鋼鐵企業(yè)余能回收（燒結(jié)、干熄焦、轉(zhuǎn)爐）大唐時(shí)代節(jié)能科技有限公司2012年12月

鋼鐵企業(yè)余能回收（燒結(jié)、干熄焦、轉(zhuǎn)爐）1鋼鐵生產(chǎn)流程示意圖鋼鐵生產(chǎn)流程示意圖2鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中的二次能源鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生大量的二次能源，體現(xiàn)在產(chǎn)品的余熱（紅焦炭、赤熱的爐渣，燒結(jié)礦和球團(tuán)礦的顯熱、液態(tài)的鐵水和鋼水的顯熱，以及鑄坯的熱量等），外排廢氣的顯熱（包括燒結(jié)、球團(tuán)、熱風(fēng)爐、加熱爐、焦?fàn)t等）、高爐爐頂煤氣的壓力能，以及冶煉設(shè)備冷卻水所帶走的熱量，以及爐體散熱等形式?？傮w來(lái)講，鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，所用的能量約有70%左右是要轉(zhuǎn)換為各種形式的二次能源。這里有占34%的副產(chǎn)煤氣，爐渣顯熱約占9%等。國(guó)內(nèi)外鋼鐵工業(yè)公認(rèn)，現(xiàn)可以回收利用的二次能源量（不包括副產(chǎn)煤氣）約占鋼鐵企業(yè)總用能的15%左右。新日鐵已將這15%中的92%加以回收利用，寶鋼為77%，大多數(shù)我國(guó)鋼鐵企業(yè)是在50%以下。這就是我國(guó)鋼鐵企業(yè)還有節(jié)能潛力所在。鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中的二次能源鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生大量的二次能源3高爐、燒結(jié)機(jī)、焦?fàn)t、轉(zhuǎn)爐數(shù)量多，節(jié)能潛力大

2010-09-21，目前我國(guó)有高爐1370多座，大于1000m3以上容積的高爐有227座，比上年增加36座。沙鋼5800m3高爐于2009年投產(chǎn)，首鋼京唐鋼鐵公司曹妃甸2號(hào)5500m3高爐和首鋼遷鋼4000m3高爐均于2010年投產(chǎn)；使我國(guó)成為已擁有近20座4000m3以上容積高爐的國(guó)家(據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),世界有51座4000m3以上容積的高爐)。我國(guó)擁有500多臺(tái)燒結(jié)機(jī)，其中大于180m2的有105臺(tái)，大于130m2的有150多臺(tái)，大于400m2的有20多臺(tái)。中國(guó)現(xiàn)有大小焦化廠140余家，400余座焦?fàn)t，其中大、中型以上焦?fàn)t120余座。我國(guó)目前氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐有400多座，其中100t以上的轉(zhuǎn)爐有約150座，最大公稱噸位為300t。高爐、燒結(jié)機(jī)、焦?fàn)t、轉(zhuǎn)爐數(shù)量多，節(jié)能潛力大2010-09-4一、燒結(jié)礦生產(chǎn)余熱回收

燒結(jié)礦主要化學(xué)成分（%）：

TFE（57.0）FeO（8.0）CaO（9.18）SiO2（5.1）MgO（2.0）S（0.018）P（0.051）CaO/SiO2（1.8）

含鐵原料、熔劑（白云石和生石灰）、燃料(碎焦或無(wú)煙煤)、鋼渣鐵灰。

1、燒結(jié)工藝流程圖2、燒結(jié)余熱回收原理3、燒結(jié)余熱利用技術(shù)

4、燒結(jié)余熱回收關(guān)鍵技術(shù)5、燒結(jié)廠的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)6、燃料理論燃燒溫度和焓7、燒結(jié)機(jī)余熱回收功率估算8、燒結(jié)抽風(fēng)機(jī)軸功率9、汽輪機(jī)功率計(jì)算一、燒結(jié)礦生產(chǎn)余熱回收

燒結(jié)礦主要化學(xué)成分（%）：

TFE51、燒結(jié)工藝流程圖

（圓筒造球機(jī)、振動(dòng)篩)1、燒結(jié)工藝流程圖

（圓筒造球機(jī)、振動(dòng)篩)62、燒結(jié)余熱回收原理（1）原理。燒結(jié)機(jī)尾卸落的燒結(jié)餅溫度高達(dá)600℃-800℃，高溫?zé)Y(jié)礦冷卻的過(guò)程中，熱燒結(jié)礦和冷空氣間進(jìn)行熱交換，熱空氣中的大量熱能就能被我們用來(lái)發(fā)電。吸收燒結(jié)礦潛熱后溫度升高的熱空氣從環(huán)冷機(jī)風(fēng)道排出后，進(jìn)入燒結(jié)余熱鍋爐進(jìn)行換熱，鍋爐產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，從燒結(jié)余熱鍋爐冷卻后的熱空氣進(jìn)入循環(huán)風(fēng)機(jī)重新鼓入環(huán)冷機(jī)。⑵余熱利用方式。

名稱高溫段中溫段低溫段

溫度/℃450-300300-200200-150

回收方式熱交換直接利用直接利用

用途余熱發(fā)電熱風(fēng)燒結(jié)，熱風(fēng)點(diǎn)火料礦預(yù)熱，原料2、燒結(jié)余熱回收原理（1）原理。燒結(jié)機(jī)尾卸落的燒結(jié)餅溫度高7燒結(jié)余熱利用燒結(jié)余熱利用83、燒結(jié)余熱利用技術(shù)

⑴利用鼓風(fēng)環(huán)冷機(jī)的廢氣余熱回收方案。⑵二道冷卻（加熱）方式余熱回收技術(shù)。⑶廢氣循環(huán)加熱方式余熱回收技術(shù)。

⑷

利用低沸點(diǎn)有機(jī)工質(zhì)循環(huán)的余熱發(fā)電裝置（簡(jiǎn)稱ORCS）。⑸燒結(jié)低溫余熱熱水驅(qū)動(dòng)透平發(fā)電。3、燒結(jié)余熱利用技術(shù)

⑴利用鼓風(fēng)環(huán)冷機(jī)的廢氣余熱回9（1）利用鼓風(fēng)環(huán)冷機(jī)的廢氣余熱回收方案

1979年在日本入幡廠建成世界上第一臺(tái)燒結(jié)礦低溫余熱透平,發(fā)電能力5700千瓦。該裝置是利用鼓風(fēng)環(huán)冷機(jī)的300--400度的廢氣(35萬(wàn)標(biāo)立米/時(shí))獲得250度的飽和蒸汽(約140噸/時(shí))驅(qū)動(dòng)透平發(fā)電。排出的蒸汽經(jīng)汽水分離后,蒸汽(壓力0.596MPA,25.6噸/時(shí))進(jìn)入閃蒸透平的第一級(jí),經(jīng)逐段閃蒸(降壓蒸發(fā))后,順序進(jìn)入透平的后三段,透平共有6級(jí)。酒泉鋼鐵集團(tuán)燒結(jié)低溫環(huán)形冷卻機(jī)余熱利用發(fā)電工程，1號(hào)汽輪機(jī)：進(jìn)汽2.3MPa,320℃;2號(hào)汽輪機(jī)：進(jìn)汽0.8MPa,225℃。（1）利用鼓風(fēng)環(huán)冷機(jī)的廢氣余熱回收方案10興寶鋼鐵公司余熱利用工藝流程圖興寶鋼鐵公司余熱利用工藝流程圖11干熄焦培訓(xùn)課件12（2）二道冷卻（加熱）方式余熱回收技術(shù)

為了提高排氣溫度,將冷卻機(jī)罩分段,使低溫段的冷卻空氣空氣通過(guò)高溫段以后再排出,日本人把這種方式稱作二道冷卻方式。二道方式雖比一道方式的設(shè)備復(fù)雜一些,但對(duì)于同同樣的傳熱容積,其氣體流速為一道方式的二倍,回收的熱量比一道方式增加40--50%。

（2）二道冷卻（加熱）方式余熱回收技術(shù)為了提高排13(3)廢氣循環(huán)加熱方式余熱回收技術(shù)

日本住友鹿島3號(hào)燒結(jié)機(jī)的廢熱回收系統(tǒng),將余熱鍋爐排出的140—170度的熱廢氣,鼓入帶式冷卻機(jī)的前段,加熱至388度,再返回余熱鍋爐,廢氣量為500000立米/時(shí),可產(chǎn)生蒸汽量59噸/時(shí),蒸汽壓力0.9MPA,蒸汽用于發(fā)電。(3)廢氣循環(huán)加熱方式余熱回收技術(shù)

