李智虎，邵曉騏

(馬鞍山焓谷能源審計有限公司，安徽　馬鞍山　243000)

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化工機械

銅陵市某鋼鐵公司燒結(jié)機改造及生產(chǎn)效果

李智虎，邵曉騏

(馬鞍山焓谷能源審計有限公司，安徽馬鞍山243000)

介紹了銅陵市某鋼鐵公司將原有78 m2和84 m2燒結(jié)機改為一臺252 m2新型燒結(jié)機，改機上抽風(fēng)冷卻為鼓風(fēng)環(huán)冷(280 m2環(huán)冷機)，并對環(huán)冷機增加余熱回收系統(tǒng)。通過改造，燒結(jié)機提高產(chǎn)能，具備了年產(chǎn)130萬噸燒結(jié)礦的生產(chǎn)能力，并配置25 t鍋爐，建設(shè)6 MW余熱電站，從而降低單位產(chǎn)品能耗，取得了顯著的經(jīng)濟效益。

燒結(jié)機；改造；生產(chǎn)效果

銅陵市某鋼鐵公司原有燒結(jié)系統(tǒng)為平面步進式燒結(jié)機系統(tǒng)，包括1# 78 m2燒結(jié)機和2# 84 m2燒結(jié)機，產(chǎn)能為100萬噸，原有燒結(jié)機均采用機上冷卻方式，在燒結(jié)機冷卻段完成燒結(jié)礦的冷卻。冷卻段主要由臺車、風(fēng)箱、滑道及密封裝置、干油潤滑系統(tǒng)、軌道、降塵管、雙層卸灰閥、輸灰皮帶機、冷卻段除塵器、抽風(fēng)機和煙囪等組成。冷卻段和燒結(jié)段布置在同一軌道上，分界點是中間密封裝置。燒結(jié)完成后，冷卻風(fēng)機開始對燒結(jié)餅進行大風(fēng)量、低負壓的抽風(fēng)冷卻，當(dāng)臺車運行到冷卻段末端時結(jié)束。主要生產(chǎn)設(shè)備(設(shè)施)如下：①混配系統(tǒng)：1# 78 m2燒結(jié)機和2# 84 m2燒結(jié)機共用一套混配系統(tǒng)，主要設(shè)備為一次混合機：φ3.2 m×12 m圓筒混合機1臺；二次混合機：φ3.4 m×14 m圓筒混合機1臺。②燒結(jié)冷卻系統(tǒng)：1#燒結(jié)機為1臺78 m2平面步進式燒結(jié)機，采用機上冷卻，冷燒比為1:1。主抽風(fēng)機風(fēng)量為：8000 m3/min，負壓:15.5 kPa，電機功率：2800 kW；冷卻風(fēng)機風(fēng)量為：12000 m3/min，負壓：8.5 kPa，電機功率：2500 kW；燒結(jié)機主抽采用重力除塵配陶瓷SXDφ208×640多管除塵器(組合式)，冷卻采用重力除塵配陶瓷多管SXDφ208 mm×800 mm多管除塵器(組合式)。

2#燒結(jié)機為1臺84 m2平面步進式燒結(jié)機，采用機上冷卻，冷燒比為1:1。主抽風(fēng)機風(fēng)量為：9000 m3/min，負壓:16.5 kPa，電機功率：3200 kW；冷卻風(fēng)機風(fēng)量為：13000 m3/min，負壓:9.5 kPa，電機功率：2800 kW；燒結(jié)機主抽采用163 m2三電場電除塵器，冷卻采用重力除塵配陶瓷多管SXDφ208 mm×800 mm多管除塵器(組合式)。

1　改造方案

1.1燒結(jié)段改造

按照用戶要求，1#燒結(jié)機有效燒結(jié)面積由78 m2擴容為126 m2，燒結(jié)段增加16 m(臺車：長2 m，寬3 m)；2#燒結(jié)機有效燒結(jié)面積由84 m2擴容為126 m2，燒結(jié)段增加14 m。改造后新型燒結(jié)機總面積為252 m2。對應(yīng)燒結(jié)段的增加和冷卻方式的改變，燒結(jié)室主體設(shè)備要進行相應(yīng)改造：燒結(jié)主機中的機尾密封的位置和干油潤滑系統(tǒng)進行適當(dāng)調(diào)整；降塵系統(tǒng)的風(fēng)箱、降塵管、卸灰閥和輸灰皮帶機等應(yīng)的增加數(shù)量或延長，冷卻段降塵管除一部分用于燒結(jié)外，其余部分作為灰箱使用；推車機、遷車機、翻車機和回車機組成的運行系統(tǒng)要提速或加快操作節(jié)奏；鋪底料系統(tǒng)、混合料布料系統(tǒng)和單輥破碎機要核定生產(chǎn)能力，滿足燒結(jié)生產(chǎn)需要；點火爐加大，保證燒結(jié)點火溫度和時間[1]。

