉余热利用初步方案 本文关键词：余热，利用，方案，熔分竖炉
熔分竖炉余热利用初步方案 本文简介：熔分竖炉余热利用1概述在工业生产中，使用着各种窑炉，如回转窑、加热炉、竖炉、转炉、反射炉、沸腾焙烧炉等。
这些窑炉都耗用大量的燃料，它们的热效率都很低，一般只有40％左右，而被高温烟气、高温炉渣、高温产品等带走的热量却达到30％～50％，其中可利用的余热在冶金方面约占燃料消耗量的三分之一，机械、玻璃、
熔分竖炉余热利用初步方案 本文内容：
熔分竖炉余热利用
1
概
述
在工业生产中，使用着各种窑炉，如回转窑、加热炉、竖炉、转炉、反射炉、沸腾焙烧炉等。
这些窑炉都耗用大量的燃料，它们的热效率都很低，一般只有40％左右，而被高温烟气、高温炉渣、高温产品等带走的热量却达到30％
～50％
，其中可利用的余热在冶金方面约占燃料消耗量的三分之一，机械、玻璃、造纸等方面占15％
以上。节能减排是我国经济和社会发展的一项长远战略方针，也是一项极为紧迫的任务。回收余热降低能耗对我国实现节能减排、环保发展战略具有重要的现实意义。同时，余热利用在对改善劳动条件、节约能源、增加生产、提高产品质量、降低生产成本等方面起着越来越大的作用，有的已成为工业生产中不可分割的组成部分。
自上世纪六七十年代以来，世界各国余热利用技术发展很快。目前，我国的余热利用技术也得到了长足进步，但是与世界先进水平还有一定的差距，有一部分余热尚未被充分利用，有一部分余热在利用中还存在不少问题。
1．
余热利用概述
余热属于二次能源，它是一次能源和可燃物料转换过程后的产物，是燃料燃烧过程中所发出的热量在完成某一工艺过程后所剩下的热量。一般分成：高温烟气余热、高温蒸汽余热、高温炉渣余热、高温产品余热(包括中间产品)、冷却介质余热、可燃废气余热、化学反应及残炭的余热、冷凝水余热等。
常见的余热利用方法主要有：余热锅炉、热水法、预热空气、烟气一流体换热器、加工物料等。由于使用的生产方法、生产工艺、生产设备以及原料、燃料条件的不同和工艺上千变万化的需要，从而给余热利用带来很多困难。一般说来余热热源往往有以下特点：
(1)热负荷不稳定。不稳定是由工艺生产过程决定的。例如：有的生产是周期性的，有的高温产品和炉渣的排放是间断性的，有的工艺生产虽然连续稳定，但热源提供的热量也会随着生产的波动而波动。
(2)烟气中含尘量大。如氧气顶吹转炉烟气中的含尘量达8()～150
g／nl
、沸腾焙烧炉150～350
g／m。、闪速炉80～130
g／m
、烟气炉80～160
g,／m
，含尘数量大大超过一般的锅炉。
同时烟尘的物理、化学性质也特别恶劣，尤其是炉烟温度高、含尘量大时，更容易粘结、积灰，从而对余热回收的设备有可能产生严重磨损和堵塞的后果。
(3)热源有腐蚀性。余热烟气中常常含有二氧化硫等腐蚀性气体，在烟尘或炉渣中含有各种金属和非金属元素，这些物质都有可能对余热回收设备造成受热面的高温腐蚀或低温腐蚀。
(4)受安装场所固有条件的限制。
如有的对前后工艺设备的联接有一定的要求，有的对排烟温度要求保持在一定的范围内等。这些要求与余热回收设备常发生一定的矛盾，必须认真研究统筹解决。
冶金企业属于耗能型企业，其能耗占全国能耗的10％左右，占工业部门能耗的15％
左右，能源费用占企业生产总成本20％
～30％
。由于能源生产的增长速度尚难以适应国民经济发展的要求，能源价格的上升和波动已经对冶金企业的生存和发展构成了挑战，节能降耗已经成为冶金企业长期的战略任务。
冶金企业从原料、焦化、烧结到炼铁、炼钢、连铸以及轧钢的生产过程中产生大量含有可利用热量的废气、废水、废渣，同时在各工序之间存在着含有可利用能量的中间产品和半成品。充分回收和利用这些能量，是企业现代化程度的标志之一
’
。目前，冶金企业常用的余热利用方式有：安装换热器、余热锅炉、炉底管汽化冷却、冷热电联产等，回收后的热量主要用于预热助燃空气、预热煤气和生产蒸汽。
