何 飛

（山東省冶金設計院股份有限公司，江蘇 蘇州 215600）

我國目前的燒結(jié)機在回收大煙道余熱時，所采用的回收余熱的鍋爐主要為內(nèi)置式，然而由于燒結(jié)系統(tǒng)無法實現(xiàn)對內(nèi)置式系統(tǒng)的切出，因此難以對其進行檢修，同時，由于鍋爐布置在了大煙道內(nèi)，因此會存在大量安全隱患，但是部分企業(yè)在大煙道內(nèi)，采用此類方式回收利用煙氣余熱。國內(nèi)已經(jīng)有部分大型鋼鐵企業(yè)在回收余熱時采用了外置式鍋爐，通過對部分已經(jīng)采用外置式鍋爐來回收大煙道余熱的廠家的調(diào)研得知，其蒸氣產(chǎn)能平均值比其設計值更低，并且無法保持穩(wěn)定的產(chǎn)量，同時由于余熱鍋爐是外置的，因此無法進行停爐檢修，如果此類鍋爐發(fā)生了故障，就會導致燒結(jié)機無法正常生產(chǎn)，對于目前出現(xiàn)的問題，本工程生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)原理方面，通過與燒結(jié)機的結(jié)合，對目前燒結(jié)機在大煙道余熱回收中，所應用的外置式鍋爐系統(tǒng)進行了改進，并將其應用到了某大型鋼鐵企業(yè)中。

1 大煙道燒結(jié)機余熱回收技術(shù)

1.1 內(nèi)置式鍋爐

在采用余熱熱管時所采用的內(nèi)置式鍋爐，是一種新興的余熱回收技術(shù)，由于大量雜質(zhì)、有害氣體、水分以及腐蝕物在燒結(jié)機煙道內(nèi)的存在，大煙道內(nèi)置式余熱鍋爐最大的弊端就是換熱管束漏水無法檢修，必須等到燒結(jié)機停產(chǎn)時才可以檢修，并且鍋爐內(nèi)換熱管束的壓力非常高，本技術(shù)在燒結(jié)時直接將受熱管布置到了鍋爐的大煙道內(nèi)，在進行換熱的過程中對內(nèi)部熱管和外部汽水管道進行了應用，在煙道內(nèi)布置了熱管蒸發(fā)器，檢修難度較大，不過目前大多數(shù)廠家已經(jīng)在回收大煙道余熱時應用了此類方式，此類技術(shù)在回收余熱時，得到了比外置式鍋爐更加普遍的應用。

1.2 外置式余熱鍋爐

在進行燒結(jié)的過程中，只有部分尾部風箱內(nèi)會存在較高的溫度，通常來說，只需要將溫度較高的煙氣，從燒結(jié)機尾部的3～5個風箱內(nèi)，向同一取風管道內(nèi)引入即可，在煙道上通過對單個取風管道的引出，能夠由取風管道線輸送到沉降室中進行除塵處理，然后用于外置式鍋爐內(nèi)部進行余熱換熱，高溫煙氣在經(jīng)過鍋爐的余熱換熱后，會再次向大煙道前半部分輸送，余熱回收階段所應用的外置式燒結(jié)機中，并沒有對增壓風機進行設置。此類方式不僅減少了引風機所需消耗的電能，并且由于外置式鍋爐在整個余熱回收階段的阻力低于600Pa，因此，無需對引風機進行設置，避免了磨損引風機，此類方式被應用到了大部分工程中[1]。

在余熱回收階段所應用的另一種外置方式，與其基本有著一致的流程，區(qū)別在于在進行余熱回收時，將引風機增設到了外置式鍋爐出口處，卻沒有將大閥門設備安裝于大煙道上，在鍋爐中應用此類方案控制余熱煙氣量時，需要結(jié)合運行階段的燒結(jié)機工況，由于采用了串聯(lián)的方式運行引風機和主抽風機，因此燒結(jié)系統(tǒng)和余熱系統(tǒng)的運行無法獨自進行，并且需要更高水平的系統(tǒng)控制技術(shù)。

