鑄造廠燒結(jié)豎冷機(jī)節(jié)能技術(shù)分析

時(shí)間:2022-05-25 11:13:41

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鑄造廠燒結(jié)豎冷機(jī)節(jié)能技術(shù)分析

摘要:介紹了山西建邦集團(tuán)鑄造廠燒結(jié)工序采用新型豎冷機(jī)冷卻節(jié)能技術(shù),解決了燒結(jié)礦熱量的未回收利用、燒結(jié)粉塵嚴(yán)重污染環(huán)境等問題。該技術(shù)比傳統(tǒng)的環(huán)冷技術(shù)熱量回收率至少提高70%以上,能夠高效地利用高溫?zé)Y(jié)礦的全部顯熱,回收的熱量產(chǎn)生中溫中壓蒸汽,蒸汽全部用于發(fā)電,大幅度降低了燒結(jié)工序能耗,同時(shí)降低了燒結(jié)生產(chǎn)成本。

關(guān)鍵詞:鑄造燒結(jié);豎冷機(jī);節(jié)能;環(huán)保;提產(chǎn)

山西建邦集團(tuán)鑄造煉鐵廠現(xiàn)有1臺150m2步進(jìn)式燒結(jié)機(jī),冷卻段有10個(gè)風(fēng)箱60m2、燒結(jié)段25個(gè)風(fēng)箱150m2。采用機(jī)上機(jī)外帶冷機(jī)(機(jī)后帶冷60m2)進(jìn)行燒結(jié)礦冷卻,燒結(jié)礦余熱沒有回收,大量的余熱資源白白浪費(fèi)。同時(shí),由于現(xiàn)有冷卻工藝的特性及能力不足,導(dǎo)致生產(chǎn)現(xiàn)場伴有大量的粉塵產(chǎn)生,燒結(jié)礦產(chǎn)量也滿足不了生產(chǎn)需要。為滿足生產(chǎn)及環(huán)保需求,進(jìn)一步挖掘燒結(jié)能源潛力,提高企業(yè)效益,公司派出專業(yè)人員在節(jié)能監(jiān)察總隊(duì)的協(xié)調(diào)下外出學(xué)習(xí),吸取國內(nèi)外燒結(jié)工序節(jié)能新技術(shù),對燒結(jié)機(jī)進(jìn)行節(jié)能改造,采用最新型“豎式燒結(jié)礦冷卻工藝技術(shù)”對現(xiàn)有燒結(jié)機(jī)進(jìn)行節(jié)能減排升級改造。改造后燒結(jié)礦產(chǎn)能可達(dá)到6000t/d,同時(shí)解決環(huán)保問題,最終實(shí)現(xiàn)燒結(jié)礦顯熱的高效利用。

1工藝技術(shù)對比

1.1傳統(tǒng)燒結(jié)余熱回收工藝。燒結(jié)余熱回收主要是回收燒結(jié)礦的顯熱,傳統(tǒng)環(huán)冷機(jī)熱平衡比例分配如圖1所示。傳統(tǒng)環(huán)冷燒結(jié)機(jī)余熱回收僅考慮了燒結(jié)礦的1段和2段余熱,3段以后的熱空氣沒有得到有效利用,大約有35%的熱量白白損失;同時(shí),環(huán)冷燒結(jié)的自耗電比較大,環(huán)冷風(fēng)機(jī)功率普遍較高,導(dǎo)致了燒結(jié)電耗的升高。1.2豎冷機(jī)燒結(jié)余熱回收工藝。豎冷機(jī)燒結(jié)余熱回收的燒結(jié)礦顯熱量大大提高,由于豎冷機(jī)的密封性好,90%的燒結(jié)礦顯熱均可得到有效回收,同時(shí)該技術(shù)的先天優(yōu)勢,可以取消機(jī)上冷卻,單輥破碎后熱燒結(jié)礦直接進(jìn)入豎冷機(jī)內(nèi),使設(shè)備的占地面積大減少,相比傳統(tǒng)環(huán)冷燒結(jié)余熱回收量提高了至少30%。豎冷機(jī)余熱回收系統(tǒng)具有的優(yōu)點(diǎn):1)漏風(fēng)率很低。由于采用了密閉的腔體,使燒結(jié)礦沒有漏風(fēng),顯熱回收率大大提高,燒結(jié)粉塵量也很容易得到控制。2)冷卻設(shè)備氣固換熱效率提高。在豎冷機(jī)中,燒結(jié)礦與空氣的換熱方式為逆流換熱,換熱時(shí)間短,熱效率高。3)燒結(jié)礦質(zhì)量提高。燒結(jié)礦在豎冷機(jī)中緩慢冷卻,有利于提高燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度、成品率,燒結(jié)礦的冶金性能不低于傳統(tǒng)環(huán)冷燒結(jié)礦。

