本项目采用的余热发电(或热利用)技术，集南京圣诺热管有限公司多年来的实际运行经验，由于其技术成熟，投资少、运行费用低，操作灵活、安全，环境污染小，无须依托国外技术，具有明显的环保、经济节能效益。是经过广大工程技术人员和职工二十多年的努力，其工艺技术和经济指标均已处于国内先进水平，是近十几年来发展和完善起来的先进技术：
从环冷机来的高温烟气作为余热锅炉的工作介质，通过余热锅炉换热后降至120℃左右(方案二为135℃左右)，然后通过循环风机再回到环冷机一段及二段底部冷却风箱。烧结机大烟道设置了热管式余热回收装置，大烟道出口烟气将降低20~30℃左右。
3.
3.1.
按设备布置形式分为机上、机下两种；按照废气流程又分为烟气循环使用和烟气直排两种工艺形式，烧结系统的余热回收技术从其发展历程来看，经过了从机上布置到机下布置的过程。各种余热回收的优缺点总结如下：
机下布置——烟气直排技术
废气直接排放，系统增设一台引风机作为克服余热回收系统阻力的动力源，废气经过除尘和余热回收后直接排放，原有环冷机下的鼓风机继续使用。
余热回收设备布置在烧结环冷机旁，高温烟气从烧结环冷机引出，经除尘、换热后，通过烟囱直接排向大气。
回收效率较高，较机上布置烟气直排方式回收热量多；能耗较低。
2.
本项目为辽宁本溪钢铁集团公司300m²、360m²(分别简称为1#、2#烧结环冷机)烧结余热发电工程，烧结环冷机余热锅炉为双压锅炉，烧结机大烟道中也设置了热管式余热回收装置，其中生产出来的中压过热蒸汽与烧结环冷机余热回收装置所产的中压过热蒸汽会合作为主蒸汽送入双压补汽凝汽式汽轮机发电机组发电；低压蒸汽部分供自身除氧用外其余送至低压过热器过热，过热后送至补汽凝汽式汽轮机补汽口。
图一、烧结工序内废气温度分布
由图一所示，余热回收主要在烧结矿成品显热及烧结、冷却机的排气显热三个方面，热烧结矿显热和烟气显热占烧结过程热耗的50%以上，针对烧结机大烟道机尾区域热烟气及冷却机高温废气设置余热回收装置回收利用其余热，可大大地提高能源利用率，节约能源。
烧结机生产时，机尾区域大烟道烟气温度可达300~400℃。为保证烧结矿质量及输送设备运行安全，烧成的热烧结矿从烧结机尾部落下经破碎后，通过振动筛分后经溜槽落到冷却机传送带上，在溜槽部分热料矿温度达800℃以上，以辐射形式向外界散热，落到冷却带上料温很高。烧结冷却机上布置有冷却风罩，风罩内通过鼓风机使冷却风强制穿过料矿层，经料矿加热在风罩内冷却风温提高到350~450℃左右。
烟气流量(万Nm³/h)
烟气温度(℃)
烧结机大烟道
16
350
方案二：
环冷机
1#环冷余热锅炉
烟气流量(万Nm³/h)
烟气温度(℃)
一段
30
380
二段
18
280
烧结机
1#烧结大烟道余热锅炉
烟气流量(万Nm³/h)
烟气温度(℃)
烧结机大烟道
16
350
注：
1、烟气量工况波动按-20%～+10%考虑，烟温按±20℃考虑。
表6.大烟道余热锅炉参数(此为1#锅炉)
序号
项目
单位
设计工况数值
1
中压蒸汽压力
MPa
2.1
2
中压过热蒸汽温度
℃
360
3
中压蒸汽流量
t/h
9
4
供水温度
℃
155.4
5
锅炉排烟温度
℃
260±5
6
余热锅炉烟气阻力(自烟气入口至出口)
Pa
<120
7
锅炉余热利用率
%
95
4.2.3.
表2.锅炉补给水品质
序号
水质项目
热管换热器具有对温度变化大的适应性和在换热过程中对热流密度的可调性，大幅度提高了工程的可靠性。热管式蒸汽发生器充分利用热管在热传导中的超导特性，来进一步降低废气排放温度，从而回收更多的热量，以满足该系统的长周期稳定运行要求，并达到降温、除尘、余热利用的目的。
4.
4.1.
(参照鞍山地区)
4.1.1.
(1)温度
序号
项目
单位
设计工况数值
1
中压蒸汽压力
MPa
1.4
2
中压过热蒸汽温度
℃
360
3
中压蒸汽流量
t/h
10
4
供水温度
℃
147.9
5
锅炉排烟温度
℃
250±5
6
余热锅炉烟气阻力(自烟气入口至出口)
Pa
<120
7
锅炉余热利用率
%
95
方案二
表5.烧结环冷余热锅炉参数(此为1#锅炉)
序号
项目
单位
设计工况数值
1
中压蒸汽压力
4.1.2.