1.3 兩種余熱回收方式存在的問題

在實際進行余熱回收時，所應用的這兩種外置式方案，有兩個最為主要的問題：1.蒸汽產(chǎn)能平均值無法達到設計產(chǎn)能值，在余熱回收階段所應用的部分外置式鍋爐，無法達到額定產(chǎn)能，部分甚至僅達到了1/2的設計產(chǎn)能同時，由于漏風的燒結(jié)系統(tǒng)會影響燒結(jié)和燒結(jié)生產(chǎn)的進行，進而導致余熱鍋爐一直無法運行；2.大煙道外置式余熱鍋爐最大的優(yōu)勢就是通過煙氣閥門切斷，保證余熱鍋爐出故障不影響燒結(jié)生產(chǎn)。

表1 兩種方案各指標對比

2 工程實例

2.1 設計工藝流程

某鋼鐵廠在結(jié)合以上問題后，在大煙道余熱回收階段，提出了具有實用性、創(chuàng)新性的一種新興的燒結(jié)大煙道外置式余熱鍋爐系統(tǒng)。從工藝和原理方面，通過與燒結(jié)生產(chǎn)的結(jié)合，決定采用多點式進行取煙，各支路上所設置的開度閥門為可調(diào)節(jié)型的，此類方式能夠從溫度和煙氣量方面，有效的對進口處的煙氣進行調(diào)節(jié)和控制，并且不會對正常燒結(jié)造成影響[2]。

（1）該新型的具有實用性的技術(shù)方案主要是為了實現(xiàn)以下目的：利用一種外置式余熱鍋爐。

來回收利用大煙道余熱，其具有以下特征：在大煙道所連接的燒結(jié)機風箱內(nèi)，為了取煙接出不少于兩路的支管，用于取煙的所有支管，都在同一取煙管中進行了匯集，并在余熱回收階段，在鍋爐進風口匯集了所有取煙支管的總管。

（2）鍋爐在余熱回收階段的出風口，需要與回煙總管中的其中一管的一端相連，另一端需要分出兩路支管用于回煙，用于回煙的兩路支管的另一端，需要與大煙道再次連接。

（3）在大煙道余熱回收階段，將用于取煙和回煙的支管和總管，設置到了鍋爐外側(cè).

在取煙時所采用的新型多點式方案，與目前回收大煙道余熱時所采用的各類方式都不一樣。并且在所有用于取煙和回煙的支管和總管上，對用于調(diào)節(jié)的開度閥門進行了設置，此類方式能夠從溫度和煙量方面，有效的對進口煙氣進行調(diào)節(jié)和控制，并且不會對正常燒結(jié)造成影響。出于實用性和創(chuàng)新性的目的，兩路回煙支管上對可調(diào)式開度閥門進行了單獨的設置，以此來對大煙道風量進行平衡。該鍋爐所吸收的高溫煙氣余熱來自于4～5個燒結(jié)機末端的風箱中，煙氣在風箱內(nèi)的溫度為350℃～400℃。煙氣余熱在鍋爐出口處能夠降低為150℃～180℃，能夠?qū)Υ鬅煹罒煔庥酂徇M行有效的利用。

大部分鋼鐵企業(yè)在大煙道余熱回收階段所采用的余熱鍋爐，蒸汽產(chǎn)能平均值無法與所設計的產(chǎn)能值相符，其主要是由于在燒結(jié)大煙道余熱回收階段，進入鍋爐中的煙氣存在不穩(wěn)定的溫度，通常不到280℃，為了實現(xiàn)對這以問題的解決，本工程在余熱鍋爐中應用了改進設計后的取煙口，由于目前在大煙道余熱回收階段所應用的余熱鍋爐，通常將鍋爐一端的取風口設置到了燒結(jié)機末端，在設計的過程中，通過燒結(jié)工藝以及以往在大煙道余熱回收階段，所設計的外置式鍋爐的經(jīng)驗得知，取風口過于單一更易導致大量抽取外界冷風，進而導致煙氣溫度平均值在余熱鍋爐進口處，出現(xiàn)過低的情況，無法在機尾抽取到高溫眼球，本工程在余熱回收階段改進了外置式鍋爐，并對取風口進行了重新設計，采用了多點取風法。將小閥門設置到了各取風口，能夠自由調(diào)節(jié)各閥門開度，如此，能夠通過與燒結(jié)終點或變化的燒結(jié)工藝的結(jié)合，對小閥門開度進行改變，進而從煙氣和煙氣溫度方面，對各位置的取風道進行調(diào)節(jié)[3]。

