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烧结余热回收利用技术规范

《烧结余热回收利用技术规范》(征求意见稿)编制说明《烧结余热回收利用技术规范》编写组二〇一五年五月目次一项目背景 (1)二标准制定的必要性和原则 (2)三采标情况 (4)四标准主要内容 (4)五调查验证的情况和结果 (21)六与有关的现行法律、法规和强制性国家标准的关系 (21)七重大分歧意见的处理经过和依据 (21)八标准水平建议,预期的社会经济效果 (21)九对该标准作为强制性标准或推荐性标准的建议 (22)十贯彻标准的要求和措施建议 (22)《烧结余热回收利用技术规范》编制说明一项目背景1 任务来源根据国家标准委综合[2014]51号关于下达《氧化铝单位产品能源消耗限额》等122项国家标准制修订项目计划的通知,计划编号20140105-T-605的《烧结余热回收利用技术规范》为国家标准制定项目。

2 编制单位本规范由由济钢集团国际工程技术有限公司和冶金工业信息标准研究院,并在有关设计研究单位、钢铁冶金企业等单位的协助下进行编制。

3 主要工作过程(1)根据国家标准委国标委综合[2014]51号关于下达《氧化铝单位产品能源消耗限额》等122项国家标准制修订项目计划和全国钢标准化技术委员会SAC/TC183钢标委[2014]21号《关于下达全国钢标准化技术委员会化解产能过剩标准支撑工程项目计划的通知》的要求,济钢集团国际工程技术有限公司于2014年9月成立了标准编写组。

(2)2014年9月~2014年10月,确定标准范围、要素和标准结构,并编制了工作计划,明确了标准章节的起草人员和完成时间。

(3)2014年11月,全国钢标准化技术委员会在鞍山市主持召1开《轧钢连续加热炉热平衡测试与计算方法》等21项节能、节水国家标准计划落实会。

会议确定了本标准的基本框架、提出了下一步的工作思路,初步确定了标准参与起草单位、验证单位和工作进度。

(4)2014年12月~2015年1月,完成调研论证工作,组织标准的有关调研工作,发放市场调研表,收集好有关信息,论证标准要求的技术指标和方法等内容。

执笔人收集整理有关信息,组织调查工作。

(5)2015年2月~2015年3月,主编单位完成了本标准的草案,并会同参编单位进行讨论修改,完成标准文本的初稿。

(6)2015年4月,完成本标准验证工作。

标准初稿完成后,面向全国烧结余热回收利用用户筛选济钢、莱钢、南钢、泰钢和镔鑫开展本标准的验证工作。

(7)2015年5月,完成本标准的征求意见稿和编制说明工作。

(8)2015年6月,编写组进行征求意见工作,发标准征求意见稿,并在网上公示,并发送国内有关企事业单位,征求意见。

编写组收集并汇总各方面意见,对标准征求意见稿作进一步修改,并形成最终的送审稿。

二标准制定的必要性和原则1 标准制定的必要性据统计,烧结工序的能耗约占冶金总能耗的10~12%。

而其排放的余热约占总能耗热能的49%。

高效回收和利用烧结排放的烟气余热越来越引起企业的关注。

众所周知,在烧结矿生产过程中和烧结矿鼓风式冷却机冷却过程中会排出温度≥220℃的高温废气,其热能大约为烧结矿烧成系统热耗量的30%左右。

如果将冷却机产生的高温废气余热进行回收利用,必将提高烧结矿生产过程的能源利用率,降低工序能耗。

传统余热利用方式是在冷却机高温段安装简易余热锅炉生产蒸汽,效率较低,回收的废气余热仅占总热量的10%左右。

随着近年来烟气余热锅炉技术和低参数补汽式汽轮发电机组技术的不断发展,使冷却机烟气余热最大化的回收成为可能,从而降低了烧结工序能耗。

根据国家钢铁产业发展政策,钢铁企业必须发展余热、余能的要求。

无论新建还是已有烧结机都应逐步配套烧结余热回收利用,本规范拟对这些工程的设计、施工、运行、验收等过程提供指导意见,实现提高余热利用效率的目的,因此有必要尽快制定出相关国家标准,以规范其建设和使用,为国家的能源建设服务2 制定标准的原则(1)规范性本标准的起草按国家标准GB/T1.1-2009《标准化工作导则第一部分:标准的结构和编写》进行。

