180㎡烧结冷却余热锅炉(步进式机上抽风冷却).doc

天津华能能源设备有限公司河北津西钢铁集团180㎡烧结冷却余热利用技术方案天津华能能源设备有限公司二〇一三年七月目 录1、概述2、余热回收装置设计方案3、设备特点4、水处理系统5、余热回收装置电控系统方案6、运输方式和技术要求及服务7、设备设计、制造执行的标准和规程8、近几年钢铁冶金行业典型业绩9、工程概算及经济效益分析冷却机余热利用技术方案一、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，热烧结矿经过在轨道上移动，使用过鼓风或者引风机，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200～400℃，最高可达450℃左右。

这部分的冷却风都可以利用其余热河北津西钢铁集团----180m2步进式机上冷却机，冷却段的烟气没有余热回收，排烟温度230~250℃左右（经验值），全部通过引风机经过电除尘器排出，既是一种热污染又白白浪费了能源，而且温度越高对除尘器的使用寿命影响越大现在很多的钢铁冶金企业对此余热都非常重视，并进行了废气回收我公司就是专门设计制造此类余热回收设备的厂家，并设计了一套余热回收系统为烧结厂回收冷却机废气余热，产出的蒸汽可以用于生活用汽，还可加热混合物料，提高料温，增加物料透气性，提高烧结矿的产量，达到既节能又环保的目的，还创造了可观的经济效益二、余热回收设计方案结合现场的实际情况和以往我公司生产的同类产品经验，提出的整套系统工程的技术方案如下：烧结冷却系统设置一套余热回收装置，将主烟气管道隔开，将设备插入其中，不影响其它系统，烟气通过换热器后入除尘器经引风机引到烟囱排空余热回收装置系统由蒸气发生器、蒸汽聚集器、上升下降管、支撑钢架、水处理系统、水泵、自动控制系统和系统保温等组成1、设计方案（1）、概述：河北津西钢铁集团烧结机的现场情况，将余热回收装置安装在冷却烟道上，锅筒布置在装置上方，由钢架支撑，水处理系统旁置，并配控制系统和控制室。

2）、工艺流程（1）、烟气系统来自冷却机的烟气经过烟道进入换热器，烟气温度从230℃~250℃（经验值）降到170℃左右，进入除尘器，经引风机排入大气2）、水汽系统外来20℃水经过软化水处理系统，到软化水箱，由软化水箱经水泵进入除氧器；除氧后，由补水泵进入蒸汽聚集器，蒸汽发生器和蒸汽聚集器自然循环；在蒸汽聚集器内蒸汽与水分离产生0.8MPa饱和蒸汽，饱和蒸汽外供预热物料或用于其它①、水系统的供水量每小时15吨，供水压力1.2MPa，水源由软水总管供给软化水处理系统，然后经软化水箱进入除氧器，除氧器提供补水管，将处理后的水补给汽包②、系统软化水采用全自动软水器，他可将软水器运行及再生的每一个步骤实现自动控制并采用流量感应器来启动再生③、从软化水箱到除氧器和汽包的给水系统均配两台电动给水泵（均为一开一备），水泵扬程除满足系统压力外，还要克服水柱爬升高度及沿程阻力，型号为IR和DG型锅炉给水泵④、蒸汽发生器、蒸汽聚集器、软化水系统、除氧器均设有排污出水口，可定期清除内部残留污物及水垢2、设计参数（1）根据步进式冷却机的现场参数测定（现场提供）：名 称带冷机废烟气侧蒸汽侧工作压力MPa按零压0.8流量Nm3/h650000（经验值）最大产气量10t/h入口温度℃230~250（经验值）常温（20）出口温度℃175170阻力Pa500左右注： （2）、蒸汽发生器的性能参数（见下表）蒸汽发生器的原理为：蒸发器采用多集箱组合型，螺旋翅片管受热面结构。

蒸发器的分配集箱均设置了定期排污管道阀门蒸发器为全疏水结构热流体的热量由翅片管外传给管内的水(水由下降管输入)，并使其汽化，所产汽、水混合物经蒸汽上升管到达汽包，经集中分离以后再经蒸汽主控阀输出这样由于翅片管不断将热量输入给管内的水，并通过外部汽———水管道的上升及下降完成基本的汽——水循环，达到将热流体降温，并转化为蒸汽的目的3、结构设计所考虑的问题（1）空间问题考虑设备占地与安装方便，热管余热锅炉安装在水平烟道上2）换热问题提起预热器人们首先考虑的是换热问题，我们公司研制开发镍基钎焊翅片管比普通翅片管传热强千倍，采用的主要部件翅片管焊着力均在98％以上，在管材选型上充分考虑了影响翅片管换热的四大极限，有效的发挥的优势3）积灰问题积灰问题严重的影响余热锅炉的换热及寿命，在设计过程，我们充分的考虑到这一点，积灰问题来源于几个方面：①灰尘较大又有粘性②流速低③在管壁产生露点在设计过程中：①在阻力允许的情况下，增大流速②因镍基钎焊翅片管表面光滑，因此可以防止积灰③烧结的烟气灰尘无粘性4）阻力问题阻力大小直接影响整个系统的工作，设计过程中考虑，在不积灰的情况下尽量减小流速，增大管间距和片距6）、新工艺使用余热锅炉设备的主要目的因素就是：换热效率和使用寿命。

