李智虎，邵曉騏

(馬鞍山焓谷能源審計(jì)有限公司，安徽　馬鞍山　243000)

?

化工機(jī)械

銅陵市某鋼鐵公司燒結(jié)機(jī)改造及生產(chǎn)效果

李智虎，邵曉騏

(馬鞍山焓谷能源審計(jì)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(jī)改為一臺(tái)252 m2新型燒結(jié)機(jī)，改機(jī)上抽風(fēng)冷卻為鼓風(fēng)環(huán)冷(280 m2環(huán)冷機(jī))，并對(duì)環(huán)冷機(jī)增加余熱回收系統(tǒng)。通過改造，燒結(jié)機(jī)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(jì)效益。

燒結(jié)機(jī)；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(jìn)式燒結(jié)機(jī)系統(tǒng)，包括1# 78 m2燒結(jié)機(jī)和2# 84 m2燒結(jié)機(jī)，產(chǎn)能為100萬噸，原有燒結(jié)機(jī)均采用機(jī)上冷卻方式，在燒結(jié)機(jī)冷卻段完成燒結(jié)礦的冷卻。冷卻段主要由臺(tái)車、風(fēng)箱、滑道及密封裝置、干油潤(rùn)滑系統(tǒng)、軌道、降塵管、雙層卸灰閥、輸灰皮帶機(jī)、冷卻段除塵器、抽風(fēng)機(jī)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(diǎn)是中間密封裝置。燒結(jié)完成后，冷卻風(fēng)機(jī)開始對(duì)燒結(jié)餅進(jìn)行大風(fēng)量、低負(fù)壓的抽風(fēng)冷卻，當(dāng)臺(tái)車運(yùn)行到冷卻段末端時(shí)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(jī)和2# 84 m2燒結(jié)機(jī)共用一套混配系統(tǒng)，主要設(shè)備為一次混合機(jī)：φ3.2 m×12 m圓筒混合機(jī)1臺(tái)；二次混合機(jī)：φ3.4 m×14 m圓筒混合機(jī)1臺(tái)。②燒結(jié)冷卻系統(tǒng)：1#燒結(jié)機(jī)為1臺(tái)78 m2平面步進(jìn)式燒結(jié)機(jī)，采用機(jī)上冷卻，冷燒比為1:1。主抽風(fēng)機(jī)風(fēng)量為：8000 m3/min，負(fù)壓:15.5 kPa，電機(jī)功率：2800 kW；冷卻風(fēng)機(jī)風(fēng)量為：12000 m3/min，負(fù)壓：8.5 kPa，電機(jī)功率：2500 kW；燒結(jié)機(jī)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(jī)為1臺(tái)84 m2平面步進(jìn)式燒結(jié)機(jī)，采用機(jī)上冷卻，冷燒比為1:1。主抽風(fēng)機(jī)風(fēng)量為：9000 m3/min，負(fù)壓:16.5 kPa，電機(jī)功率：3200 kW；冷卻風(fēng)機(jī)風(fēng)量為：13000 m3/min，負(fù)壓:9.5 kPa，電機(jī)功率：2800 kW；燒結(jié)機(jī)主抽采用163 m2三電場(chǎng)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(jī)有效燒結(jié)面積由78 m2擴(kuò)容為126 m2，燒結(jié)段增加16 m(臺(tái)車：長(zhǎng)2 m，寬3 m)；2#燒結(jié)機(jī)有效燒結(jié)面積由84 m2擴(kuò)容為126 m2，燒結(jié)段增加14 m。改造后新型燒結(jié)機(jī)總面積為252 m2。對(duì)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(jìn)行相應(yīng)改造：燒結(jié)主機(jī)中的機(jī)尾密封的位置和干油潤(rùn)滑系統(tǒng)進(jìn)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(jī)等應(yīng)的增加數(shù)量或延長(zhǎng)，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(jī)、遷車機(jī)、翻車機(jī)和回車機(jī)組成的運(yùn)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(jī)要核定生產(chǎn)能力，滿足燒結(jié)生產(chǎn)需要；點(diǎn)火爐加大，保證燒結(jié)點(diǎn)火溫度和時(shí)間[1]。