(2)一致性本标准与现行有效的国家法律、法规和标准保持一致,充分考虑有关国家标准、文件对烧结生产和节能的要求和规定,提出烧结余热回收利用的参数选择、节能减排的主要措施和运行指标,并为烧结余热回收利用的建设、运行维护和效果评价提供技术支持和导向。

(3)适用性充分考虑现有烧结余热回收利用工艺及发展现状,制定与烧结余热回收利用要求相适应的条款。

(4)可操作性结合我国烧结余热回收利用的生产现状和技术水平、可能达到的程度,标准文本对烧结余热回收利用技术和运行技术指标做了基本要求,各建设单位可根据各自的生产技术水平适当提高指标,以便使标准更具有可操作性。

(5)先进性本标准将济钢国际在国内相关生产企业近年来对烧结余热回收利用方面的成熟经验做法融入其中,确保本标准技术要求和指标的先进性。

三采标情况目前与烧结余热回收利用技术相关的现行国际标准或国内先进标准有YB/T 4254-2012《烧结冷却系统余热回收利用技术规范》,重点侧重于烧结余热回收利用技术的节能措施和效果评价。

因此确立本标准部分参照YB/T 4255-2012中的相关内容制定。

四标准主要内容1 总则1.1 为促进钢铁行业节能减排,提高烧结余热回收利用效率,降低烧结工序能耗,特制定本规范。

据统计,烧结工序的能耗约占冶金总能耗的10~12%。

而其排放的余热约占总能耗热能的49%。

高效回收和利用烧结排放的烟气余热越来越引起企业的关注。

众所周知,在烧结矿生产过程中和烧结矿鼓风式冷却机冷却过程中会排出温度≥220℃的高温废气,其热能大约为烧结矿烧成系统热耗量的30%左右。

如果将冷却机产生的高温废气余热进行回收利用,必将提高烧结矿生产过程的能源利用率,降低工序能耗。

传统余热利用方式是在冷却机高温段安装简易余热锅炉生产蒸汽,效率较低,回收的废气余热仅占总热量的10%左右。

随着近年来烟气余热锅炉技术和低参数补汽式汽轮发电机组技术的不断发展,使冷却机烟气余热最大化的回收成为可能,从而降低了烧结工序能耗。

1.2 本规范适用于钢铁企业新建、改建烧结余热回收利用项目的设计、施工、运行、验收等过程。

根据国家钢铁产业发展政策,钢铁企业必须发展余热、余能的要求,无论新建还是已有烧结机都应逐步配套烧结余热回收利用,本规范拟对这些工程的设计、施工、运行、验收等过程提供指导意见,实现提高余热利用效率的目的。

1.3 烧结余热资源主要包括:烧结主烟气余热、烧结机尾废气余热及烧结冷却废气余热。

本规范是针对烧结主烟气余热及烧结冷却废气余热制定的技术规范。

烧结工序余热包含烧结主烟气余热、烧结机尾废气余热及烧结冷却废气余热。

通过多年的技术研究,低温烟气利用技术的发展,烧结主烟气余热和烧结冷却废气余热都可设置可靠、高效、耐用的余热装置进行余热回收利用,或是根据烟气性质实施直接利用等。

而烧结机尾部废气粉尘含量较高,且温度波动较大,由于受技术及设备的限制,现阶段该系统烟气余热未进行收集及利用。

1.4 本规范规定了烧结余热回收利用的一般要求和参数选择原则。

余热利用的一般要求包含烟气收集的方式、余热利用的方式、装备配套的选型等,这些要求决定了余热利用方式实施的是否可行和合理;余热利用参数选择包含烧结机产能、烧结矿温度、烟气温度、烟气流量等,这些参数决定了余热利用的效率。

