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，通過雙壓余熱鍋爐合理設計最大限度地生產(chǎn)蒸汽，用于汽輪機透平做功，驅(qū)動布袋除塵系統(tǒng)引風機工作，從而達到節(jié)能降耗、并為后續(xù)除塵系統(tǒng)安全運行提供保障的目的。

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今世界共同關(guān)注的熱點，也是我國高度重視的政治與經(jīng)濟任務[1]，為積極響應國家“十三五”期間對資源高效利用，環(huán)境保護，科技創(chuàng)新的要求，北海誠德金屬壓延有限公司依據(jù)集團整體規(guī)劃，北海誠德金屬壓延精煉分廠一期工程2015年6月新建2臺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，煙溫波動大，含塵量高，粉塵在煙氣的降溫降速過程中也存在沉積。對于上述冶煉過程中產(chǎn)生的高溫煙氣，過去比較普遍的做法是采用水冷煙道對高溫煙氣進行降溫，通過設置的一套循環(huán)水冷卻系統(tǒng)（循環(huán)冷卻水采用空冷）將高溫煙氣降低到250℃左右送入后續(xù)的布袋除塵器，以滿足除塵器的運行要求。但是采用循環(huán)水冷卻的辦法，高溫煙氣的余熱沒有得到充分利用，浪費了大量的高溫余熱資源，而且還消耗了水資源和電力。通過對AOD精煉爐高溫煙氣余熱回收利用，有效降低系統(tǒng)排煙溫度，控制熱污染，確保后續(xù)布袋除塵器運行安全及煉鋼系統(tǒng)的穩(wěn)定運行；同時產(chǎn)生一定溫度、壓力的飽和蒸汽，驅(qū)動汽輪機等，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)品的價格競爭優(yōu)勢，改變了以往除塵系統(tǒng)“光花錢沒效益”的觀點，為典型的節(jié)能減排項目，具有十分顯著的社會效益。

2  工藝流程和主要設備

高溫廢氣（廢氣成分見表1）經(jīng)爐口汽化煙道進入雙壓余熱鍋爐，到達余熱鍋爐的廢氣平均溫度正常為630℃（最高900℃），經(jīng)五級中壓蒸發(fā)器、一級低壓蒸發(fā)器換熱后廢氣溫度降低到250℃以下，然后通過增壓風機送入后續(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）的飽和蒸汽進入分汽缸，然后送入汽輪機主蒸汽管，經(jīng)汽水分離進入汽輪機驅(qū)動引風機工作，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、五級中壓蒸發(fā)器、一級低壓蒸發(fā)器產(chǎn)生兩種不同壓力的飽和蒸汽后降溫至250℃，再通過增壓風機送入后續(xù)袋式除塵器，達到排放標準的煙氣通過除塵風機后排放到大氣中。煙氣為U型流程，當鍋爐進口溫度＞900℃時，控制室顯示、報警?？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)設有激波吹灰器，鍋爐底部設有灰斗和卸灰閥，可定期人工清灰、卸灰。

2.2  水汽系統(tǒng)流程

水汽系統(tǒng)設有集中式泵房（2套鍋爐共用），自界區(qū)外來軟水進入軟水箱，然后由設置的2臺軟水泵（1用1備）送入熱力除氧器除氧；除氧后的除氧水分成兩路，其中一路通過設置的4臺低壓給水泵（2用2備）送入2臺低壓汽包；另一路通過設置的4臺中壓給水泵（2用2備）送入2臺中壓汽包；蓄熱器的補水通過備用1#鍋爐中壓給水泵供給。汽化煙道、蒸發(fā)器與汽包之間通過上升、下降管實現(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，然后由汽輪機主蒸汽管經(jīng)汽水分離進入汽輪機驅(qū)動引風機工作，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，多余部分自動排空或進入低壓管網(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。（見圖1）

2.3  其他輔助設備

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。自動控制系統(tǒng)采用SIEMENS的PLC作為控制器，研華牌工業(yè)計算機作為人機界面。凝汽式汽輪機還配備T505系統(tǒng)。

3  運行效果和經(jīng)濟收益

3.1  運行效果（單套，304工況下，見表2）

3.2  經(jīng)濟效益（見表3）

基礎(chǔ)投資:4500萬元。

設計運行時間：10年。

每小時平均投資：539元。

每小時平均鋼產(chǎn)量：115噸

指導意義：為馬上開始建設3號爐和一煉鋼一期產(chǎn)能改造以及以后集團改擴建相關(guān)項目奠定了現(xiàn)實依據(jù)基礎(chǔ)。

4  存在不足和改進措施

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),排空時間較長，噪聲較大(已安裝排空消聲器)，浪費水資源。汽輪機疏水排放到界區(qū)以外。

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

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

4.2  改進措施

（1）按照實際蒸汽流量加裝汽輪機（3號爐和一煉鋼產(chǎn)能改造）；設置消聲冷凝室，將排空、疏水裝置末端引入，冷凝后水打回熱力除氧器，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)補水，提高水資源利用率。

5  結(jié)語 

高效回收利用余熱余能資源是未來鋼鐵工業(yè)節(jié)能的潛力所在[4] ，本實踐證明北海誠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)濟效益和環(huán)保效益。投運以來，安全穩(wěn)定，達到預期效果，操作使用、維護、維修簡便，成本低廉，為以后集團擴建和產(chǎn)能改造提供了現(xiàn)實依據(jù)。達到了國內(nèi)不銹鋼冶煉企業(yè)余熱回收利用先進水平，完成了噸鋼能耗指標不斷下降，節(jié)能降耗成效顯著[5]的總體目標。

6  參考文獻

[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:中國勞動社會出版社，2008.29.

[3]劉紀福.余熱回收的原理與設計[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，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.