日14(4)利用低沸點(diǎn)有機(jī)工質(zhì)循環(huán)的余熱發(fā)電裝置（簡(jiǎn)稱ORCS）

日本新日鐵君津廠1981年在3號(hào)燒結(jié)機(jī)的環(huán)形冷卻機(jī)上,建成一套利用低沸點(diǎn)有機(jī)工質(zhì)F--85循環(huán)的余熱發(fā)電裝置,簡(jiǎn)稱ORCS,功率為12500千瓦,設(shè)備費(fèi)25億日元,三年收回投資。

燒結(jié)礦冷卻機(jī)廢氣(69萬(wàn)標(biāo)立米/時(shí),345℃)送入鍋爐,廢氣余熱使低沸點(diǎn)介質(zhì)變?yōu)檎羝?帶動(dòng)蒸汽透平發(fā)電。

使用后的低沸點(diǎn)介質(zhì)在冷凝器內(nèi)冷凝后返回鍋爐循環(huán)使用。由于這種媒體的沸點(diǎn)比水低,蒸發(fā)潛熱小,加之其比容僅為水的五分之一,所以發(fā)電效率高,在同一條件下,其發(fā)電效率比蒸汽高10--15%,且不自燃,無(wú)毒,無(wú)腐蝕性,是理想的工質(zhì),缺點(diǎn)是價(jià)格較高。(4)利用低沸點(diǎn)有機(jī)工質(zhì)循環(huán)的余熱發(fā)電裝置（簡(jiǎn)稱ORCS）15（5)燒結(jié)低溫余熱的熱水驅(qū)動(dòng)透平發(fā)電熱水透平的效率雖然比蒸汽透平低，但是熱水的回收率高，回此這種熱水發(fā)電方式對(duì)大量的中低溫余熱源來(lái)說(shuō)，還是很有前途的。另外，該系統(tǒng)是用水作工質(zhì)，其成本比有機(jī)工質(zhì)便宜得多，為了進(jìn)一步提高效率，可采用蒸汽－－熱水混合噴射透平，也可考慮與熱水供應(yīng)系統(tǒng)結(jié)合，組成復(fù)合系統(tǒng)。日本于1979年在入幡廠建成世界上第一臺(tái)燒結(jié)礦低溫余熱熱水發(fā)電透平,發(fā)電能力5700千瓦。該裝置是利用鼓風(fēng)環(huán)冷機(jī)的300--400度的廢氣(35萬(wàn)標(biāo)立米/時(shí))獲得250度的飽和水蒸汽(約140噸/時(shí)),用它驅(qū)動(dòng)透平發(fā)電。排出的蒸汽經(jīng)汽水分離后,蒸汽(壓力0.596MPA,25.6噸/時(shí))進(jìn)入閃蒸透平的第一級(jí),熱水經(jīng)逐段閃蒸(降壓蒸發(fā))后,順序進(jìn)入透平的后三段,透平共有6級(jí)。廣東省豐順利縣1982年投產(chǎn)運(yùn)行熱水電站，利用95℃地溫?zé)崴?jīng)過(guò)閃蒸氣產(chǎn)生蒸汽帶動(dòng)汽輪機(jī)機(jī)組發(fā)電，設(shè)計(jì)裝機(jī)容量300kW,直到2006年穩(wěn)定運(yùn)行了20多年，目前情況不清楚。汽輪機(jī)由中科院廣州能源所設(shè)計(jì)，廣州汽輪機(jī)廠制造。（5)燒結(jié)低溫余熱的熱水驅(qū)動(dòng)透平發(fā)電熱水透平的效率雖然比蒸汽16熱水發(fā)電系統(tǒng)流程圖熱水發(fā)電系統(tǒng)流程圖174、燒結(jié)余熱回收關(guān)鍵技術(shù)

目前，我國(guó)生產(chǎn)和在建的燒結(jié)余熱回收裝置約有80套，占燒結(jié)機(jī)總數(shù)（重點(diǎn)企業(yè)）的15%。大多數(shù)企業(yè)的燒結(jié)余熱回收裝置沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)水平，燒結(jié)余熱資源具有品質(zhì)較低、波動(dòng)大等特點(diǎn)，回收的關(guān)鍵技術(shù)：（1）燒結(jié)機(jī)煙氣余熱收集與煙氣處理；（2）燒結(jié)余熱源參數(shù)預(yù)測(cè)；（3）燒結(jié)余熱回收工藝與廢氣溫度調(diào)節(jié)；（4）廢氣循環(huán)對(duì)燒結(jié)礦質(zhì)量影響與燒結(jié)冷卻制度優(yōu)化；（5）冷卻機(jī)余熱回收鍋爐、回收系統(tǒng)選型與優(yōu)化等；（6）開(kāi)發(fā)余熱發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行調(diào)控技術(shù)。燒結(jié)余熱回收應(yīng)以冷卻機(jī)廢氣余熱回收為主,并重點(diǎn)保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行、提高回收效率,其中,熱源參數(shù)預(yù)測(cè)技術(shù)是基礎(chǔ),熱風(fēng)循環(huán)技術(shù)是有效手段,余熱鍋爐和發(fā)電系統(tǒng)熱力參數(shù)優(yōu)化、參數(shù)匹配和動(dòng)態(tài)特性優(yōu)化是核心。4、燒結(jié)余熱回收關(guān)鍵技術(shù)目前，我國(guó)生產(chǎn)和在建185、燒結(jié)廠的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

1、臺(tái)時(shí)利用系數(shù)：1m2抽風(fēng)面積在1h內(nèi)的產(chǎn)量，它一般為1.5-2.0t/m2.h；

2、作業(yè)率：年實(shí)際作業(yè)時(shí)間與日歷時(shí)間的比值，作業(yè)率反映了燒結(jié)機(jī)連續(xù)作業(yè)水平；3、質(zhì)量合格率：理化性能符合要求的燒結(jié)礦量與總產(chǎn)量之比稱為燒結(jié)礦合格率。檢測(cè)燒結(jié)礦理化性能的項(xiàng)目主要有全鐵（TFe）、亞鐵（FeO）、堿度、含硫量、轉(zhuǎn)鼓指數(shù)（大于5mm）和粉末等。5、燒結(jié)廠的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1、臺(tái)時(shí)利用系數(shù)：1m2抽風(fēng)面積196、燃料理論燃燒溫度和焓燃料理論燃燒溫度燃料理論焓6、燃料理論燃燒溫度和焓燃料理論燃燒溫度207、燒結(jié)機(jī)余熱回收功率估算1、知道燒結(jié)機(jī)面積，計(jì)算年產(chǎn)量：年產(chǎn)量（t）=燒結(jié)機(jī)面積（m2）×利用系數(shù)×燒結(jié)機(jī)年作業(yè)小時(shí)數(shù)例如：國(guó)內(nèi)現(xiàn)有燒結(jié)廠小球燒結(jié)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，大型燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)為～1.60t/(m2?h)，本燒結(jié)機(jī)作業(yè)率為90.4%（即330d/a），則燒結(jié)機(jī)面積為：

S=1.0×228x104/(1.6×24×330)

=180m2

選取燒結(jié)機(jī)面積為2臺(tái)90m2，年產(chǎn)量：

Q=2×90×24×330×1.6

=228.1萬(wàn)t

2、國(guó)外先進(jìn)企業(yè)每噸燒結(jié)礦可回收余熱蒸汽80～100kg。7、燒結(jié)機(jī)余熱回收功率估算1、知道燒結(jié)機(jī)面積，計(jì)算年218、燒結(jié)抽風(fēng)機(jī)軸功率8、燒結(jié)抽風(fēng)機(jī)軸功率229、汽輪機(jī)功率計(jì)算

通過(guò)水蒸氣的h-s圖查取。

狀態(tài)1：根據(jù)t1，p1，查得h1，s1；

狀態(tài)2：根據(jù)p2及s2=s1，查得h2、t2及x2；

汽輪機(jī)輸出功：w=h1-h2(kJ/kg)。

循環(huán)效率：ηt=（h1-h2)／(h1-120)。

其中：h—焓；s—熵；t1—汽輪機(jī)進(jìn)口溫度；p1—汽輪機(jī)進(jìn)口壓力；p2—汽輪機(jī)出口壓力；t2

—汽輪機(jī)出口溫度；X

—蒸汽干度。9、汽輪機(jī)功率計(jì)算通過(guò)水蒸氣的h-s圖查取。23二、干熄焦余熱發(fā)電焦炭是高溫干餾的固體產(chǎn)物，主要成分是碳，是具有裂紋和不規(guī)則的孔孢結(jié)構(gòu)體（或孔孢多孔體）。干法熄焦是目前國(guó)外較廣泛應(yīng)用的一項(xiàng)節(jié)能技術(shù)，其英文名稱為CokeDryQuenching,簡(jiǎn)稱CDQ。到2010年底，我國(guó)共投產(chǎn)的干熄焦105套,占我國(guó)焦炭產(chǎn)能的27%。105／0.27=389套。