厂区基本地震烈度按7度(第一组)考虑；
设计基本地震加速度值0.1 。
4.2.
充分利用烟气余热本次共做了两套方案。
4.2.1.
1#环冷机、2#环冷机参数相同，以1#为例
方案一：
环冷机
单套环冷余热锅炉
烟气流量(万Nm³/h)
烟气温度(℃)
一段
18
400
二段
30
320
烧结机
1#烧结大烟道余热锅炉
占地面积大；一次投资较大；烟气直排，不能最大限度的回收热量；对环境有一定污染。
机下布置——烟气循环利用
实践证明，当冷却风温为50℃时废气温度提高15℃，冷却风温达120℃时，废气温度可提高45℃，通过烟气循环利用，提高了废气温度，有利于余热利用，且减少了粉尘的排放。
烟气循环利用系统需增设一台循环风机，循环风机提供克服料矿、余热回收系统的阻力，原环冷机下的鼓风机留做备用，实现废气的循环利用。余热回收设备布置在烧结环冷机旁，高温烟气从烧结环冷机引出，经除尘、换热后，烟气温度还有～140℃左右，增设烟气循环系统，可将该部分热量有效的利用起来，实现废气的循环利用。
300/360m²
二〇一一年五月
1.
钢铁工业是能源消耗最大的产业部门之一，烧结矿是高炉炼铁的主要原料，烧结过程中的能源消耗占钢铁企业总能耗的10%左右，仅次于炼铁；在可供利用的余热中仅环冷机废气及烧结烟气的显热约占烧结全部热支出的30%以上，充分回收利用这些烧结余热，是烧结节能的重要途径及发展趋势，冶金烧结工序内废气温度分布示意图如图一所示。
单位
除盐水
1
硬度
μmol/l
≤2.0
2
电导率
μs/cm(25℃)
≤5
3
二氧化硅
μg/l
≤20
给水品质符合GB/T12145-2008火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量
4.2.4.
高压10.5kV AC 50Hz
低压380V/220V
直流电源：24V DC
4.3.
余热锅炉的设计、制造、检验必须执行，但不限于下列标准(下列标准如果有国家或行业新颁布标准，乙方须注明，并按最新标准执行)：
劳部发[1996]276号
《蒸汽锅炉安全技术监察规程》
GBJ17-1988
《钢结构设计规范》
GB9222-2008
《水管锅炉受压元件强度计算》
GB/T12145-2005
《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准》
DL/T5072-2007
《火力发电厂保温油漆设计规程》
JB/T1615-1991
《锅炉油漆和包装技术条件》
JB3191-1999
《锅炉内部装置技术条件》
JB/T1609-1993
《锅炉汽包制造技术条件》
JB/T1610-1993
《锅炉集箱制造技术条件》
JB/T1611-1993
《锅炉管子制造技术条件》
JB/T1620-1993
《锅炉钢结构制造技术条件》
JB/T 6512-1992(
《高频电阻焊螺旋翅片管制造和验收技术条件》
工艺
特点
优点
缺点
机上布置——烟气直排技术
换热设备直接安装在烧结环冷机上部，高温烟气经除尘、换热后，直接排入大气。
设备直接安装在环冷机上部，可直接利用料矿的辐射热，且占地面积小、投资省、能耗抵、操作简单。
受设备布置位置的限制，设备不能设置过大；烟气只能直排，不能最大限度的回收热量；回收效率低，热量回收有限；对环境有一定污染。
该余热回收装置共采用我公司9项专利
序号
专利类型
专利名称
专利号
1
实用新型
ZL200520069009.4
冶金烧结机余热产汽节能装置
2
实用新型
ZL200520069010.7
分离套管式热管蒸汽发生器
3
实用新型
ZL200520069203.2
直管板热管换热器
4
实用新型
ZL 200520069204.7
等流速热管换热器
目前对烧结工序的余热利用大多限于烧结冷却机部分，并未对大烟道烟气余热进行回收。烧结冷却机的余热利用有两种方式：一类是热利用，即利用余热来产生热水或蒸汽以供暖、制冷、拌料用，或直接用于热风烧结等；另一类是动力利用，即将余热转换为电能或机械能。用于余热发电或带动透平机工作等。考虑到提高烧结工序节能量，减少产品单耗，本次余热发电方案对烧结、环冷排气两部分均进行余热回收。
(1)·工艺技术成熟，充分利用了烧结工序中各段可利用的能量，最大限度的回收烟气余热，并将余热用于产汽或发电；
(2)·设备布置合理，占地少，便于操作；
(3)·减少了废渣、废气等气体的排放，切实有效地改善了环境；
(4)·不消耗一次能源，经济效益不受燃料价格波动的影响；
(5)·采用高效、先进、结构合理的设备和可靠的材质；
适应高温变低温差组合式余热回收蒸汽发生装置