国内冶金企业换热器的发展趋势是：换热器的型式由简单的低效型走向强化传热的高效型，热风温度一般在300℃
以上(比过去提高了80～100℃)，出换热器的烟温由过去的400～500℃
降低到250～400
oC。以宝钢钢铁股份有限公司为例
』，其主要的余热回收技术有：干熄焦(CDQ)发电技术、烧结余热回收技术、高炉余压发电技术、副产煤气回收技术、热送热装技术、加热炉汽化冷却技术、炉窑烟气余热回收技术等。
十年来，该公司余能回收量大幅提高了86％。
2)针对排烟温度高和换热器能力小。
目前已经开发出了各种高效经济的换热器和能使用全热风的燃烧装置，回收后烟温可下降到180～250℃
，不再需要安装价格昂贵而利用率不高的余热锅炉，使炉气余热从炉外回收转到炉内回收的方向来，并提出了“余热全自回收”的新概念，即设法降低排出的烟温和烟量，并使余热回收过程中的各项热损失减少，然后通过高效换热器将余热最大限度地回收并
全部送人炉内。
苏州苏信特钢有限公司目前电炉厂100吨电炉冶炼烟气采用“水冷烟道+自然冷却”方式进行冷却，烟气中含有的大量热能在冷却过程中被释放到冷却水和空气中，没有得到有效的回收利用。
如果将这部分余热有效利用转换成蒸汽，直接用于电炉厂VD炉生产，不仅回收了废气中的热量，而且减少热污染排放，是当前一种行之有效的节能降耗途径，也是一项国家积极鼓励，大力推广的节能技术，并完全符合国家现行的节能减排的能源和环保政策。
1.1
设计原则
废气出口温度：
～200℃
废气粉尘含量：
8～30g/Nm3
蓄热器出口蒸汽压力
电源等级：
380V
2.2
技术要求
1）余热锅炉
温度：214.7℃
平均产汽量：～18t/h
去向：蓄热器
温度：143.4℃
平均产汽量：～3t/h
去向：热力除氧器
2）蓄热器
蓄热器出口饱和蒸汽压力：0.9MPa
温度：179.9℃
去向：外送，外送蒸汽流量：～18t/h
3）余热回收装置烟气侧参数
烟气进口温度：700℃
烟气出口温度：~200℃
阻力降：<1050Pa
2.3
公用工程
1)
软化水
温度：20℃
压力：0.3MPa
耗量：平均~***
2)工业水
温度：~20℃
压力：0.5MPa
耗量：～1t/h
3)
压缩空气
温度：常温
压力：0.5～0.6MPa
耗量：～80m3/h
4)
瓶装乙炔
规格：50L瓶装
耗量：3-5瓶/24小时
5)
用电
电压等级：
380V
总容积：424kW
6）对外供饱和蒸汽
温度：179.9℃
压力：0.9MPa
供汽量：～18t/h
7）余热回收系统排污量
温度：~143℃
压力：~0.3MPa
平均排污量：***
最大排污量：***
废气系统
余热回收设备为立式布置，烟气从顶部进设备由上而下依次经过5
级中压蒸发器，1级水预热器和1级低压蒸发器，底部出来后汇总，烟气温度降至200℃左右。
2）
汽水系统
自界区外来的0.3MPa
软化水进入软水箱，经软水泵进热力除氧器除氧。
经除氧后，中压给水泵将部分除氧水一路送至水预热器预热至
~154℃后，送入中压锅筒；
另一路接至蓄热器，供开车时将除氧水送至蓄热器，低压给水泵将部分除氧水直接送至低压锅筒。
蒸发器与锅筒分别通过上升、下降管实现汽水循环，中压锅筒产生的2.0MPa
饱和蒸汽，送入蓄热器。
蓄热器出口管设调节阀，保证蓄热器出口产生连续稳定的饱和蒸汽。
低压锅筒产生的低压蒸汽全部送至热力除氧器的除氧头，同时自低压蒸汽
管线引出2
根管线，分别送至除氧器水箱，作为二次蒸汽及辅助加热蒸汽。
在低压蒸汽不足的情况下，自蓄热器后分气缸引出一路蒸汽，经减压后送入除氧器除氧头。
3）
排污系统
系统配置有连排扩容器、定排扩容器各一台。
锅筒设有连续排污和定期排污口，水预热器、蒸汽发生器都设有定期排污出水口，可定期清除内部残留污物及水垢。
锅筒连续排污管接至连续排污扩容器，经定排扩容器降温后就近排入地沟。锅筒定期排污管接至定期排污扩容器。
锅筒设置事故放水，当锅筒水位高于紧急水位时，打开事故电动放水阀，防止锅筒满水。