1、煉焦工藝流程及主要設(shè)備簡(jiǎn)圖2、焦碳生產(chǎn)的工藝流程9、每1t干熄焦焦碳產(chǎn)中高壓蒸汽量3、干熄焦余熱利用原理10、干熄焦的氣料比

4、干熄焦的技術(shù)特點(diǎn)11、循環(huán)風(fēng)機(jī)風(fēng)量計(jì)算附件5、干熄焦流程圖12、干熄焦的社會(huì)效益6、干熄焦發(fā)電工藝流程7、余熱蒸汽發(fā)電工藝流程圖8、干熄焦的關(guān)鍵技術(shù)二、干熄焦余熱發(fā)電焦炭是高溫干餾的固體產(chǎn)物，主要成分241、煉焦工藝流程及主要設(shè)備簡(jiǎn)圖1、煉焦工藝流程及主要設(shè)備簡(jiǎn)圖252、焦碳生產(chǎn)的工藝流程

煉焦煤：按照煤炭用途進(jìn)行劃分，作為生產(chǎn)原料，用來(lái)生產(chǎn)焦炭，進(jìn)而用于鋼鐵行業(yè)的煤炭種類。

現(xiàn)代焦碳生產(chǎn)過(guò)程分為洗煤、配煤，煉焦和產(chǎn)品處理等工序，工藝流程如下：原煤場(chǎng)→洗煤→貯煤場(chǎng)→配煤→干燥→粉碎→貯煤塔→焦?fàn)t→初冷器→飽和器→終冷器→洗苯塔→焦?fàn)t煤氣焦?fàn)t→熄焦→篩分→焦碳燒結(jié)廠煉焦煤主要包括：貧瘦煤、瘦煤、焦煤、1/3焦煤、肥煤、氣煤、氣肥煤七種。2、焦碳生產(chǎn)的工藝流程263、干熄焦余熱利用原理干法熄焦是將紅熱的焦碳放入熄焦?fàn)t內(nèi)，用惰性氣體循環(huán)回收焦炭的物理熱，時(shí)間為2-4小時(shí)。在干熄焦過(guò)程中，紅焦從干熄爐的頂部裝入，低溫惰性氣體由循環(huán)風(fēng)機(jī)鼓入干熄爐冷卻段紅焦層內(nèi)，冷卻后的焦炭從干熄爐底部排除；吸收紅焦?jié)摕岷鬁囟壬叩亩栊詺怏w從干熄爐環(huán)形煙道排出后，進(jìn)入干熄焦余熱鍋爐進(jìn)行換熱，鍋爐產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入汽論機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，從干熄焦余熱鍋爐冷卻后的惰性氣體進(jìn)入循環(huán)風(fēng)機(jī)重新鼓入干熄爐。3、干熄焦余熱利用原理干法熄焦是將紅熱的焦碳放入熄焦?fàn)t274、干熄焦的技術(shù)特點(diǎn)

利用熄焦產(chǎn)生的大量余熱用來(lái)發(fā)電，實(shí)行熱電聯(lián)產(chǎn)是比較好的熱能利用方式。它可以降低企業(yè)電耗，發(fā)電后的蒸汽還可以用到其它生產(chǎn)工序中。降低企業(yè)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。采用干熄焦可回收80%的紅焦顯熱，平均每熄1噸焦炭可回收3.9MPa、450℃的蒸汽0.45噸-0.6噸。對(duì)規(guī)模為年產(chǎn)100萬(wàn)噸焦炭的焦化廠而言，采用干熄焦每年可以減少8-10萬(wàn)噸動(dòng)力煤燃燒向大氣排放的各種污染物。國(guó)際上公認(rèn)，大型高爐采用干熄焦焦炭可使其焦比降低2%，使高爐生產(chǎn)能力提高1%。在保持原焦炭質(zhì)量不變的條件下，采用干熄焦可以降低強(qiáng)粘結(jié)性的焦、肥煤配入量10-20%，有利于保護(hù)資源和降低焦炭成本。

4、干熄焦的技術(shù)特點(diǎn)

利用熄焦產(chǎn)生的大量余熱用來(lái)發(fā)電，實(shí)行熱285、干熄焦流程圖5、干熄焦流程圖29

6、干熄焦發(fā)電工藝流程

加入紅焦熄焦?fàn)t除塵器余熱鍋爐循環(huán)風(fēng)機(jī)汽輪機(jī)給水泵排出冷焦6、干熄焦發(fā)電工藝流程加307、余熱蒸汽發(fā)電工藝流程圖7、余熱蒸汽發(fā)電工藝流程圖318、干熄焦的關(guān)鍵技術(shù)工藝參數(shù)的優(yōu)化。干熄焦工藝流程緊密，技術(shù)參數(shù)相互制約性強(qiáng)。以焦炭的燒損為例，我國(guó)與國(guó)際先進(jìn)水平仍存在一定差距，最好的燒損率一般在2.0%左右，但從我國(guó)已投產(chǎn)的干熄焦裝置實(shí)際運(yùn)行統(tǒng)計(jì)結(jié)果看，噸干熄焦焦炭燒損為0.025噸，產(chǎn)出中高壓蒸汽在0.53噸～0.58噸波動(dòng)，焦炭燒損大，產(chǎn)出蒸汽少，影響干熄焦裝置整體效益的發(fā)揮。安全長(zhǎng)壽運(yùn)行的攻關(guān)。干熄爐內(nèi)可燃?xì)怏w的控制，制約著干熄焦裝置的安全和壽命。采用導(dǎo)入空氣燃燒法稀釋爐內(nèi)一氧化碳?xì)夂蜌錃猓朔椒m然經(jīng)濟(jì)有效，提高了產(chǎn)汽量，但又增加了焦炭的燒損。正在研發(fā)一種導(dǎo)入空氣量與循環(huán)氣體量相對(duì)應(yīng)的智能化控制技術(shù)，來(lái)降低焦炭燒損率。壓力9.8兆帕次高壓干熄焦鍋爐。此技術(shù)被列入國(guó)家鼓勵(lì)推廣節(jié)能技術(shù)中。循環(huán)風(fēng)機(jī)、主要閥門、部分電控部件等關(guān)鍵設(shè)備的質(zhì)量使用壽命短。我國(guó)干熄焦設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化率已達(dá)97%，在我國(guó)干熄焦技術(shù)大型化應(yīng)用的進(jìn)程中，此外還存在著干熄爐環(huán)形煙道損壞嚴(yán)重這一突出問(wèn)題，威脅著干熄爐的壽命，成為干熄焦技術(shù)推廣應(yīng)用的“瓶頸”，其材質(zhì)及設(shè)計(jì)亟須優(yōu)化，要求攻關(guān)，年修時(shí)間由1.5年延長(zhǎng)到2年以上。8、干熄焦的關(guān)鍵技術(shù)329、每1t干熄焦焦碳產(chǎn)中高壓蒸汽量

用干法熄焦替代傳統(tǒng)的濕法熄焦工藝，可回收紅焦約80%的顯熱，平均每熄1噸紅焦可回收4.0兆帕、450℃蒸汽0.50t。武鋼干熄焦：排焦量136.8t/h主蒸汽流量73t/h，主蒸汽溫度430℃，平均0.534t蒸汽∕t焦。（寶鋼為0.568t蒸汽∕t熄焦，日本為0.6～0.7t蒸汽∕t焦）。我國(guó)已投產(chǎn)的干熄焦裝置實(shí)際運(yùn)行統(tǒng)計(jì)結(jié)果看，t干熄焦焦炭燒損為0.025t，產(chǎn)出中高壓蒸汽在0.53～0.58t蒸汽。干熄焦裝置額定處理能力140t/h，采用帶橫移的旋轉(zhuǎn)焦罐及高溫高壓自然循環(huán)余熱鍋爐，產(chǎn)生蒸汽最大80.5t/h，實(shí)際71.87t/h，主蒸汽調(diào)節(jié)閥后壓力9.5MPa，溫度540℃。配置1套25MW抽凝式汽輪發(fā)電機(jī)組用來(lái)發(fā)電和供熱。

9、每1t干熄焦焦碳產(chǎn)中高壓蒸汽量用干法熄焦替代傳3310、干熄焦的氣料比

武鋼干熄焦：排焦量136.8t/h，循環(huán)風(fēng)量16.2萬(wàn)Nm3/h，平均為1184.2Nm3∕t，排焦溫度150℃以下。我國(guó)140t/h以上大型干熄焦裝置的主要性能指標(biāo)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，如干熄爐冷卻室高徑比達(dá)到0.9，氣料比達(dá)到1200Nm3/t焦，干熄率達(dá)93%，排焦溫度＜200℃。干熄爐冷卻室容積480m3（直徑8.9m×高7.68m）。10、干熄焦的氣料比武鋼干熄焦：排焦量136.83411、循環(huán)風(fēng)機(jī)風(fēng)量計(jì)算

