3.2.机炉选择
在废气余热发电中,为使热力循环系统运行成效提高,可最大限度提升主蒸汽参数;而多压系统可对烟气热量有效利用。就单压与多压系统而言,二者关系为:在计算锅炉结构与热平衡时,若释放的烟气热量可由锅炉全部吸收,那么单压设计是首选;若完全利用部分热量,只可将部分热量以低压系统吸收,并将热量送回汽轮机,那么,双压系统较为适用。如果热源比较单一,那么多压系统是可提升3%的系统热效。
在本次项目实施中,经企业与锅炉厂的仔细研究,环冷机1段风箱排除的部分烟气热量被单压系统锅炉吸收,通过计算发现,烧结环冷机1、2段高温处的吸收烟气热量大于单压系统吸收的热量。为充分利用余热,提升系统热效率,参考环冷机工作现状,余热锅炉最终采用单流程、立式、双压系统型,合并使用汽轮机低压补汽。
3.3.装机规模
参考环冷机高温位置的热风量,在计算基础上选择2台33t/h的产汽余热锅炉,其所产气体完全引进支汽轮机进行发电,实现12567kW发电量,考虑环冷机运作工况(实测值即为烟气温度),企业还配设了汽轮发电机组(15000kW)一台。因为双压参数产汽,所以,补汽式冷凝机为汽轮机型号,发电机则为无刷励磁。
3.4.经济技术指标(参考)
发电厂用电率:19%;年发电量:99813000/kWh;年供电量:81682000/kWh;发电设施运作小时数:9000/h 。
3.5.布置余热锅炉
当前,环冷机布置对称,余热锅炉在环冷机附近不可布置,在设计人员对土建图纸与烧结工艺查阅过后,在保证余热锅炉存在过短烟气与环冷机通道不被占用,且方便安装检修的基础上,经仔细分析,提出了独创性布置办法:将余热锅炉布置在环冷机内部,考虑架设高余热锅炉。余热锅炉现有钢柱,鼓风机间坐落在钢柱的基础上,升高钢柱从而满足锅炉操作平台的要求,让风机在锅炉之下,原烧结机房与锅炉平台接通。在环冷机外圈位置,布设循环风机。此布置法是对现有空间的充分利用,在安装余热锅炉或其检修时,可借用环冷机之上的检修吊车。
3.6.布置厂房
在汽轮机原拖动站的固定处外端布置汽轮机厂房,可利用原站部分设施与空余空间,减少固定投资。
4.效益
投入的2台余热利用设备分别可产出370℃、2.0MPa蒸汽55t/h,210℃、0.7MPa蒸汽13t/h,相当于每年实现标煤26480t的节约。该蒸汽也可带动汽轮发电机组(15MW)实现0.99813×109kWh/年的电力生产。余热锅炉接收24.612万m³/h的热废弃经蒸汽生产再排放,可除烟尘率为80%,空气粉尘与热排放大幅减少。
余热锅炉的使用带来良好经济效益,首先可蒸汽发电,另外,将接收的铁矿粉通过回收通道返回钢铁生产车间,做到资源的最大限度利用。
当前,国际上通过价格购买方式取得CO2的排放权,大约为8欧元/t,在通过CDM项目的注册过后,因减少二氧化碳的排放量,那么每年可额外获取几十万欧元进账。
随着资源的日益消耗以及重工业生产的高能耗、高污染,世界面临着资源匮乏、环境污染的严重困境。钢铁工业是耗能大户,同时也产生大量的CO2、SO2、粉尘等气体污染源。烧结工程中环冷机在钢铁生产中所占耗能与污染比重巨大,其产生的余热废气如果不能循环再利用,将造成资源的巨大浪费。本文以某钢铁企业为研究案例,简要谈论了烧结工程中环冷机余热利用需注意的一些问题,希望以点带面,给今后的烧结工程余热利用技术的运用提供参考性意见。