事故电动放水阀的位置便于运行操作，排至地沟后接入界区排污管网。
热力除氧器底部排水管就近接至地沟。
蓄热器底部排水管接至地沟。
4）
取样系统
本余热回收系统设给水、中压蒸汽、中压炉水、低压炉水取样，共4
只。
5）
放空、放散、放净等系统
除灰系统
由于废气中含尘量较大，余热回收设备设有激波吹灰器，可实现在线清灰。设备底部设有灰斗，由螺旋出灰机送至灰仓，可定期除灰。
2.5
主要设备
本项目核心设备为余热锅炉及余热回收系统配备的除氧、给水设备、蓄热、排污设备、取样设备等。
1）热管式余热锅炉
热管式余热锅炉能有效回收高含尘、高温变、高温差急变的电炉余热。
考虑到余热回收系统的操作稳定，控制方便，延长锅炉使用周期以及降低系统运行能源消耗和维护费用等多种因数，本余热锅炉系统采用自然循环水循环模式，加强了烟气波动适应性。
热管换热器具有对温度变化大的适应性和在换热过程中对热流密度的可调性，大幅度提高了工程的可靠性。
热管式蒸汽发生器充分利用热管在热传导中的超导特性，来进一步降低废气排放温度，从而回收更多的热量，以满足该系统的长周期稳定运行要求，并达到降温、除尘、余热利用的目的。
本设计采用双压锅炉，由10台中压热管蒸汽发生器、2
台热管水预热器和2
台低压热管蒸汽发生器组成，立式布置，设低压锅筒、中压锅筒各
1
台。
给水入口温度：
20℃
废气出口温度：
~200℃
锅炉产蒸汽压力：
0.9MPa
废气阻力损失：
<1050Pa
中压蒸汽流量：
平均：~18t/h，最大：***
低压蒸汽流量：
平均：~3t/h
，
最大：***
换热量：
~***kW
水汽系统主要设备
低压锅筒给水为除氧水，给水量：平均
***，
系统除氧选用大气式热力除氧。
按蒸汽产量要求，热力除氧器暂选用25t/h的全补给水热力除氧器1台。
送出蒸汽压力：
0.9MPa
容积：
150m3
3.2
燃气热力管道
余热锅炉需用燃气热力介质及用量如下：
1）压缩空气
温度：常温
压力：0.5～0.6MPa
耗量：～80m3/h
接管管径：D57x3.5
2)
瓶装乙炔
规格：50L瓶装
耗量：3-5瓶/24小时
3）对外供饱和蒸汽
温度：179.9℃
压力：0.9MPa
供汽量：～18t/h
接管管径：D273x7
4）氮封用氮气
温度：常温
压力：0.3～0.4MPa
耗量：～80m3/h
接管管径：D57x3.5
4
给排水
余热锅炉公用工程中水介质如下：
1)
软化水
温度：20℃
压力：0.3MPa
耗量：平均~***
软水来自厂区软水管网，接管管径为DN150。
2)工业水
温度：~20℃
压力：0.5MPa
耗量：～1t/h
工业用水接自厂区工业用水管网，接管管径为DN50。
3）余热回收系统排污水
温度：~143℃
压力：~0.3MPa
平均排污量：***
最大排污量：***
系统污水经过定排扩容器和连排扩容器后先排至污水井中，污水由污水井接管排至厂区污水管网或排水沟内，接管管径为DN150。
5
自动控制方案
5.1
系统概述
控制范围：余热回收装置内的仪表及自控系统。
控制原则：以集中检测和控制为主，现场指示操作为辅。
本自控系统由一套PLC控制系统+现场仪表组成。
5.2
系统自动控制方案
***
系统自动控制的基本内容
主要调节回路有：锅筒液位调节、锅筒压力调节、热力除氧器液位调节、热力除氧器温度调节、蓄热器液位调节、蓄热器出口压力调节。
锅筒液位调节是为了保持锅筒水位在一定的范围内，为三冲量调节系统
6.2
电气设计
1）用电负荷
本工程生产装置中用电负荷等级为二级，总用电设备容量为424kW。
2）供电方案
由临近界区的变配电所给现场配电室提供380V
三相四线制的电源，采取双电源电缆进线并送至我方受电柜。
现场动力设备及照明、检修、仪表等工作电源由现场低压配电室提供。
3）设备选型
低压开关柜选用
GGD2。
4）电压降控制指示