VL=｛Q÷〔(t2-t1）×C3〕｝÷ρ式中：

VL—干熄焦理論循環(huán)風(fēng)量，m3／h；

Q—循環(huán)氣體吸收的熱量，KJ／h；t1—進(jìn)干熄爐循環(huán)氣體的溫度，℃；t2—出干熄爐循環(huán)氣體的溫度，℃；C3—循環(huán)氣體的平均比熱，kJ/kg·℃；

ρ—循環(huán)氣體的密度，kg/m3。VF=qVL式中：VF—循環(huán)風(fēng)機(jī)風(fēng)量，m3／h；q

—風(fēng)量安全系數(shù)，一般取為1.5。11、循環(huán)風(fēng)機(jī)風(fēng)量計(jì)算VL=｛Q÷〔(t2-t3512、干熄焦的社會(huì)效益

高溫高壓鍋爐的干熄焦裝置，可產(chǎn)生10兆帕、450℃的蒸汽，與背壓發(fā)電相比，可使干熄焦噸焦發(fā)電量提高15%。每噸干熄焦炭可以減排0.1噸～0.18噸二氧化碳。每噸焦炭可省去15~18m3的熄焦水。對(duì)焦炭規(guī)模為100萬(wàn)噸/年焦化廠而言，采用干熄焦技術(shù)，每年可以減少8萬(wàn)噸～10萬(wàn)噸動(dòng)力煤燃燒對(duì)大氣的污染，相當(dāng)于少向大氣排放160噸煙塵和140噸二氧化硫，尤其是每年可以減排12萬(wàn)噸二氧化碳，減少240噸NOx排放量。

12、干熄焦的社會(huì)效益高溫高壓鍋爐的干熄焦36三、轉(zhuǎn)爐煉鋼余熱回收發(fā)電

我國(guó)目前粗鋼產(chǎn)量近10億噸，80%以上由轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)。轉(zhuǎn)爐在吹煉時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的高溫和高濃度的一氧化碳煙氣(1300℃以上)，煙氣中可燃性氣體成分高達(dá)85%,可以作為工業(yè)燃料,但是煙氣中還含有大量高濃度金屬粉塵,因此必須對(duì)高溫?zé)煔膺M(jìn)行冷卻以便除塵及回收煤氣。為降低煙氣溫度、回收高溫?zé)煔庵械挠酂?，轉(zhuǎn)爐配套設(shè)置了煙道式汽化冷卻余熱鍋爐。

干式除塵噸鋼用水量約為0.05ｍ3，是濕式系統(tǒng)的1/5左右；噸鋼耗電量為3.05ｋＷ·ｈ，較濕式系統(tǒng)噸鋼節(jié)電3.72ｋＷ·ｈ。在煙氣冷卻過(guò)程中還可以利用余熱通過(guò)余熱鍋爐回收系統(tǒng)回收煙氣余熱生成的蒸汽。轉(zhuǎn)爐設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)爐煤氣回收系統(tǒng)和轉(zhuǎn)爐煙氣余熱回收系統(tǒng)。轉(zhuǎn)爐煤氣中的CO含量最高可達(dá)75%。轉(zhuǎn)爐煤氣回收占轉(zhuǎn)爐工序能量回收的80%以上。三、轉(zhuǎn)爐煉鋼余熱回收發(fā)電我國(guó)目前粗鋼產(chǎn)量37主要內(nèi)容

1、轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)工藝流程圖

2、轉(zhuǎn)爐煉鋼的工藝流程3、轉(zhuǎn)爐煉鋼的煉鋼原料4、轉(zhuǎn)爐裙式活動(dòng)單煙罩示意圖

5、轉(zhuǎn)爐煙氣汽化冷卻回收蒸汽量6、轉(zhuǎn)爐煉鋼回收煤氣的數(shù)量7、轉(zhuǎn)爐煤氣回收量8、轉(zhuǎn)爐濕法煤氣處理系統(tǒng)9、轉(zhuǎn)爐干法煤氣處理系統(tǒng)10、轉(zhuǎn)爐干法與濕法的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比11、轉(zhuǎn)爐煙氣余熱回收工藝流程簡(jiǎn)述12、轉(zhuǎn)爐汽化冷卻飽和蒸氣發(fā)電系統(tǒng)13、轉(zhuǎn)爐過(guò)熱蒸汽發(fā)電熱力系統(tǒng)14、轉(zhuǎn)爐煤氣回收及余熱利用系統(tǒng)15、轉(zhuǎn)爐煤氣利用方向主要內(nèi)容1、轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)工藝流程圖381、轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)工藝流程圖1、轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)工藝流程圖392、轉(zhuǎn)爐煉鋼的工藝流程

氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼設(shè)備工藝，如圖4所示。按照配料要求，先把廢鋼等裝入爐內(nèi)，然后倒入鐵水，并加入適量的造渣材料（如生石灰等）。加料后，把氧氣噴槍從爐頂插入爐內(nèi)，吹入氧氣（純度大于99%的高壓氧氣流），使它直接跟高溫的鐵水發(fā)生氧化反應(yīng)，除去雜質(zhì)。在除去大部分硫、磷后，當(dāng)鋼水的成分和溫度都達(dá)到要求時(shí)，即停止吹煉，提升噴槍，準(zhǔn)備出鋼。出鋼時(shí)使?fàn)t體傾斜，鋼水從出鋼口注入鋼水包里，同時(shí)加入脫氧劑進(jìn)行脫氧和調(diào)節(jié)成分。鋼水合格后，可以澆成鋼的鑄件或鋼錠，鋼錠可以再軋制成各種鋼材。2、轉(zhuǎn)爐煉鋼的工藝流程403、轉(zhuǎn)爐煉鋼的煉鋼原料

金屬料：鐵水、廢鋼、鐵合金；非金屬料：造渣料（如生石灰等）、熔劑、冷卻劑；氣體：氧氣、氮?dú)?、氬氣、二氧化碳等?、轉(zhuǎn)爐煉鋼的煉鋼原料

金屬料：鐵水、廢鋼、鐵合金；414、轉(zhuǎn)爐裙式活動(dòng)單煙罩示意圖4、轉(zhuǎn)爐裙式活動(dòng)單煙罩示意圖425、轉(zhuǎn)爐煙氣汽化冷卻回收蒸汽量鋼廠轉(zhuǎn)爐煙氣余熱從20世紀(jì)70年代開(kāi)始才由水冷煙罩、煙道改為汽化冷卻方式回收利用蒸汽，但大多數(shù)以≤12kg/cm2的低壓飽和蒸汽方式回收，并入企業(yè)的動(dòng)力管網(wǎng)利用。少數(shù)鋼廠采用25-45kg/cm2的中壓回收蒸汽，卻要通過(guò)減壓才能并入公司蒸汽管網(wǎng)回收利用，浪費(fèi)了大量能源?；厥盏霓D(zhuǎn)爐蒸汽直接用來(lái)發(fā)電，我國(guó)轉(zhuǎn)爐冶煉蒸汽回收量還較低，一般＜80kg/t鋼，最大94.4kg/t鋼與日本普遍＞100kg/t鋼的水平還有較大差距。5、轉(zhuǎn)爐煙氣汽化冷卻回收蒸汽量鋼廠轉(zhuǎn)爐煙氣436、轉(zhuǎn)爐煉鋼回收煤氣的數(shù)量

轉(zhuǎn)爐回收的能量主要包括：轉(zhuǎn)爐煤氣和蒸汽回收。轉(zhuǎn)爐煤氣回收量主要受到生產(chǎn)操作水平、供氧強(qiáng)度、原料條件、裝備水平等因素的影響。轉(zhuǎn)爐負(fù)能煉鋼技術(shù)清潔生產(chǎn)指標(biāo)：煤氣平均回收量達(dá)到90m3/噸鋼；回收煤氣的熱值應(yīng)大于7MJ/m3（CO含量應(yīng)大于55%）；按熱值2000kcal/m3折算成的標(biāo)準(zhǔn)煤氣量（Nm3）來(lái)統(tǒng)計(jì)，水平高的可達(dá)110Nm3/t鋼，水平差的則＜60Nm3/t鋼。大多數(shù)鋼廠＜100Nm3/t鋼，最好為107.9Nm3/t，與日本鋼廠普遍＞110Nm3/t鋼的水平還有很大的差距。6、轉(zhuǎn)爐煉鋼回收煤氣的數(shù)量轉(zhuǎn)爐回收的能量主要包括447、轉(zhuǎn)爐煤氣回收量式中：QlDC—轉(zhuǎn)爐煤氣回收量；Tb—鐵水比；Tc—鐵水含碳量；Gc—碳質(zhì)發(fā)熱劑量；wc—鋼水含碳量。7、轉(zhuǎn)爐煤氣回收量458、轉(zhuǎn)爐濕法(OG)煤氣處理系統(tǒng)

