烧结低温烟气余热发电技术应用分析

:传统的烧结方式是在环冷机高温段安装简易生产蒸汽,效率低,回收的废气余热仅占总热量的10%左右。近年来低温锅炉技术和低参数补汽凝汽式汽轮发电机组技术不断发展,低温烟气余热回收成为可能。最大限度的利用烧结环冷机排放的低温烟气的热能,降低烧结工序能耗,从而降低生产成本,是烧结余热发电的主要目标。

淮钢烧结车间现有两座烧结机,容量分别为144m2和162m2,其可利用余热有两部分:一为占烧结过程总带入热量约45%的烧结矿显热,在冷却机高温段废气温度为350～420℃;二是占总带入热量约24%的烧结烟气显热,在烧机机尾风箱高温段排出的废气温度为300～400℃。目前,除少部分回收作为预热点火、保温炉助燃空气以降低燃料消耗利用外,大多数冷却烧结矿的废气直接排掉,废气中的热量全部浪费,同时造成粉尘污染和热污染。

1 发电方案简介

淮钢烧结机余热利用电站建设立足于环境保护,以烧结机烟气余热利用为宗旨,本着节约能源、以烟气余热锅炉蒸汽量定发电量、改善环境、减少对环境污染的原则进行设计。

项目计划利用淮钢现有两座烧结机(144m2和162m2),烧结车间的带冷机烟气余热由两台余热锅炉产生蒸汽送到一台7MW补汽凝汽式汽轮发电机组发电。这需对两台烧结冷却设备如冷却车罩子、落矿斗、冷却风机进行适当的改造,使低温热废气温度提高到360～380℃,从而可以使用余热锅炉产生2.1MPa、320℃的过热蒸汽带动蒸汽轮机驱动发电机发电。

本系统包括两台烧结余热锅炉,所产蒸汽供应一台双进汽纯凝蒸汽轮发电机组,和相关配套辅助设施。因为是烟气余热利用项目,蒸汽参数低,电站厂址选择应首先考虑靠近烧结机尾部烟道,汽轮发电房应就近布置。

2 机组选型

项目本着烟气量决定锅炉容量,锅炉容量和供热量决定汽轮机和发电机的原则确定三大主机。2.1 锅炉的选型烧结机出来的380℃烟气进余热锅炉换热制造蒸汽带动汽轮发电机组发电。

目前国内烟气余热锅炉有3种系统。

2.1.1 单压系统(见图1)

采用单级进汽汽轮机及单压烧结余热锅炉的单压不补汽系统。一般余热锅炉排气温度在170℃,排气用于烘干物料。由于废气余热得不到充分利用,相应影响了发电能力,发电能力低。