线路最大允许电压降：启动时电动机端头15%、正常运行时电动机端头5%、照明回路
3%。
5）配电电缆的选择及敷设
所有电缆均选用阻燃型交联聚乙烯铠装电缆。
根据电缆载流量选择电缆截面，并通过电压降校验。
电力电缆、控制电缆根据现场实际情况进行敷设，就经济性和工作量考虑初步敷设方法为直埋敷设及部分穿管保护到各现场设备处。
6）保护、控制及联锁
现场所有水泵电机均采用变频控制，并满足相应电气保护。
根据工艺要求，电机采用就地及仪表间两地控制。
7）
照明
照明电源系统采用
380V/220V
三相五线系统，现场低压配电室安装照明配电箱，照明线路采用BV
铜芯导线穿镀锌钢管敷设，配电间及控制室暗配，厂房明敷，均为分散控制。
重要部位采用应急照明灯具作为事故照明，照明灯为工作/事故两用灯。
灯具为白识灯或气体放电灯
噪声
正常运行时，装置噪声主要来自泵，声压级均低于90dB。
装置开车及事故工况，装置噪声主要来自蒸汽放空，蒸汽放空口配备了消声器。
4）废渣
余热回收装置排出的灰渣，主要是灰尘，可通过人力定时集中外运。
8.2
劳动安全卫生
1）本单元运行过程中主要危害分析
（1）火灾、爆炸危险性
锅筒是余热回收装置的心脏，正常的水位是系统运行良好的主要标志之一。
超过最高水位是满水，如不及时处理，蒸汽管内发生水冲击，严重时需停车；低于最低水位是缺水也称减水，处理不及时，蒸汽温度急剧上升发生爆管，如缺水严重处理不当会造成干锅，盲目加水有爆炸危险。
（2）噪声危害
本单元噪声设备主要是机泵和锅炉排汽时产生的噪声，其它噪声包括电动机噪声等。
操作工人长期处于高噪声环境中，将危害健康。
（3）高温危害
本单元余热回收装置属于高温装置，在现场操作或维修、检修时如果注意不够，容易发生烫伤等事故，引起身体伤害。
2）应采取的安全防范措施
（1）本单元仪表接入装置PLC
控制系统，对生产运行进行全过程自动控制，减少不必要的停车。
（2）蒸汽发生器的设计、制造、验收严格按国家有关规程、规范进行。
（3）锅筒安全阀排汽管引至相应高度，以防安全阀动作伤人，并保证其排放通畅，另外在安全阀上装消音器，以减小噪声。
（4）电气设备严格按要求进行设计选型，同时采用相应的防火措施。
对于防静电、防雷设备及构筑物设有避雷针和接地线。
（5）对防腐型电气仪表、设备及管道等均考虑选用防腐材料，或加防腐材料罩或涂防腐漆等。
（6）设置消火栓及灭火器材，以满足消防的需要。
（7）高温设备及管道进行保温、隔热防护，防止烫伤事故。
8.3
环境影响评价分析
本装置采用国内先进技术，使装置运行稳妥、可靠、先进、合理，达到降低产品成本的目的。
对有效资源进行充分回收利用，减少了污染物排出量，提高装置本身的环境治理水平。
8.4
消防
所有金属设备，管道等，通过控制流速，并设置可靠的静电接地以防止静电积累。
装置出现停电，泄露，火灾，工况异常等意外事故时，根据发生事故原因，部位，视情况轻重缓急，由计算机自动或操作人员手动处理系统，从局部停车短期处理到全线紧急停车排放等安全措施。
在各设备上设置液位计，压力表，温度计等仪表对生产过程进行监控，防止物料外溢。
1）防雷击，防静电
装置设有专门的防雷设施，建筑结构按7度地震烈度设防。
工艺设备，管道采取了防静电措施，接地电阻不大于10Ω，以消除静电积聚。
2）操作人员需培训考核合格，接受严格的安全生产教育，持证上岗。
9
工程概算
本项目总投资为3150万元，其中热管式余热锅炉系统总投资约2180万元，余热锅炉部分配套的土建、能源介质等系统总投资约510万元，余热锅炉外部的管路支架等费用约为300万元，工程建设其他费用（包括监理、设计、试运转等）约为160万元。
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温馨提醒：请仔细核对内容中的信息，提高防范意识，谨防电信诈骗、高利贷等陷阱，避免上当受骗。
标签：熔分,竖炉,余热
