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项目建设及运行实践
1 .项目建设
马钢烧结带冷废气余热利用工程，是我国第一次在 烧结系统实施的低温废气余热发电项目，不仅没有现成的 经验可借鉴，而且对其工艺设备、技术，工程施工等方面 都缺乏认识。针对这种情况,公司专门成立项目部，来强 化管理、落实责任。从前期调研开始，就不放过任何细节， 充分领会烧结带冷废气余热发电工艺方案和各种运行参数， 从而使整个工程按计划顺利进行。与此同时，还对余热发 电各个岗位的人员进行全面系统的理论培训和到兄弟单位 进行实际操作培训，并制定了操作规程、安全规程以及设 备规程。
废气锅炉采用卧式自然循环汽包炉，额定参数：烟气温度 395℃、流量40万m3/h、含尘量≤2g/ m3；过热蒸汽温度375℃、 压力1.95Mpa、流量37.4t/h。
汽轮发电机组采用多级、冲动、混压、凝汽式，主汽门进汽 参数为温度374℃、压力20.5 MPa （表压），耗汽量86t/h（含闪 蒸器流量），额定功率17.5MW。
（3）摸索闪蒸器产生的混汽与发电量的关系，找出合适 的运行方式。烟气余热发电采用了闪蒸器产生的混汽发 电新技术，将省煤器的部分热水，导入闪蒸器进行闪蒸， 产生饱和蒸汽，和过热蒸汽一同进入发电机发电，随着 闪蒸器产生的混汽量的增加，可以明显提高发电量。
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项目建设及运行实践
2)改进措施
（1）提高烧结系统生产的稳定性，设备运行的可靠性， 降低工艺参数波动及非正常停机对烟气品质的影响，保 证烧结矿热源的稳定性。
（2）在保证烧结矿质量的前提下，适当降低烧结终点温 度，提高了烧结带冷低温烟气温度，使余热发电量有所 上升。
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前言
马鞍山钢铁股份有限公司第二炼铁总厂有两座2500m3和一座1000m3 高炉，配备两台300m2烧结机，两台带式冷却机面积分别为336 m2，每台 带冷机前三个烟罩排烟温度平均可达380℃，总排气量近40万m3/h。由于 原设计没有余热回收利用，致使大量具有较高热焓的烟气全部通过烟囱排 空，不仅浪费了宝贵的能源，而且也污染了环境。因此对烧结带冷废气余 热进行有效回收利用，对马钢推行节能降耗、改善环境、拓展循环经济、 实现可持续发展具有十分重要的现实意义。
烟温愈高，循环效率愈高，因此，设计中采用了热风循环 方式。研究表明：当冷却介质（空气）初始温度为50℃时， 热交换后的介质比常温时的要高15℃，而当介质初温为120℃ 时，热交换后的介质初温比常温时的要高45℃。考虑到热风 循环将提高废气温度，最终确定如下设计参数，废气流量： 80×104m3/h (两台带冷机的三个烟囱)；废气温度：380℃～ 400℃；含尘浓度： 0.2～0.9g/m3。
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余热发电的可行性研究
2.烧结燃烧过程及温度场情况 我们对混合料在台车烧结过程温度变化情况进行跟踪。
是在烧结机一节台车的侧面距底部150mm、300mm、 450mm三个高度处分别钻一个孔（孔径12mm），在孔内 插入不锈钢管，再在不锈钢管中装入热电偶。当点火完成， 台车离开点火炉后，将热电偶连接到数字温度计，并且随台 车移动，记录下台车中烧结料的烧结温度变化过程，直至台 车到达烧结机尾部。从烧结过程温度跟踪测试的分析，在烧 结过程中温度最高近1300℃，并且点火开始7min后温度快 速上升，然后逐步下降。燃烧过程是由上而下进行的，在烧 结机机尾处，烧结料上层温度降到455℃，底部温度还在 1207℃以上，说明热源非常充足。
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方案设计及工艺简介
水系统
原水经过滤、脱气、阴阳离子交换处理生成纯 水进入纯水箱，纯水经过除氧器、水泵、换热管 束和过热器产生过热蒸汽，进入汽轮发电机组发 电后，乏汽经冷凝器和凝结水泵返回纯水箱。
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方案设计及工艺简介
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方案设计及工艺简介
工艺设计与系统参数设定 本余热回收发电系统可分为烟气系统、纯水系统、
余热锅炉系统、汽轮发电系统、设备冷却系统等， 其工艺流程见图
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项目建设及运行实践
（8）强化设备维护，对设备存在的问题及时整改， 使设备性能不断完善，减少了非计划检修时间，提升 了设备作业率。
（9）2007年回转窑3#炉改造完毕进行并汽。由于引 入外部热源，大大减少了因烧结停机而被迫解列的现 象。