2 规范性引用文件下列文件对于本规范的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本规范。

凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。

GB 50408-2007 烧结厂设计规范GB/T 1028-2000 工业余热术语、分类、等级及余热资源量计算方法GB 50264-2013 工业设备及管道绝热工程设计规范GB 50235-2010 工业金属管道工程施工规范GB 50236-2011 现场设备、工业管道焊接工程施工规范GB 50126-2008 工业设备及管道绝热工程施工规范GB 50231-2009 机械设备安装工程施工及验收通用规范GB 50275-2010 风机、压缩机、泵安装工程施工及验收规范GB 50049-2011 小型火力发电厂设计规范3 术语和定义下列术语和定义适用于本规范。

3.1 烧结主烟气余热waste heat of sintering flue gas抽风烧结焙烧过程中烟气所含的热。

3.2 烧结冷却废气余热waste heat of sintering cooling system热烧结矿冷却过程中废气所含的热。

3.3 烧结机尾废气余热waste heat of sintering machine tail gas烧结饼破碎过程中废气所含的热。

3.4 烧结余热汽拖waste heat steam drag of sintering烧结余热回收产生的蒸汽推动主抽风机工作的过程4 余热回收利用工艺流程4.1 工艺流程的选择应根据烧结机规模、烧结和冷却系统设备运行状态、结合实际因地制宜,并经过方案比选后确定。

烧结机规模决定了余热利用装置或后续发电设施的配套模式,一般,烧结主烟气及冷却机余热一套烧结系统各配置一套余热利用装置,两者余热蒸汽可以统一利用;同一工程可实现多套余热利用装置配置一套汽轮发电机组,节约投资,减少占地面积。

4.2 烧结主烟气余热回收工艺流程分为插入式和旁路式,插入式工艺流程见图1,旁路式工艺流程见图2。

图1 插入式工艺流程图2 旁路式工艺流程烧结机主烟气工艺根据场地条件不同可选用不同的工艺流程,插入式适用于场地建设条件不足的情况下,余热利用设备不占用新的建设场地,有利于在已有烧结大烟道上改造;旁路式可根据场地条件合理布置,综合考虑设备安装、检修方便。

4.3 烧结冷却废气余热回收工艺流程见图3aa虚线为采用闭路循环方式流程。

b采用开路流程时,风机为引风机,采用闭路流程时,风机为循环风机。

c余热锅炉产生的蒸汽可以直接利用也可以用于发电。

d中温烟气可以送入余热锅炉生产蒸汽也可以用于热风点火、原料解冻等。

图3 冷却废气余热回收流程烧结冷却废气余热回收工艺可根据废气温度、客户需要进行不同工艺流程的选择,废气热量可以进行能量转换,变为蒸汽、电力再利用,也可以直接利用烟气热量。

4.4 余热利用汽拖工艺流程见图4a未采用主烟气余热利用时可单独采用烧结冷却系统回收的余热拖动主抽风机。

图4 余热汽拖流程余热利用汽拖工艺流程是利用烧结冷却废气余热和烧结主烟气余热产生的蒸汽对烧结主抽风机进行蒸汽拖动工艺5 余热回收方式5.1 新建烧结机烧结主烟气余热回收宜采用旁路式;改建烧结机烧结主烟气余热回收宜采用插入式。

新建烧结机烧结主烟气余热回收方式宜采用旁路式,旁路式余热利用是在回收段烟道上设置旁路,将余热利用装置(省煤器、蒸发器等)安装在旁路烟道上的余热利用方式,需要预留设备安装位置,此种方式便于余热装置的检修与维护,检修余热利用装置时烧结主烟气可以不走余热装置旁路。

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