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

改造后，新型燒結(jié)機(jī)有效燒結(jié)面積為252 m2，綜合考慮燒結(jié)機(jī)系統(tǒng)的實(shí)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(jī)參數(shù)表Table 1　Parameters of sintering machine after modification

1.2冷卻方式改造

將機(jī)上冷卻改為280 m2鼓風(fēng)環(huán)式冷卻。

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

續(xù)表2

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

在單輥破碎機(jī)破碎后，1#燒結(jié)機(jī)的燒結(jié)礦通過溜槽落入環(huán)冷機(jī)的1#給礦口，2#燒結(jié)機(jī)的燒結(jié)礦通過溜槽落入環(huán)冷機(jī)的2#給礦口，均勻的布到臺(tái)車上，在傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)下，燒結(jié)礦隨臺(tái)車順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，同時(shí)鼓風(fēng)機(jī)通過風(fēng)箱向臺(tái)車底部鼓冷風(fēng)，冷風(fēng)自下而上地穿過熱燒結(jié)礦時(shí)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(jī)的排礦口落到板式給礦機(jī)上，然后到成1皮帶機(jī)上輸出。板式給礦機(jī)的主要作用是實(shí)現(xiàn)均勻給料，避免成1皮帶機(jī)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(yùn)行，將車內(nèi)物料通過灰塵溜槽，卸到成1皮帶機(jī)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(jī)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(shí)，環(huán)冷機(jī)臺(tái)車上入口的燒結(jié)礦溫度達(dá)700℃左右，以輻射熱的形式向外散熱，環(huán)冷機(jī)上部依次排開的4臺(tái)風(fēng)機(jī)，使冷卻風(fēng)通過風(fēng)罩強(qiáng)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(gè)風(fēng)罩內(nèi)的冷卻風(fēng)都可利用。

按照環(huán)冷機(jī)冷卻煙氣(熱風(fēng))中的熱量60%保守估計(jì)，則每小時(shí)回收的熱量為77283.42 MJ，按照熱值估算每小時(shí)可產(chǎn)生蒸汽總量為28.8 t；依據(jù)測(cè)算，小時(shí)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(xiàng)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(jī)上是通過鼓風(fēng)進(jìn)行冷卻，由底部鼓入的冷風(fēng)在穿過熱燒結(jié)礦層時(shí)被加熱，成為高溫廢氣。將這些高溫的廢氣通過引風(fēng)機(jī)引入鍋爐，加熱鍋爐內(nèi)的水產(chǎn)生蒸汽，蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。

考慮到本項(xiàng)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(jìn)入汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。

2　效果對(duì)比

項(xiàng)目實(shí)施前年產(chǎn)燒結(jié)礦1153631.52 t，實(shí)施后產(chǎn)量預(yù)計(jì)達(dá)

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(xiàng)目總新增能源為-9215.45 t標(biāo)煤(當(dāng)量值)，等價(jià)值為-15640.8 t標(biāo)煤(等價(jià)值)[5]。

表3　年對(duì)比項(xiàng)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(jì)性分析：

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

本項(xiàng)目年可節(jié)約2143.56萬元，項(xiàng)目總投資為10426萬元。

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

經(jīng)核算，本項(xiàng)目6年可回收成本。

3　結(jié)　論

銅陵市某鋼鐵公司燒結(jié)機(jī)改造取得了成功，從實(shí)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(jī)改造為一臺(tái)252 m2新型燒結(jié)機(jī)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(jī)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(duì)廢氣余熱進(jìn)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(jī)區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有的三臺(tái)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(fù)荷為5300 kW，改造后為2600 kW，實(shí)際負(fù)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(zhǎng)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(tuán),2007,32(1):16-21．

[3]胡志遠(yuǎn),樓國(guó)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(dòng)化，2008,32(5):20-24．

[4]潘鶴．燒結(jié)環(huán)冷機(jī)系統(tǒng)測(cè)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(zhǎng)慶．煉鐵節(jié)能與工藝計(jì)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?yàn)橄到y(tǒng)節(jié)能，余熱回收，余熱制冷。

TF046

B

1001-9677(2016)015-0152-03