為方便新增設(shè)備的安裝與維修，燒結(jié)室向右延長60 m，延長部分為露天棧橋，不設(shè)屋蓋和維護墻等，起重設(shè)備利用燒結(jié)室現(xiàn)有20/5 t電動橋式起重機[3]。

改造后，新型燒結(jié)機有效燒結(jié)面積為252 m2，綜合考慮燒結(jié)機系統(tǒng)的實際情況，取利用系數(shù)1.25 t/m2·h，作業(yè)率按90.4%，工作制為連續(xù)作業(yè)，則燒結(jié)礦產(chǎn)量和質(zhì)量指標(biāo)如下表所示。

表1　改造后燒結(jié)機參數(shù)表Table 1　Parameters of sintering machine after modification

1.2冷卻方式改造

將機上冷卻改為280 m2鼓風(fēng)環(huán)式冷卻。

表2　改造后環(huán)冷機參數(shù)表Table 2　Parameters of annular cooler after modification

續(xù)表2

減速機型號RDC04-17-983.1最大輸出扭矩/(kN·m)173.87減速機速比983.1銷齒傳動速比51.8總速比50925主機旋轉(zhuǎn)方向順時針鼓風(fēng)機數(shù)量/臺4鼓風(fēng)機型號G4-73№20D離心通風(fēng)機,風(fēng)量320000m3/h,出口壓力3870Pa

在單輥破碎機破碎后，1#燒結(jié)機的燒結(jié)礦通過溜槽落入環(huán)冷機的1#給礦口，2#燒結(jié)機的燒結(jié)礦通過溜槽落入環(huán)冷機的2#給礦口，均勻的布到臺車上，在傳動裝置驅(qū)動下，燒結(jié)礦隨臺車順時針旋轉(zhuǎn)，同時鼓風(fēng)機通過風(fēng)箱向臺車底部鼓冷風(fēng)，冷風(fēng)自下而上地穿過熱燒結(jié)礦時完成熱量交換，熱風(fēng)經(jīng)煙囪外排。經(jīng)60～120 min鼓風(fēng)冷卻，燒結(jié)礦溫度從750 ℃左右降到≤150 ℃，從環(huán)冷機的排礦口落到板式給礦機上，然后到成1皮帶機上輸出。板式給礦機的主要作用是實現(xiàn)均勻給料，避免成1皮帶機溢料、灑料現(xiàn)象。

在冷卻過程中產(chǎn)生的散料和灰塵，通過風(fēng)箱和卸灰閥定期排到卸灰小車內(nèi)，卸灰小車可沿環(huán)形軌道運行，將車內(nèi)物料通過灰塵溜槽，卸到成1皮帶機上，隨燒結(jié)礦輸出。

冷卻燒結(jié)礦產(chǎn)生大量的廢氣，溫度在環(huán)冷機的各段不同，從開始布料到冷卻結(jié)束，溫度從450 ℃左右逐漸降低到100 ℃左右，為余熱利用提供了方便[4]。

1.3余熱回收方案

燒結(jié)生產(chǎn)時，環(huán)冷機臺車上入口的燒結(jié)礦溫度達700℃左右，以輻射熱的形式向外散熱，環(huán)冷機上部依次排開的4臺風(fēng)機，使冷卻風(fēng)通過風(fēng)罩強制穿過礦層，經(jīng)過熱礦加熱在第一風(fēng)罩內(nèi)的冷卻風(fēng)約在180～230 ℃之間，在第二風(fēng)罩內(nèi)的冷卻風(fēng)溫度加熱到150 ℃左右，這兩個風(fēng)罩內(nèi)的冷卻風(fēng)都可利用。

按照環(huán)冷機冷卻煙氣(熱風(fēng))中的熱量60%保守估計，則每小時回收的熱量為77283.42 MJ，按照熱值估算每小時可產(chǎn)生蒸汽總量為28.8 t；依據(jù)測算，小時蒸汽產(chǎn)量在28.8噸左右，建議配置一25 t左右鍋爐，余熱電站規(guī)模在6 MW左右[2]。

