摘  要  AOD精煉爐余熱回收系統(tǒng)充分利用冶煉產(chǎn)生的高溫廢氣，通過(guò)雙壓余熱鍋爐合理設(shè)計(jì)最大限度地生產(chǎn)蒸汽，用于汽輪機(jī)透平做功，驅(qū)動(dòng)布袋除塵系統(tǒng)引風(fēng)機(jī)工作，從而達(dá)到節(jié)能降耗、并為后續(xù)除塵系統(tǒng)安全運(yùn)行提供保障的目的。

關(guān)鍵詞  AOD精煉爐  煙氣  余熱回收  

1  前言

節(jié)能降耗與余熱利用不僅是當(dāng)今世界共同關(guān)注的熱點(diǎn)，也是我國(guó)高度重視的政治與經(jīng)濟(jì)任務(wù)[1]，為積極響應(yīng)國(guó)家“十三五”期間對(duì)資源高效利用，環(huán)境保護(hù)，科技創(chuàng)新的要求，北海誠(chéng)德金屬壓延有限公司依據(jù)集團(tuán)整體規(guī)劃，北海誠(chéng)德金屬壓延精煉分廠一期工程2015年6月新建2臺(tái)90噸AOD精煉爐余熱回收系統(tǒng)。

AOD精煉爐爐氣一般采用完全燃燒方式，冶煉時(shí)產(chǎn)生的含CO的煙氣在爐口和吸入的空氣混合燃燒后，產(chǎn)生的煙氣溫度～1450℃，完全燃燒后的精煉爐煙氣具有溫度高，煙溫波動(dòng)大，含塵量高，粉塵在煙氣的降溫降速過(guò)程中也存在沉積。對(duì)于上述冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的高溫?zé)煔?，過(guò)去比較普遍的做法是采用水冷煙道對(duì)高溫?zé)煔膺M(jìn)行降溫，通過(guò)設(shè)置的一套循環(huán)水冷卻系統(tǒng)（循環(huán)冷卻水采用空冷）將高溫?zé)煔饨档偷?50℃左右送入后續(xù)的布袋除塵器，以滿足除塵器的運(yùn)行要求。但是采用循環(huán)水冷卻的辦法，高溫?zé)煔獾挠酂釠]有得到充分利用，浪費(fèi)了大量的高溫余熱資源，而且還消耗了水資源和電力。通過(guò)對(duì)AOD精煉爐高溫?zé)煔庥酂峄厥绽?，有效降低系統(tǒng)排煙溫度，控制熱污染，確保后續(xù)布袋除塵器運(yùn)行安全及煉鋼系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行；同時(shí)產(chǎn)生一定溫度、壓力的飽和蒸汽，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)等，可有效降低煉鋼精煉工序的生產(chǎn)成本，提升企業(yè)鋼鐵產(chǎn)品的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，改變了以往除塵系統(tǒng)“光花錢沒效益”的觀點(diǎn)，為典型的節(jié)能減排項(xiàng)目，具有十分顯著的社會(huì)效益。

2  工藝流程和主要設(shè)備

高溫廢氣（廢氣成分）經(jīng)爐口汽化煙道進(jìn)入雙壓余熱鍋爐，到達(dá)余熱鍋爐的廢氣平均溫度正常為630℃（最高900℃），經(jīng)五級(jí)中壓蒸發(fā)器、一級(jí)低壓蒸發(fā)器換熱后廢氣溫度降低到250℃以下，然后通過(guò)增壓風(fēng)機(jī)送入后續(xù)袋式除塵器系統(tǒng)。雙壓余熱鍋爐產(chǎn)生兩種不同壓力的飽和蒸汽，其中中壓蒸發(fā)器產(chǎn)生的2.4MPa飽和蒸汽送入蓄熱器，經(jīng)蓄熱、降壓后產(chǎn)生穩(wěn)定連續(xù)的1.0MPa、184℃、15t/h（單套）的飽和蒸汽進(jìn)入分汽缸，然后送入汽輪機(jī)主蒸汽管，經(jīng)汽水分離進(jìn)入汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)引風(fēng)機(jī)工作，做功后蒸汽冷凝回到除氧器。低壓蒸發(fā)器產(chǎn)生的0.3MPa、143℃、3t/h（單套）飽和蒸汽供系統(tǒng)自身熱力除氧用，多余部分排空。

2.1  煙氣流程

高溫廢氣經(jīng)鍋爐汽化煙道、五級(jí)中壓蒸發(fā)器、一級(jí)低壓蒸發(fā)器產(chǎn)生兩種不同壓力的飽和蒸汽后降溫至250℃，再通過(guò)增壓風(fēng)機(jī)送入后續(xù)袋式除塵器，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的煙氣通過(guò)除塵風(fēng)機(jī)后排放到大氣中。煙氣為U型流程，當(dāng)鍋爐進(jìn)口溫度＞900℃時(shí)，控制室顯示、報(bào)警?？紤]到AOD精煉爐煙氣含塵量較大，為避免換熱器系統(tǒng)積灰，在鍋爐本體側(cè)設(shè)有激波吹灰器，鍋爐底部設(shè)有灰斗和卸灰閥，可定期人工清灰、卸灰。