OG(OxygenGasRecoverySystem)8、轉(zhuǎn)爐濕法(OG)煤氣處理系統(tǒng)

OG(OxygenGas46轉(zhuǎn)爐濕法(OG)煤氣處理系統(tǒng)轉(zhuǎn)爐濕法(OG)煤氣處理系統(tǒng)479、轉(zhuǎn)爐干法(LT)煤氣處理系統(tǒng)9、轉(zhuǎn)爐干法(LT)煤氣處理系統(tǒng)48轉(zhuǎn)爐干法煤氣處理系統(tǒng)轉(zhuǎn)爐干法煤氣處理系統(tǒng)4910、轉(zhuǎn)爐干法與濕法的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比10、轉(zhuǎn)爐干法與濕法的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比5011、轉(zhuǎn)爐煙氣余熱回收工藝流程簡(jiǎn)述轉(zhuǎn)爐設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)爐煤氣回收系統(tǒng)和轉(zhuǎn)爐煙氣余熱回收系統(tǒng)。轉(zhuǎn)爐煙氣余熱回收系統(tǒng)采用煙道式余熱鍋爐回收煙氣余熱。煙道式余熱鍋爐設(shè)置于轉(zhuǎn)爐爐頂,汽包、蒸汽蓄熱器設(shè)置于距地面50m的位置。煙道式余熱鍋爐的汽化冷卻裝置將煙氣中的熱量回收后,汽化冷卻管道中的水變?yōu)槠旌衔?汽水混合物由自然循環(huán)或循環(huán)泵強(qiáng)制循環(huán)進(jìn)入汽包,由汽包將汽水混合物分離。分離出的飽和蒸汽經(jīng)管道送至蓄熱器,薄膜調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)壓力后,由管道送至汽輪機(jī)。11、轉(zhuǎn)爐煙氣余熱回收工藝流程簡(jiǎn)述轉(zhuǎn)爐設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)爐煤氣回收系統(tǒng)5112、轉(zhuǎn)爐汽化冷卻飽和蒸氣發(fā)電系統(tǒng)12、轉(zhuǎn)爐汽化冷卻飽和蒸氣發(fā)電系統(tǒng)5213、轉(zhuǎn)爐過(guò)熱蒸汽發(fā)電熱力系統(tǒng)

13、轉(zhuǎn)爐過(guò)熱蒸汽發(fā)電熱力系統(tǒng)5314、轉(zhuǎn)爐煤氣回收及余熱利用系統(tǒng)14、轉(zhuǎn)爐煤氣回收及余熱利用系統(tǒng)5415、轉(zhuǎn)爐煤氣利用方向轉(zhuǎn)爐煤氣的熱值在6688—7106KJ／m3。寶鋼代表了國(guó)內(nèi)的最高水平，其轉(zhuǎn)爐煤氣熱值達(dá)到了約8360kJ／m3。(1)替代焦?fàn)t煤氣或天然氣用于煉鋼烘烤。轉(zhuǎn)爐煤氣可用于鋼包烘烤；與焦?fàn)t煤氣混合可用于中間包烘烤。(2)用于活性石灰生產(chǎn)。轉(zhuǎn)爐煤氣可以替代傳統(tǒng)的焦炭和煤粉用于石灰生產(chǎn)，該技術(shù)已經(jīng)十分成熟。和焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣比較，轉(zhuǎn)爐煤氣熱值適中非常適合氣燒石灰窯的生產(chǎn)需要；并且轉(zhuǎn)爐煤氣中基本不含S，是生產(chǎn)煉鋼用低硫石灰的優(yōu)質(zhì)燃料。⑶轉(zhuǎn)爐煤氣可用于鋼包烘烤；與焦?fàn)t煤氣混合可用于中間包烘烤。(4)轉(zhuǎn)爐煤氣含CO較高，是一種優(yōu)質(zhì)的化工原料。15、轉(zhuǎn)爐煤氣利用方向轉(zhuǎn)爐煤氣的熱值在6688—755電爐飽和蒸汽發(fā)電熱力系統(tǒng)

電爐飽和蒸汽發(fā)電熱力系統(tǒng)56電爐過(guò)熱蒸汽發(fā)電熱力系統(tǒng)

電爐過(guò)熱蒸汽發(fā)電熱力系統(tǒng)57加熱爐單壓余熱發(fā)電熱力系統(tǒng)加熱爐單壓余熱發(fā)電熱力系統(tǒng)58

謝謝！干熄焦培訓(xùn)課件59

鋼鐵企業(yè)余能回收（燒結(jié)、干熄焦、轉(zhuǎn)爐）大唐時(shí)代節(jié)能科技有限公司2012年12月

鋼鐵企業(yè)余能回收（燒結(jié)、干熄焦、轉(zhuǎn)爐）60鋼鐵生產(chǎn)流程示意圖鋼鐵生產(chǎn)流程示意圖61鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中的二次能源鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生大量的二次能源，體現(xiàn)在產(chǎn)品的余熱（紅焦炭、赤熱的爐渣，燒結(jié)礦和球團(tuán)礦的顯熱、液態(tài)的鐵水和鋼水的顯熱，以及鑄坯的熱量等），外排廢氣的顯熱（包括燒結(jié)、球團(tuán)、熱風(fēng)爐、加熱爐、焦?fàn)t等）、高爐爐頂煤氣的壓力能，以及冶煉設(shè)備冷卻水所帶走的熱量，以及爐體散熱等形式?？傮w來(lái)講，鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，所用的能量約有70%左右是要轉(zhuǎn)換為各種形式的二次能源。這里有占34%的副產(chǎn)煤氣，爐渣顯熱約占9%等。國(guó)內(nèi)外鋼鐵工業(yè)公認(rèn)，現(xiàn)可以回收利用的二次能源量（不包括副產(chǎn)煤氣）約占鋼鐵企業(yè)總用能的15%左右。新日鐵已將這15%中的92%加以回收利用，寶鋼為77%，大多數(shù)我國(guó)鋼鐵企業(yè)是在50%以下。這就是我國(guó)鋼鐵企業(yè)還有節(jié)能潛力所在。鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中的二次能源鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生大量的二次能源62高爐、燒結(jié)機(jī)、焦?fàn)t、轉(zhuǎn)爐數(shù)量多，節(jié)能潛力大

2010-09-21，目前我國(guó)有高爐1370多座，大于1000m3以上容積的高爐有227座，比上年增加36座。沙鋼5800m3高爐于2009年投產(chǎn)，首鋼京唐鋼鐵公司曹妃甸2號(hào)5500m3高爐和首鋼遷鋼4000m3高爐均于2010年投產(chǎn)；使我國(guó)成為已擁有近20座4000m3以上容積高爐的國(guó)家(據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),世界有51座4000m3以上容積的高爐)。我國(guó)擁有500多臺(tái)燒結(jié)機(jī)，其中大于180m2的有105臺(tái)，大于130m2的有150多臺(tái)，大于400m2的有20多臺(tái)。中國(guó)現(xiàn)有大小焦化廠140余家，400余座焦?fàn)t，其中大、中型以上焦?fàn)t120余座。我國(guó)目前氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐有400多座，其中100t以上的轉(zhuǎn)爐有約150座，最大公稱噸位為300t。高爐、燒結(jié)機(jī)、焦?fàn)t、轉(zhuǎn)爐數(shù)量多，節(jié)能潛力大2010-09-63一、燒結(jié)礦生產(chǎn)余熱回收

燒結(jié)礦主要化學(xué)成分（%）：

TFE（57.0）FeO（8.0）CaO（9.18）SiO2（5.1）MgO（2.0）S（0.018）P（0.051）CaO/SiO2（1.8）

含鐵原料、熔劑（白云石和生石灰）、燃料(碎焦或無(wú)煙煤)、鋼渣鐵灰。

1、燒結(jié)工藝流程圖2、燒結(jié)余熱回收原理3、燒結(jié)余熱利用技術(shù)

4、燒結(jié)余熱回收關(guān)鍵技術(shù)5、燒結(jié)廠的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)6、燃料理論燃燒溫度和焓7、燒結(jié)機(jī)余熱回收功率估算8、燒結(jié)抽風(fēng)機(jī)軸功率9、汽輪機(jī)功率計(jì)算一、燒結(jié)礦生產(chǎn)余熱回收

燒結(jié)礦主要化學(xué)成分（%）：

TFE641、燒結(jié)工藝流程圖

（圓筒造球機(jī)、振動(dòng)篩)1、燒結(jié)工藝流程圖

（圓筒造球機(jī)、振動(dòng)篩)652、燒結(jié)余熱回收原理（1）原理。燒結(jié)機(jī)尾卸落的燒結(jié)餅溫度高達(dá)600℃-800℃，高溫?zé)Y(jié)礦冷卻的過(guò)程中，熱燒結(jié)礦和冷空氣間進(jìn)行熱交換，熱空氣中的大量熱能就能被我們用來(lái)發(fā)電。吸收燒結(jié)礦潛熱后溫度升高的熱空氣從環(huán)冷機(jī)風(fēng)道排出后，進(jìn)入燒結(jié)余熱鍋爐進(jìn)行換熱，鍋爐產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，從燒結(jié)余熱鍋爐冷卻后的熱空氣進(jìn)入循環(huán)風(fēng)機(jī)重新鼓入環(huán)冷機(jī)。⑵余熱利用方式。