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余热发电的可行性研究
１.余热情况调研
国内中低温废气余热利用情况 烧结烟气余热回收多数采用的是热管技术，但其换热效率较低，
蒸汽产生量少。宝钢和太钢烧结带冷机的余热，都是采用余热 锅炉回收技术。 安徽海螺集团的宁国水泥厂回转窑有一套余热发电设施可供借 鉴。该技术及全套设备是日本“绿色援助”项目，1998年投产， 年发电量约5500万kWh。通过将我厂烧结带冷机所产生的烟气 温度及烟气量与宁国水泥厂回转窑的烟气情况进行对比，我们 得出：马钢烧结带冷机所产生的烟气完全具备发电条件。
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项目建设及运行实践
2.系统运行实践
1)运行中出现的主要问题 （1）原来烧结机生产存在的稳定性差、设备故障率高以及
检修计划性差的弊端，在余热发电系统上来后充分暴露出 来，致使机组运行起伏性很大。 （2）因没有可借鉴的成功经验，在烟气(蒸汽)系统保温、 烟气流向与循环风机选择以及除尘设备设置等方面都存在 缺陷，导致烟气温度及流量偏低，没有达到设计的发电量。 （3）烧结原、燃料变化以及烧结终点温度控制对烟气温度 影响非常大，实际运行最大出力超17.5MW，最小出力有 时在5MW以下。 （4）由于认识和准备不足，2005年12月出现了低温变送 器受冻损坏，造成几次长时间停机影响发电量。
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方案设计及工艺简介
锅炉引风机排出的烟气分成两部份：占总量60%的一部份由 循环风机再次将废气送入带冷机风箱，经与高温烧结矿热交换后 从1号烟囱进入锅炉；占总量40%的另一部份废气外排至大气。 烟气采取循环利用后，进入锅炉的烟气预计比不循环的方式提高 45℃，烧结矿温度比正常情况略为提高10℃左右，不影响烧结冷 却作业。最终确定如下设计参数，废气流量：80×104m3/h (两 台带冷机的三个烟囱)；废气温度：380℃～400℃；含尘浓度： 0.2～0.9g/m3。烧结带冷机余热发电烟气系统工艺流程见下图 。
1
375
-0.020
0.642
16.10 57.6
2
279
-0.010
0.713
14.56 36.3
37534 261760 90840
烧结机0～2＃烟囱废气温度、压力、流量等测试数据
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方案设计及工艺简介
• 1.废气设计参数的确定
（6）改善烟气系统的保温性，对烟罩、风管、锅炉、蒸 汽管路等加强保温措施。
（7）采取措施减少烧结机、带冷机上的漏风。对两台烧 结机进行了漏风率测定，并在生产中加大对漏风部位的 点检力度；在烧结机定修前对漏风检修项目进行汇总， 以确保各漏风部位的检修到位；发现带冷机密封板异常 时立即更换。采取上述措施后，烧结机、带冷机的漏风 现象大为改善。
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前言
从能源利用的有效性和经济性角度看，将余热用来 发电或作为动力直接拖动机械是最为有效的利用方式。 因此马钢选择了余热发电方式来回收300m2烧结机冷却 机余热，该工程于2004年9月1日正式开工，2005年9 月6日顺利并网发电，是我国钢铁企业烧结系统第一次 实施的低温废气余热发电的项目。
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前言
冷却烟气余热利用有两种方式：一类是动力利用，即将 余热转换为电能或机械能；另一类是热利用，即利用余 热来预热空气，干燥产品、供应热水或蒸汽以及供暖和 制冷等。目前国内烧结冷却机余热利用一般都是采用热 利用方式，主要有：将废气返回到烧结料层，作为烧结 助燃空气用；预热助燃空气作为点火炉的助燃风；通入 二次混料机内或点火炉前预热混合料；通过余热锅炉或 热管技术产生蒸汽，送入管网。
项目建设及运行实践
(4) 摸索余热发电系统最佳运行方式。 通过上移带冷机拉筋，增加带冷机的料层厚度,同时对带冷机
的速比进行摸索，目前基本控制在1.65～1.75之间。 为了能够将带冷机内的热量充分带出，将两台烧结机的1#带
冷机风门基本全开。同时，根据烟温来确定带冷0#、1#、 2#烟罩烟气的配比。 通过摸索，得出余热锅炉的操作要领：在锅炉启动阶段，其 升温曲线靠逐步开启锅炉进口挡板和风机风门来保证；锅炉 的甩炉操作靠关闭锅炉进口挡板和风机风门来实现；正常生 产时靠引风机风门开度的大小来调节烟气流量以平衡烟气温 度。烧结余热发电系统受烧结机工况影响较大，在烟温不高 的情况下，需调节烟气流量来确保烟气温度以满足发电需要 （在烟气温度较低时关小风门降低锅炉负荷，避免甩炉；在 烟气温度较高时全开风门提高发电量）。