2設(shè)計(jì)技術(shù)方案

2.1設(shè)計(jì)條件及要求。1)規(guī)模:年燒結(jié)礦成品產(chǎn)量達(dá)200萬t/a;進(jìn)料溫度:600~650℃;出料溫度:≤150℃;4)豎冷機(jī)出口風(fēng)溫:380~480℃;余熱鍋爐產(chǎn)汽量:22.8t/h;蒸汽壓力:3.5MPa;蒸汽溫度:435℃;年發(fā)電量:4800萬kW•h。“豎式燒結(jié)礦冷卻工藝技術(shù)”在國際上已經(jīng)有數(shù)十年的研究歷程,我國最早于1993年提出了“豎式燒結(jié)礦冷卻機(jī)”的構(gòu)想,國內(nèi)也已經(jīng)成功投入工業(yè)生產(chǎn)并取得了較好的節(jié)能和環(huán)保效果,但通過學(xué)習(xí)對比,國內(nèi)目前投產(chǎn)的幾條生產(chǎn)線均存在這樣那樣的問題,運(yùn)行的效果并不理想,我公司正是在此基礎(chǔ)上與業(yè)內(nèi)專家合作,解決了同類生產(chǎn)線存在的問題后改造建設(shè)。2.2工藝系統(tǒng)建設(shè)方案。在燒結(jié)破碎機(jī)之后新建一套燒結(jié)礦豎冷機(jī)冷卻及余熱回收系統(tǒng),停用現(xiàn)有的機(jī)上冷卻及機(jī)外冷卻,冷卻后的燒結(jié)礦通過新建的輸送皮帶返回鏈板機(jī);豎冷機(jī)冷卻風(fēng)采用空氣冷卻,出口熱煙氣則經(jīng)過余熱鍋爐換熱和除塵后送至燒結(jié)機(jī)熱風(fēng)燒結(jié)。豎冷機(jī)可以高效地回收燒結(jié)礦顯熱并通過余熱鍋爐產(chǎn)生中溫中壓蒸汽,蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)進(jìn)行拖動(dòng)燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)。改造后的工藝流程如下:1)燒結(jié)礦工藝流程:燒結(jié)機(jī)→卷揚(yáng)料車上料→豎冷機(jī)頂部料倉→豎冷機(jī)→豎冷機(jī)底部出料裝置→皮帶輸送裝置。2)冷卻風(fēng)工藝流程。風(fēng)機(jī)供風(fēng)→豎冷機(jī)配風(fēng)系統(tǒng)→冷卻機(jī)內(nèi)腔→豎冷機(jī)上部風(fēng)室→粗除塵→余熱鍋爐→精除塵→引風(fēng)機(jī)→熱風(fēng)燒結(jié)按照生產(chǎn)工藝的要求,該項(xiàng)目改造完成后,要實(shí)現(xiàn)燒結(jié)生產(chǎn)率的大幅提升,配套有相應(yīng)的物料運(yùn)輸系統(tǒng)、配料及混合系統(tǒng)、布料精除塵系統(tǒng)、排料系統(tǒng),以及相對應(yīng)的供風(fēng)系統(tǒng)、供電自動(dòng)化系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、監(jiān)測和控制系統(tǒng),同時(shí)還要考慮例外情況出現(xiàn)時(shí)的旁通裝置。

3主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)分析

3.1改造后要實(shí)現(xiàn)的主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。豎冷機(jī)項(xiàng)目改造完成后,燒結(jié)礦的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)有明顯提升,充分回收了燒結(jié)礦的顯熱資源,回收蒸汽用于燒結(jié)的主抽風(fēng)機(jī)拖動(dòng),大大降低了燒結(jié)的工序能耗,成為國內(nèi)同類型燒結(jié)機(jī)的節(jié)能典范。3.2改造后豎冷機(jī)與環(huán)冷機(jī)的指標(biāo)對比。

4經(jīng)濟(jì)效益分析鑄造燒結(jié)機(jī)日產(chǎn)燒結(jié)礦

4000t,年產(chǎn)燒結(jié)礦140萬t,豎冷機(jī)項(xiàng)目投用以后,燒結(jié)礦發(fā)電量可達(dá)到28kWh/t,每度電0.6元/kWh,每年增加發(fā)電效益2350萬元,投資2年可回收成本。

5結(jié)語

相比傳統(tǒng)燒結(jié)環(huán)冷技術(shù),豎冷機(jī)冷卻燒結(jié)礦有著先天的優(yōu)勢,冷卻效果好,余熱回收量大,克服了傳統(tǒng)環(huán)冷漏風(fēng)率高、余熱回收量少的缺點(diǎn),而且對于燒結(jié)環(huán)保除塵有良好的效果。采用豎冷機(jī)冷卻技術(shù),能夠使燒結(jié)工序能耗大大降低,同時(shí)讓燒結(jié)工序的生產(chǎn)變得更加清潔高效。但作為燒結(jié)工序余熱回收的一項(xiàng)新技術(shù),仍然存在一些問題,該技術(shù)更適合中小型燒結(jié)機(jī),對于大型燒結(jié)機(jī)存在冷卻不均勻,投資較大的問題,這都需要科技工作者繼續(xù)深入研究,把豎冷機(jī)冷卻技術(shù)全面推廣。

參考文獻(xiàn)

[1]屈鵬飛,李益民,于麗娟.燒結(jié)礦豎冷窯—燒結(jié)廠能量回收的新標(biāo)準(zhǔn)[J].河北冶金,2018(11):

作者:馮建英 張紅旭 楊小勝 單位:1.山西省節(jié)能監(jiān)察總隊(duì) 2.山西建邦集團(tuán)有限公司