名稱高溫段中溫段低溫段

溫度/℃450-300300-200200-150

回收方式熱交換直接利用直接利用

用途余熱發(fā)電熱風(fēng)燒結(jié)，熱風(fēng)點(diǎn)火料礦預(yù)熱，原料2、燒結(jié)余熱回收原理（1）原理。燒結(jié)機(jī)尾卸落的燒結(jié)餅溫度高66燒結(jié)余熱利用燒結(jié)余熱利用673、燒結(jié)余熱利用技術(shù)

⑴利用鼓風(fēng)環(huán)冷機(jī)的廢氣余熱回收方案。⑵二道冷卻（加熱）方式余熱回收技術(shù)。⑶廢氣循環(huán)加熱方式余熱回收技術(shù)。

⑷

利用低沸點(diǎn)有機(jī)工質(zhì)循環(huán)的余熱發(fā)電裝置（簡(jiǎn)稱ORCS）。⑸燒結(jié)低溫余熱熱水驅(qū)動(dòng)透平發(fā)電。3、燒結(jié)余熱利用技術(shù)

⑴利用鼓風(fēng)環(huán)冷機(jī)的廢氣余熱回68（1）利用鼓風(fēng)環(huán)冷機(jī)的廢氣余熱回收方案

1979年在日本入幡廠建成世界上第一臺(tái)燒結(jié)礦低溫余熱透平,發(fā)電能力5700千瓦。該裝置是利用鼓風(fēng)環(huán)冷機(jī)的300--400度的廢氣(35萬(wàn)標(biāo)立米/時(shí))獲得250度的飽和蒸汽(約140噸/時(shí))驅(qū)動(dòng)透平發(fā)電。排出的蒸汽經(jīng)汽水分離后,蒸汽(壓力0.596MPA,25.6噸/時(shí))進(jìn)入閃蒸透平的第一級(jí),經(jīng)逐段閃蒸(降壓蒸發(fā))后,順序進(jìn)入透平的后三段,透平共有6級(jí)。酒泉鋼鐵集團(tuán)燒結(jié)低溫環(huán)形冷卻機(jī)余熱利用發(fā)電工程，1號(hào)汽輪機(jī)：進(jìn)汽2.3MPa,320℃;2號(hào)汽輪機(jī)：進(jìn)汽0.8MPa,225℃。（1）利用鼓風(fēng)環(huán)冷機(jī)的廢氣余熱回收方案69興寶鋼鐵公司余熱利用工藝流程圖興寶鋼鐵公司余熱利用工藝流程圖70干熄焦培訓(xùn)課件71（2）二道冷卻（加熱）方式余熱回收技術(shù)

為了提高排氣溫度,將冷卻機(jī)罩分段,使低溫段的冷卻空氣空氣通過(guò)高溫段以后再排出,日本人把這種方式稱作二道冷卻方式。二道方式雖比一道方式的設(shè)備復(fù)雜一些,但對(duì)于同同樣的傳熱容積,其氣體流速為一道方式的二倍,回收的熱量比一道方式增加40--50%。

（2）二道冷卻（加熱）方式余熱回收技術(shù)為了提高排72(3)廢氣循環(huán)加熱方式余熱回收技術(shù)

日本住友鹿島3號(hào)燒結(jié)機(jī)的廢熱回收系統(tǒng),將余熱鍋爐排出的140—170度的熱廢氣,鼓入帶式冷卻機(jī)的前段,加熱至388度,再返回余熱鍋爐,廢氣量為500000立米/時(shí),可產(chǎn)生蒸汽量59噸/時(shí),蒸汽壓力0.9MPA,蒸汽用于發(fā)電。(3)廢氣循環(huán)加熱方式余熱回收技術(shù)

日73(4)利用低沸點(diǎn)有機(jī)工質(zhì)循環(huán)的余熱發(fā)電裝置（簡(jiǎn)稱ORCS）

日本新日鐵君津廠1981年在3號(hào)燒結(jié)機(jī)的環(huán)形冷卻機(jī)上,建成一套利用低沸點(diǎn)有機(jī)工質(zhì)F--85循環(huán)的余熱發(fā)電裝置,簡(jiǎn)稱ORCS,功率為12500千瓦,設(shè)備費(fèi)25億日元,三年收回投資。

燒結(jié)礦冷卻機(jī)廢氣(69萬(wàn)標(biāo)立米/時(shí),345℃)送入鍋爐,廢氣余熱使低沸點(diǎn)介質(zhì)變?yōu)檎羝?帶動(dòng)蒸汽透平發(fā)電。

使用后的低沸點(diǎn)介質(zhì)在冷凝器內(nèi)冷凝后返回鍋爐循環(huán)使用。由于這種媒體的沸點(diǎn)比水低,蒸發(fā)潛熱小,加之其比容僅為水的五分之一,所以發(fā)電效率高,在同一條件下,其發(fā)電效率比蒸汽高10--15%,且不自燃,無(wú)毒,無(wú)腐蝕性,是理想的工質(zhì),缺點(diǎn)是價(jià)格較高。(4)利用低沸點(diǎn)有機(jī)工質(zhì)循環(huán)的余熱發(fā)電裝置（簡(jiǎn)稱ORCS）74（5)燒結(jié)低溫余熱的熱水驅(qū)動(dòng)透平發(fā)電熱水透平的效率雖然比蒸汽透平低，但是熱水的回收率高，回此這種熱水發(fā)電方式對(duì)大量的中低溫余熱源來(lái)說(shuō)，還是很有前途的。另外，該系統(tǒng)是用水作工質(zhì)，其成本比有機(jī)工質(zhì)便宜得多，為了進(jìn)一步提高效率，可采用蒸汽－－熱水混合噴射透平，也可考慮與熱水供應(yīng)系統(tǒng)結(jié)合，組成復(fù)合系統(tǒng)。日本于1979年在入幡廠建成世界上第一臺(tái)燒結(jié)礦低溫余熱熱水發(fā)電透平,發(fā)電能力5700千瓦。該裝置是利用鼓風(fēng)環(huán)冷機(jī)的300--400度的廢氣(35萬(wàn)標(biāo)立米/時(shí))獲得250度的飽和水蒸汽(約140噸/時(shí)),用它驅(qū)動(dòng)透平發(fā)電。排出的蒸汽經(jīng)汽水分離后,蒸汽(壓力0.596MPA,25.6噸/時(shí))進(jìn)入閃蒸透平的第一級(jí),熱水經(jīng)逐段閃蒸(降壓蒸發(fā))后,順序進(jìn)入透平的后三段,透平共有6級(jí)。廣東省豐順利縣1982年投產(chǎn)運(yùn)行熱水電站，利用95℃地溫?zé)崴?jīng)過(guò)閃蒸氣產(chǎn)生蒸汽帶動(dòng)汽輪機(jī)機(jī)組發(fā)電，設(shè)計(jì)裝機(jī)容量300kW,直到2006年穩(wěn)定運(yùn)行了20多年，目前情況不清楚。汽輪機(jī)由中科院廣州能源所設(shè)計(jì)，廣州汽輪機(jī)廠制造。（5)燒結(jié)低溫余熱的熱水驅(qū)動(dòng)透平發(fā)電熱水透平的效率雖然比蒸汽75熱水發(fā)電系統(tǒng)流程圖熱水發(fā)電系統(tǒng)流程圖764、燒結(jié)余熱回收關(guān)鍵技術(shù)

目前，我國(guó)生產(chǎn)和在建的燒結(jié)余熱回收裝置約有80套，占燒結(jié)機(jī)總數(shù)（重點(diǎn)企業(yè)）的15%。大多數(shù)企業(yè)的燒結(jié)余熱回收裝置沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)水平，燒結(jié)余熱資源具有品質(zhì)較低、波動(dòng)大等特點(diǎn)，回收的關(guān)鍵技術(shù)：（1）燒結(jié)機(jī)煙氣余熱收集與煙氣處理；（2）燒結(jié)余熱源參數(shù)預(yù)測(cè)；（3）燒結(jié)余熱回收工藝與廢氣溫度調(diào)節(jié)；（4）廢氣循環(huán)對(duì)燒結(jié)礦質(zhì)量影響與燒結(jié)冷卻制度優(yōu)化；（5）冷卻機(jī)余熱回收鍋爐、回收系統(tǒng)選型與優(yōu)化等；（6）開(kāi)發(fā)余熱發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行調(diào)控技術(shù)。燒結(jié)余熱回收應(yīng)以冷卻機(jī)廢氣余熱回收為主,并重點(diǎn)保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行、提高回收效率,其中,熱源參數(shù)預(yù)測(cè)技術(shù)是基礎(chǔ),熱風(fēng)循環(huán)技術(shù)是有效手段,余熱鍋爐和發(fā)電系統(tǒng)熱力參數(shù)優(yōu)化、參數(shù)匹配和動(dòng)態(tài)特性優(yōu)化是核心。4、燒結(jié)余熱回收關(guān)鍵技術(shù)目前，我國(guó)生產(chǎn)和在建775、燒結(jié)廠的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