2.2  水汽系統(tǒng)流程

水汽系統(tǒng)設(shè)有集中式泵房（2套鍋爐共用），自界區(qū)外來(lái)軟水進(jìn)入軟水箱，然后由設(shè)置的2臺(tái)軟水泵（1用1備）送入熱力除氧器除氧；除氧后的除氧水分成兩路，其中一路通過(guò)設(shè)置的4臺(tái)低壓給水泵（2用2備）送入2臺(tái)低壓汽包；另一路通過(guò)設(shè)置的4臺(tái)中壓給水泵（2用2備）送入2臺(tái)中壓汽包；蓄熱器的補(bǔ)水通過(guò)備用1#鍋爐中壓給水泵供給。汽化煙道、蒸發(fā)器與汽包之間通過(guò)上升、下降管實(shí)現(xiàn)汽水自然循環(huán)，中壓汽包產(chǎn)生的2.4MPa飽和蒸汽，經(jīng)蓄熱器蓄熱、穩(wěn)壓至1.0MPa后送至分汽缸，然后由汽輪機(jī)主蒸汽管經(jīng)汽水分離進(jìn)入汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)引風(fēng)機(jī)工作，做功后蒸汽冷凝打回到除氧器；低壓汽包產(chǎn)生的0.3Mpa飽和蒸汽送入熱力除氧器用作除氧，多余部分自動(dòng)排空或進(jìn)入低壓管網(wǎng)。熱力除氧器用蒸汽從低壓飽和蒸汽總管引出，作為一次蒸汽送入除氧器除氧頭。另自低壓蒸汽總管引出2根支管，分別送至除氧器水箱，作為二次蒸汽及輔助加熱蒸汽。

2.3  其他輔助設(shè)備

系統(tǒng)還配置了排污系統(tǒng)、取樣系統(tǒng)、放空、放凈系統(tǒng)及加藥裝置。自動(dòng)控制系統(tǒng)采用SIEMENS的PLC作為控制器，研華牌工業(yè)計(jì)算機(jī)作為人機(jī)界面。凝汽式汽輪機(jī)還配備T505系統(tǒng)。

3  運(yùn)行效果和經(jīng)濟(jì)收益

3.1  運(yùn)行效果（單套，304工況下，見表2）

3.2  經(jīng)濟(jì)效益（見表3）

基礎(chǔ)投資:4500萬(wàn)元。

設(shè)計(jì)運(yùn)行時(shí)間：10年。

每小時(shí)平均投資：539元。

每小時(shí)平均鋼產(chǎn)量：115噸

4  存在不足和改進(jìn)措施

4.1  存在不足

（1）正常冶煉條件下，產(chǎn)氣量（38t/h）大于用氣量(26 t/h),排空時(shí)間較長(zhǎng)，噪聲較大(已安裝排空消聲器)，浪費(fèi)水資源。汽輪機(jī)疏水排放到界區(qū)以外。

（2）中壓汽包補(bǔ)水時(shí)段出口煙氣平均溫度≥225℃，此時(shí)段余熱仍可以回收利用。

（3）余熱鍋爐系統(tǒng)排污量占補(bǔ)水量8%，余熱鍋爐維修、檢修時(shí)須將水排空，進(jìn)入排污管網(wǎng)。

4.2  改進(jìn)措施

（1）按照實(shí)際蒸汽流量加裝汽輪機(jī)（3號(hào)爐和一煉鋼產(chǎn)能改造）；設(shè)置消聲冷凝室，將排空、疏水裝置末端引入，冷凝后水打回?zé)崃Τ跗?，消除噪聲污染，形成封閉水循環(huán)。

（2）低壓蒸發(fā)器上端安裝中壓給水省煤器。抬高給水溫度，減少排煙熱損失，提高鍋爐熱效率[2]。管內(nèi)走水，管外流煙氣，煙氣側(cè)應(yīng)采用翅片 [3] 。

（3）鍋爐系統(tǒng)排污、排水可以為水泵房濁環(huán)補(bǔ)水，提高水資源利用率。

5  結(jié)語(yǔ) 

高效回收利用余熱余能資源是未來(lái)鋼鐵工業(yè)節(jié)能的潛力所在[4] ，本實(shí)踐證明北海誠(chéng)德金屬壓延精煉分廠AOD精煉爐余熱回收系統(tǒng)取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。投運(yùn)以來(lái)，安全穩(wěn)定，達(dá)到預(yù)期效果，操作使用、維護(hù)、維修簡(jiǎn)便，成本低廉，為以后集團(tuán)擴(kuò)建和產(chǎn)能改造提供了現(xiàn)實(shí)依據(jù)。達(dá)到了國(guó)內(nèi)不銹鋼冶煉企業(yè)余熱回收利用先進(jìn)水平，完成了噸鋼能耗指標(biāo)不斷下降，節(jié)能降耗成效顯著[5]的總體目標(biāo)。

6  參考文獻(xiàn)

[1]王紹文，楊景玲，賈勃.冶金工業(yè)節(jié)能與余熱利用[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2010.前言.

[2]沈貞珉，邢磊.司爐讀本[M].北京:中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)出版社，2008.29.

[3]劉紀(jì)福.余熱回收的原理與設(shè)計(jì)[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2016.35.

[4]王紹文，楊景玲，賈勃.冶金工業(yè)節(jié)能與余熱利用[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2010.15.

[5]王紹文，楊景玲，賈勃.冶金工業(yè)節(jié)能與余熱利用[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2010.14.