影响寿命的因素主要是材质的选择，介质的冲刷，露点的腐蚀，在材质上，我们选用低中压锅炉管，翅片选用08Al另在此设备技术方案的设计中，向贵公司推荐一种新的基管保护技术——镍基钎焊翅片管技术现在的同行业中使用的都是高频焊翅片管技术，而镍基钎焊翅片管技术是一种新型翅片管焊接工艺，是我公司1999年引进的美国技术它由酸、碱钝化、绕片、喷粉、高温钎焊、充工质、封口、抽真空、再钝化、检验等十多道工序组成，利用镍粉在950℃时熔化使其渗入翅片与基管间隙中，并焊接在一起，形成合金连接管片焊着率100%，接触热阻接近零同时镍粉也渗入碳钢表面，在翅片管表面形成一层厚度0.05mm左右的致密、光滑的合金保护层，使普通碳钢材料具有不锈钢的性能，其表面硬度高，能在高温、高流速和腐蚀性介质的冲刷下工作，耐低温酸露点腐蚀，较同类产品寿命可提高3～5倍，表面光滑可减缓积灰采用该技术的热管换热设备，其使用寿命较普通翅片热管提高了2～3倍，使设备的经济回报率大大提高二、水处理系统1、设计依据结合余热锅炉的设计参数，经过计算总产汽量最大为10t/h考虑到锅炉的运行安全性，其软化、除氧能力应留有余量软化、除氧能力按15t/h设计。

2、工艺流程由于锅炉用水水质应满足《工业锅炉水质要求》，工业用水应进行软化除氧后方可用于锅炉工业用水先靠自身压力通过全自动软水器软化后进入软化水箱，再经过常温过滤除氧器进入除氧水箱，锅炉给水泵采用变频控制，每台锅炉有两台水泵供水（一用一备）若水质太差应考虑增设过滤装置3、水处理系统组成序号设备名称设备参数数量备注1全自动软水器15t/h12软化水箱20m313除氧水泵15t/h2一用一备4热力除氧器15t/h15除氧水箱20m316锅炉给水泵12.5t/h2一用一备四、余热回收装置电控系统方案该方案本着安全实用、经济可靠的原则进行设计本系统过程控制采用智能仪表，给水系统采用变频自动连续供水，由PLC系统实时控制1、设计范围从水处理车间工业用水入口至锅炉蒸汽出口（包括水处理及锅炉本体设备）的系统监测及控制2、监测及控制功能实现对汽包液位、汽包压力、软化水箱水位、除氧水箱水位、水泵出水压力等监控采用分布式控制，汽包和除氧水箱的液位采用PLC自动控制，非主要压力检测参数就地显示，关系到装置安全的汽包液位测量为双系统，汽包和除氧水箱液位调节采用变频器控制水泵的转数六、运输方式和技术要求及服务（一）、运输方式运输方式采用公路运输，发运途径为：制造厂——用户工程施工现场。

二）、技术要求及服务1、设备涂装均按相关规范和要求涂防锈漆及面漆2、卖方提供的设备必须达到国内同行业近年来的先进水平，且有可靠的设备使用性能和使用寿命3、卖方对整机的制造质量负责，并保证设备在进行安装、调试和试运行期间损坏的或有缺陷的零部件能及时、方便得得到维修或更换4、卖方对设计、制造、检验技术、标准、安装、调试、操作维修要领书进行说明， 按买方要求及时参加现场安装、调试、功能考核验收，及时处理技术、质量问题5、现场服务人员服务内容：指导安装、投入运行，负责调试和相关人员的技术培训6、卖方可以从整套设备及其配套件的设计、制造到整套设备的交付使用，在设备生产和交付使用期间，都派专业技术人员到现场进行指导7、在质保期内，买方发出通知后，卖方必须及时到达买方施工现场，提供相应技术服务；对由于卖方原因所造成的问题，卖方负责及时维修，以保证设备正常运行七、设备设计、制造执行的标准和规程换热器的设计、制造、检验和验收必须符合相关国家标准：GB4457～4460—84 图样GB1800～1803—79 公差与配合GB1182～1184—80 形状和位置公差GB192、193、196、197—81 普通螺纹GB/T131—93 《机械制图表面粗糙度符号及其注法》GB3505—83 《表面粗糙、术语、表面及其参数》JB/T5992.1～5992.10—92JB/T5994—92 《装配通用技术要求》GB984—85 《堆焊焊条》GB985—88 《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》GB986—88 《埋弧焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》ZBJ38001—87 《切削加工通用技术条件》JB/Z307.1～307.13—88 冷加工工艺GB50235—97 《工业金属工程施工及验收规范》GB/T13237—91 《优质碳素结构钢冷轧薄板和钢带》HG/T3181-89 《高频电阻焊螺旋翅片管》GB150-1998 《钢制压力容器》JB4708-92 《钢制压力容器焊接工艺评定》JB/T4730-2005 《特种设备无损检测》GB5117-85 《碳钢焊条》72B02-1997 《硅酸铝耐火纤维炉衬工程技术条件》GB50017-2003 《钢结构设计规范》GB50205-2001 《钢结构工程施工质量验收规范》JB/T1615-91 《锅炉油漆和包装技术条件》八、近几年钢铁冶金行业烧结项目典型业绩使用单位设备名称型号数量备注本钢板材股份有限公司翅片管锅炉1套360m2烧结环冷翅片管锅炉5套75m2烧结环冷本钢马耳岭球团项目热管余热锅炉1套200万吨球团烧结环冷江阴兴澄新材料公司热管锅炉1套128 m2烧结环冷热管余热锅炉1套216m2烧结热管余热锅炉1套360m2烧结余热发电昆钢集团新兴钢铁公司热管余热锅炉。