1、臺(tái)時(shí)利用系數(shù)：1m2抽風(fēng)面積在1h內(nèi)的產(chǎn)量，它一般為1.5-2.0t/m2.h；

2、作業(yè)率：年實(shí)際作業(yè)時(shí)間與日歷時(shí)間的比值，作業(yè)率反映了燒結(jié)機(jī)連續(xù)作業(yè)水平；3、質(zhì)量合格率：理化性能符合要求的燒結(jié)礦量與總產(chǎn)量之比稱為燒結(jié)礦合格率。檢測(cè)燒結(jié)礦理化性能的項(xiàng)目主要有全鐵（TFe）、亞鐵（FeO）、堿度、含硫量、轉(zhuǎn)鼓指數(shù)（大于5mm）和粉末等。5、燒結(jié)廠的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1、臺(tái)時(shí)利用系數(shù)：1m2抽風(fēng)面積786、燃料理論燃燒溫度和焓燃料理論燃燒溫度燃料理論焓6、燃料理論燃燒溫度和焓燃料理論燃燒溫度797、燒結(jié)機(jī)余熱回收功率估算1、知道燒結(jié)機(jī)面積，計(jì)算年產(chǎn)量：年產(chǎn)量（t）=燒結(jié)機(jī)面積（m2）×利用系數(shù)×燒結(jié)機(jī)年作業(yè)小時(shí)數(shù)例如：國(guó)內(nèi)現(xiàn)有燒結(jié)廠小球燒結(jié)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，大型燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)為～1.60t/(m2?h)，本燒結(jié)機(jī)作業(yè)率為90.4%（即330d/a），則燒結(jié)機(jī)面積為：

S=1.0×228x104/(1.6×24×330)

=180m2

選取燒結(jié)機(jī)面積為2臺(tái)90m2，年產(chǎn)量：

Q=2×90×24×330×1.6

=228.1萬(wàn)t

2、國(guó)外先進(jìn)企業(yè)每噸燒結(jié)礦可回收余熱蒸汽80～100kg。7、燒結(jié)機(jī)余熱回收功率估算1、知道燒結(jié)機(jī)面積，計(jì)算年808、燒結(jié)抽風(fēng)機(jī)軸功率8、燒結(jié)抽風(fēng)機(jī)軸功率819、汽輪機(jī)功率計(jì)算

通過(guò)水蒸氣的h-s圖查取。

狀態(tài)1：根據(jù)t1，p1，查得h1，s1；

狀態(tài)2：根據(jù)p2及s2=s1，查得h2、t2及x2；

汽輪機(jī)輸出功：w=h1-h2(kJ/kg)。

循環(huán)效率：ηt=（h1-h2)／(h1-120)。

其中：h—焓；s—熵；t1—汽輪機(jī)進(jìn)口溫度；p1—汽輪機(jī)進(jìn)口壓力；p2—汽輪機(jī)出口壓力；t2

—汽輪機(jī)出口溫度；X

—蒸汽干度。9、汽輪機(jī)功率計(jì)算通過(guò)水蒸氣的h-s圖查取。82二、干熄焦余熱發(fā)電焦炭是高溫干餾的固體產(chǎn)物，主要成分是碳，是具有裂紋和不規(guī)則的孔孢結(jié)構(gòu)體（或孔孢多孔體）。干法熄焦是目前國(guó)外較廣泛應(yīng)用的一項(xiàng)節(jié)能技術(shù)，其英文名稱為CokeDryQuenching,簡(jiǎn)稱CDQ。到2010年底，我國(guó)共投產(chǎn)的干熄焦105套,占我國(guó)焦炭產(chǎn)能的27%。105／0.27=389套。

1、煉焦工藝流程及主要設(shè)備簡(jiǎn)圖2、焦碳生產(chǎn)的工藝流程9、每1t干熄焦焦碳產(chǎn)中高壓蒸汽量3、干熄焦余熱利用原理10、干熄焦的氣料比

4、干熄焦的技術(shù)特點(diǎn)11、循環(huán)風(fēng)機(jī)風(fēng)量計(jì)算附件5、干熄焦流程圖12、干熄焦的社會(huì)效益6、干熄焦發(fā)電工藝流程7、余熱蒸汽發(fā)電工藝流程圖8、干熄焦的關(guān)鍵技術(shù)二、干熄焦余熱發(fā)電焦炭是高溫干餾的固體產(chǎn)物，主要成分831、煉焦工藝流程及主要設(shè)備簡(jiǎn)圖1、煉焦工藝流程及主要設(shè)備簡(jiǎn)圖842、焦碳生產(chǎn)的工藝流程

煉焦煤：按照煤炭用途進(jìn)行劃分，作為生產(chǎn)原料，用來(lái)生產(chǎn)焦炭，進(jìn)而用于鋼鐵行業(yè)的煤炭種類。

現(xiàn)代焦碳生產(chǎn)過(guò)程分為洗煤、配煤，煉焦和產(chǎn)品處理等工序，工藝流程如下：原煤場(chǎng)→洗煤→貯煤場(chǎng)→配煤→干燥→粉碎→貯煤塔→焦?fàn)t→初冷器→飽和器→終冷器→洗苯塔→焦?fàn)t煤氣焦?fàn)t→熄焦→篩分→焦碳燒結(jié)廠煉焦煤主要包括：貧瘦煤、瘦煤、焦煤、1/3焦煤、肥煤、氣煤、氣肥煤七種。2、焦碳生產(chǎn)的工藝流程853、干熄焦余熱利用原理干法熄焦是將紅熱的焦碳放入熄焦?fàn)t內(nèi)，用惰性氣體循環(huán)回收焦炭的物理熱，時(shí)間為2-4小時(shí)。在干熄焦過(guò)程中，紅焦從干熄爐的頂部裝入，低溫惰性氣體由循環(huán)風(fēng)機(jī)鼓入干熄爐冷卻段紅焦層內(nèi)，冷卻后的焦炭從干熄爐底部排除；吸收紅焦?jié)摕岷鬁囟壬叩亩栊詺怏w從干熄爐環(huán)形煙道排出后，進(jìn)入干熄焦余熱鍋爐進(jìn)行換熱，鍋爐產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入汽論機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，從干熄焦余熱鍋爐冷卻后的惰性氣體進(jìn)入循環(huán)風(fēng)機(jī)重新鼓入干熄爐。3、干熄焦余熱利用原理干法熄焦是將紅熱的焦碳放入熄焦?fàn)t864、干熄焦的技術(shù)特點(diǎn)

利用熄焦產(chǎn)生的大量余熱用來(lái)發(fā)電，實(shí)行熱電聯(lián)產(chǎn)是比較好的熱能利用方式。它可以降低企業(yè)電耗，發(fā)電后的蒸汽還可以用到其它生產(chǎn)工序中。降低企業(yè)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。采用干熄焦可回收80%的紅焦顯熱，平均每熄1噸焦炭可回收3.9MPa、450℃的蒸汽0.45噸-0.6噸。對(duì)規(guī)模為年產(chǎn)100萬(wàn)噸焦炭的焦化廠而言，采用干熄焦每年可以減少8-10萬(wàn)噸動(dòng)力煤燃燒向大氣排放的各種污染物。國(guó)際上公認(rèn)，大型高爐采用干熄焦焦炭可使其焦比降低2%，使高爐生產(chǎn)能力提高1%。在保持原焦炭質(zhì)量不變的條件下，采用干熄焦可以降低強(qiáng)粘結(jié)性的焦、肥煤配入量10-20%，有利于保護(hù)資源和降低焦炭成本。

4、干熄焦的技術(shù)特點(diǎn)