圖1　本項目余熱回收改造流程圖Fig.1　Waste heat recovery process flow chart

主要流程：燒結(jié)礦環(huán)冷機上是通過鼓風(fēng)進行冷卻，由底部鼓入的冷風(fēng)在穿過熱燒結(jié)礦層時被加熱，成為高溫廢氣。將這些高溫的廢氣通過引風(fēng)機引入鍋爐，加熱鍋爐內(nèi)的水產(chǎn)生蒸汽，蒸汽推動汽輪機轉(zhuǎn)動帶動發(fā)電機發(fā)電。

考慮到本項目的規(guī)模，部分冷凝水在余熱鍋爐內(nèi)加熱產(chǎn)生高溫水后可直接經(jīng)過降壓產(chǎn)生蒸汽直接進入汽輪機帶動發(fā)電機發(fā)電。

2　效果對比

項目實施前年產(chǎn)燒結(jié)礦1153631.52 t，實施后產(chǎn)量預(yù)計達

到130萬t；新增焦粉用量3351 t，新增用電-3102.53萬kWh(即節(jié)約電能3102.53萬 kWh)，新增高爐煤氣消耗90萬m3(即節(jié)約高爐煤氣消耗110萬m3)，新增用水1.68萬m3，回收蒸汽97500 t；項目總新增能源為-9215.45 t標(biāo)煤(當(dāng)量值)，等價值為-15640.8 t標(biāo)煤(等價值)[5]。

表3　年對比項目能源消耗種類、年總消耗量Table 3　Comparison of types of energy consumption and total annual consumption

經(jīng)濟性分析：

表4　年節(jié)約成本核算表Table 4　Annual cost accounting

本項目年可節(jié)約2143.56萬元，項目總投資為10426萬元。

表5　經(jīng)濟性分析表Table 5　Economic analysis

經(jīng)核算，本項目6年可回收成本。

3　結(jié)　論

銅陵市某鋼鐵公司燒結(jié)機改造取得了成功，從實際生產(chǎn)過程中得出以下結(jié)論：

(1)燒結(jié)冷卻系統(tǒng)改造：將企業(yè)原有的1#和2#燒結(jié)機改造為一臺252 m2新型燒結(jié)機后，充分利用了企業(yè)現(xiàn)有的土地及設(shè)備資源，提高了企業(yè)生產(chǎn)效率。

(2)將機上冷卻改為280 m2鼓風(fēng)環(huán)式冷卻后；冷卻后廢氣溫度為300～400 ℃，可以對廢氣余熱進行回收。

(3)除塵設(shè)施改造：將老煉鋼1#除塵器代替新增280 m2環(huán)冷機區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有的三臺除塵器，減少了耗能設(shè)備，節(jié)約了能耗。

(4)電氣改造：高壓部分改造前用電負荷為5300 kW，改造后為2600 kW，實際負荷減少2700 kW。

(5)利用PLC控制系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器控制，提高了控制穩(wěn)定性，降低了控制自身能耗。

[1]Guo Z C，F(xiàn)u Z X．Current Situation of Energy Consumption and Measures Taken for Energy Saving in the Iron and Steel Industry in China[J]．Energy,2010,35(11):4356-4360.

[2]胡長慶,張玉柱,張春霞．燒結(jié)過程物質(zhì)流和能量流分析[J]．燒結(jié)球團,2007,32(1):16-21．

[3]胡志遠,樓國鋒,溫治,等．燒結(jié)熱過程質(zhì)量和能量平衡的診斷及分析[J]．冶金自動化，2008,32(5):20-24．

[4]潘鶴．燒結(jié)環(huán)冷機系統(tǒng)測試技術(shù)及優(yōu)化研究[D]．鞍山:遼寧科技大學(xué),2007．

[5]張玉柱,胡長慶．煉鐵節(jié)能與工藝計算[M]．北京:冶金工業(yè)出版社,2005．

Modification and Production Effect of Sintering Machine of A Steel Corp in Tongling

LIZhi-hu,SHAOXiao-qi

(Maanshan Hangu Energy Audit Co., Ltd., Anhui Maanshan 243000, China)

A 252 m2new type sintering machine changed by 78 m2and 84 m2sintering machine in a steel company in Tongling city, with downdraught cooling blast ring cold (280 m2annular cooler) and increased heat recovery system in the annular cooler, was introduced. Through the transformation, sintering machine increased productivity, with an annual production capacity of 130 million tons of sinter, and the configuration of 25 t boiler, construction of 6 MW waste heat power station, thereby reduced energy consumption per unit of product, had achieved remarkable economic benefits.

sintering machine；reconstruction；manufacturing

李智虎(1987-)，男，碩士研究生，主要研究方向為系統(tǒng)節(jié)能，余熱回收，余熱制冷。

TF046

B

1001-9677(2016)015-0152-03