在余熱回收階段將引風機設置到了鍋爐出口處，以此來結(jié)合實際的燒結(jié)生產(chǎn)情況，對所引入的風量進行調(diào)節(jié)，例如，如果大煙道溫度并不高時，從頻率方面通過對引風機的調(diào)低，能夠使余熱回收階段的鍋爐減少所吸入的風量，相反的，通過對頻率的調(diào)高，能夠使引風量得到增加，在進行實際生產(chǎn)時，引入引風機后，為生產(chǎn)階段對燒結(jié)機的調(diào)整增加了一種新的方式。

2.2 對比鍋爐停爐前后余熱數(shù)據(jù)

2015年6月正式在余熱回收階段使用該鍋爐，通過統(tǒng)計分析6月份的生產(chǎn)數(shù)據(jù)能夠得知，在該月進行生產(chǎn)時，進出口平均煙氣值分別為321.2℃、171℃，鍋爐在煙氣余熱回收階段的進出口溫度差為150.2℃，鍋爐給水和汽包補水的溫度分別為16.7℃、139.3℃，過熱蒸汽的平均溫度為260℃，蒸汽壓力和平均流量為1.0Mpa、12.4t/h，通過對相關(guān)表格的查詢，能夠得知，過熱蒸汽在該條件下的焓值為2964.8 kJ/kg。

蒸汽吸熱的平均值為：

根據(jù)上式能夠得知，由于受到管道散熱以及鍋爐利用率等的影響，在進行實際生產(chǎn)時，蒸汽相比最初所設計的鍋爐，能夠帶走低12.5℃左右的大煙道熱量，也能夠以此來判斷前期是否對鍋爐進行了正確的設計和計算。

根據(jù)兩天數(shù)據(jù)的平均值能夠得知，停機前后的余熱鍋爐所吸收的大煙道煙氣溫度平均值相差11.95℃，由于煙氣存在著負壓變化等影響因素，因此，根據(jù)相應的公式能夠得知，大煙道熱量的實際變化值，與實際運行階段鍋爐所吸收的熱量值，沒有太大差異[4]。

由于在余熱回收階段沒有應用外置式鍋爐之前，在大煙道溫度過高的情況下，為了避免高溫對后續(xù)除塵脫硫的影響，就需要通過對野風的吸入，來實現(xiàn)對大煙道溫度的降低，在投入使用余熱鍋爐后，能夠?qū)Υ鬅煹罍囟冗M行降低，不再需要吸入野風來降低大煙道溫度，使主抽風機所受到的負載得到了降低。

在余熱鍋爐運行過程中，大煙道煙氣平均溫度都超過了130℃，使燒結(jié)機尾的煙氣溫度滿足了除塵以及脫硫操作。

3 結(jié)語

（1）在煙道內(nèi)布置了熱管蒸發(fā)器，檢修難度較大，不過目前大多數(shù)廠家已經(jīng)在回收大煙道余熱時應用了此類方式，此類技術(shù)在回收余熱時，得到了比外置式鍋爐更加普遍的應用。

（2）外置式鍋爐在整個余熱回收階段的阻力低于600Pa，因此，主抽風機能夠克服整個系統(tǒng)阻力，無需對引風機進行設置，避免了磨損引風機，此類方式被應用到了大部分工程中。

（3）采用多點式進行取煙，各支路上所設置的開度閥門為可調(diào)節(jié)型的，此類方式能夠從溫度和煙氣量方面，有效的對進口處的煙氣進行調(diào)節(jié)和控制，并且不會對正常燒結(jié)造成影響。

（4）在進行實際生產(chǎn)時，引入引風機后，為生產(chǎn)階段對燒結(jié)機的調(diào)整增加了一種新的方式。

（5）在對改進后的余熱鍋爐進行使用的過程中，大煙道煙氣平均溫度都超過了130℃，使燒結(jié)機尾的煙氣溫度滿足了除塵以及脫硫操作。