利用熄焦產(chǎn)生的大量余熱用來(lái)發(fā)電，實(shí)行熱875、干熄焦流程圖5、干熄焦流程圖88

6、干熄焦發(fā)電工藝流程

加入紅焦熄焦?fàn)t除塵器余熱鍋爐循環(huán)風(fēng)機(jī)汽輪機(jī)給水泵排出冷焦6、干熄焦發(fā)電工藝流程加897、余熱蒸汽發(fā)電工藝流程圖7、余熱蒸汽發(fā)電工藝流程圖908、干熄焦的關(guān)鍵技術(shù)工藝參數(shù)的優(yōu)化。干熄焦工藝流程緊密，技術(shù)參數(shù)相互制約性強(qiáng)。以焦炭的燒損為例，我國(guó)與國(guó)際先進(jìn)水平仍存在一定差距，最好的燒損率一般在2.0%左右，但從我國(guó)已投產(chǎn)的干熄焦裝置實(shí)際運(yùn)行統(tǒng)計(jì)結(jié)果看，噸干熄焦焦炭燒損為0.025噸，產(chǎn)出中高壓蒸汽在0.53噸～0.58噸波動(dòng)，焦炭燒損大，產(chǎn)出蒸汽少，影響干熄焦裝置整體效益的發(fā)揮。安全長(zhǎng)壽運(yùn)行的攻關(guān)。干熄爐內(nèi)可燃?xì)怏w的控制，制約著干熄焦裝置的安全和壽命。采用導(dǎo)入空氣燃燒法稀釋爐內(nèi)一氧化碳?xì)夂蜌錃?，此方法雖然經(jīng)濟(jì)有效，提高了產(chǎn)汽量，但又增加了焦炭的燒損。正在研發(fā)一種導(dǎo)入空氣量與循環(huán)氣體量相對(duì)應(yīng)的智能化控制技術(shù)，來(lái)降低焦炭燒損率。壓力9.8兆帕次高壓干熄焦鍋爐。此技術(shù)被列入國(guó)家鼓勵(lì)推廣節(jié)能技術(shù)中。循環(huán)風(fēng)機(jī)、主要閥門、部分電控部件等關(guān)鍵設(shè)備的質(zhì)量使用壽命短。我國(guó)干熄焦設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化率已達(dá)97%，在我國(guó)干熄焦技術(shù)大型化應(yīng)用的進(jìn)程中，此外還存在著干熄爐環(huán)形煙道損壞嚴(yán)重這一突出問(wèn)題，威脅著干熄爐的壽命，成為干熄焦技術(shù)推廣應(yīng)用的“瓶頸”，其材質(zhì)及設(shè)計(jì)亟須優(yōu)化，要求攻關(guān)，年修時(shí)間由1.5年延長(zhǎng)到2年以上。8、干熄焦的關(guān)鍵技術(shù)919、每1t干熄焦焦碳產(chǎn)中高壓蒸汽量

用干法熄焦替代傳統(tǒng)的濕法熄焦工藝，可回收紅焦約80%的顯熱，平均每熄1噸紅焦可回收4.0兆帕、450℃蒸汽0.50t。武鋼干熄焦：排焦量136.8t/h主蒸汽流量73t/h，主蒸汽溫度430℃，平均0.534t蒸汽∕t焦。（寶鋼為0.568t蒸汽∕t熄焦，日本為0.6～0.7t蒸汽∕t焦）。我國(guó)已投產(chǎn)的干熄焦裝置實(shí)際運(yùn)行統(tǒng)計(jì)結(jié)果看，t干熄焦焦炭燒損為0.025t，產(chǎn)出中高壓蒸汽在0.53～0.58t蒸汽。干熄焦裝置額定處理能力140t/h，采用帶橫移的旋轉(zhuǎn)焦罐及高溫高壓自然循環(huán)余熱鍋爐，產(chǎn)生蒸汽最大80.5t/h，實(shí)際71.87t/h，主蒸汽調(diào)節(jié)閥后壓力9.5MPa，溫度540℃。配置1套25MW抽凝式汽輪發(fā)電機(jī)組用來(lái)發(fā)電和供熱。

9、每1t干熄焦焦碳產(chǎn)中高壓蒸汽量用干法熄焦替代傳9210、干熄焦的氣料比

武鋼干熄焦：排焦量136.8t/h，循環(huán)風(fēng)量16.2萬(wàn)Nm3/h，平均為1184.2Nm3∕t，排焦溫度150℃以下。我國(guó)140t/h以上大型干熄焦裝置的主要性能指標(biāo)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，如干熄爐冷卻室高徑比達(dá)到0.9，氣料比達(dá)到1200Nm3/t焦，干熄率達(dá)93%，排焦溫度＜200℃。干熄爐冷卻室容積480m3（直徑8.9m×高7.68m）。10、干熄焦的氣料比武鋼干熄焦：排焦量136.89311、循環(huán)風(fēng)機(jī)風(fēng)量計(jì)算

VL=｛Q÷〔(t2-t1）×C3〕｝÷ρ式中：

VL—干熄焦理論循環(huán)風(fēng)量，m3／h；

Q—循環(huán)氣體吸收的熱量，KJ／h；t1—進(jìn)干熄爐循環(huán)氣體的溫度，℃；t2—出干熄爐循環(huán)氣體的溫度，℃；C3—循環(huán)氣體的平均比熱，kJ/kg·℃；

ρ—循環(huán)氣體的密度，kg/m3。VF=qVL式中：VF—循環(huán)風(fēng)機(jī)風(fēng)量，m3／h；q

—風(fēng)量安全系數(shù)，一般取為1.5。11、循環(huán)風(fēng)機(jī)風(fēng)量計(jì)算VL=｛Q÷〔(t2-t9412、干熄焦的社會(huì)效益

高溫高壓鍋爐的干熄焦裝置，可產(chǎn)生10兆帕、450℃的蒸汽，與背壓發(fā)電相比，可使干熄焦噸焦發(fā)電量提高15%。每噸干熄焦炭可以減排0.1噸～0.18噸二氧化碳。每噸焦炭可省去15~18m3的熄焦水。對(duì)焦炭規(guī)模為100萬(wàn)噸/年焦化廠而言，采用干熄焦技術(shù)，每年可以減少8萬(wàn)噸～10萬(wàn)噸動(dòng)力煤燃燒對(duì)大氣的污染，相當(dāng)于少向大氣排放160噸煙塵和140噸二氧化硫，尤其是每年可以減排12萬(wàn)噸二氧化碳，減少240噸NOx排放量。

12、干熄焦的社會(huì)效益高溫高壓鍋爐的干熄焦95三、轉(zhuǎn)爐煉鋼余熱回收發(fā)電

我國(guó)目前粗鋼產(chǎn)量近10億噸，80%以上由轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)。轉(zhuǎn)爐在吹煉時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的高溫和高濃度的一氧化碳煙氣(1300℃以上)，煙氣中可燃性氣體成分高達(dá)85%,可以作為工業(yè)燃料,但是煙氣中還含有大量高濃度金屬粉塵,因此必須對(duì)高溫?zé)煔膺M(jìn)行冷卻以便除塵及回收煤氣。為降低煙氣溫度、回收高溫?zé)煔庵械挠酂?，轉(zhuǎn)爐配套設(shè)置了煙道式汽化冷卻余熱鍋爐。

干式除塵噸鋼用水量約為0.05ｍ3，是濕式系統(tǒng)的1/5左右；噸鋼耗電量為3.05ｋＷ·ｈ，較濕式系統(tǒng)噸鋼節(jié)電3.72ｋＷ·ｈ。在煙氣冷卻過(guò)程中還可以利用余熱通過(guò)余熱鍋爐回收系統(tǒng)回收煙氣余熱生成的蒸汽。轉(zhuǎn)爐設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)爐煤氣回收系統(tǒng)和轉(zhuǎn)爐煙氣余熱回收系統(tǒng)。轉(zhuǎn)爐煤氣中的CO含量最高可達(dá)75%。轉(zhuǎn)爐煤氣回收占轉(zhuǎn)爐工序能量回收的80%以上。三、轉(zhuǎn)爐煉鋼余熱回收發(fā)電我國(guó)目前粗鋼產(chǎn)量96主要內(nèi)容

1、轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)工藝流程圖

2、轉(zhuǎn)爐煉鋼的工藝流程3、轉(zhuǎn)爐煉鋼的煉鋼原料4、轉(zhuǎn)爐裙式活動(dòng)單煙罩示意圖

5、轉(zhuǎn)爐煙氣汽化冷卻回收蒸汽量6、轉(zhuǎn)爐煉鋼回收煤氣的數(shù)量7、轉(zhuǎn)爐煤氣回收量8、轉(zhuǎn)爐濕法煤氣處理系統(tǒng)9、轉(zhuǎn)爐干法煤氣處理系統(tǒng)10、轉(zhuǎn)爐干法與濕法的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比11、轉(zhuǎn)爐煙氣余熱回收工藝流程簡(jiǎn)述12、轉(zhuǎn)爐汽化冷卻飽和蒸氣發(fā)電系統(tǒng)13、轉(zhuǎn)爐過(guò)熱蒸汽發(fā)電熱力系統(tǒng)14、轉(zhuǎn)爐煤氣回收及余熱利用系統(tǒng)15、轉(zhuǎn)爐煤氣利用方向主要內(nèi)容1、轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)工藝流程圖971、轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)工藝流