淮钢70锅炉除尘系统的技术改造

淮钢70锅炉除尘系统的技术改造

1高温烟气余热回收技术在研磨和生产过程中，电子弧炉产生了大量的高温噪声。其排放量为1200c，含污染物为10.30g/m2。分离器中的气体产生量约为50012003mh。t，高温香烟的显热占总能耗的20%以上。显然,回收烟气的显热将会产生巨大的经济效益。在冶炼过程中,烟气的流量、温度、含尘量在不断的变化中,其中以氧化期的烟气温度最高,流量最大,含尘量最多,在冶炼后期烟气温度逐渐降低,流量逐渐变小,含尘量也较小。因此,研究、开发在烟气参数周期性变化的情况下回收高温烟气的余热即成为冶金工作者的主要课题。1995年底,淮钢从意大利达涅利公司引进一座70t超高功率电炉建成投产。当时该座电炉设计为100%冷装废钢,电炉变压器额定容量60+20%MVA,炉壁装有3支3MW的油—氧烧嘴,供氧方式为MORE型炉门超音速水冷C—O枪(氧气流量2400m3/h),平均出钢量70t,平均冶炼周期72min,电炉冶炼电耗430kWh/t,年产约35万t钢。从1996年开始,淮钢通过开发“铁水热装技术”、进行技术改造、引进先进的强化供氧技术、采用铝合金复合导电横臂技术、不断地优化供电曲线、疏通生产流程物流渠道等措施后,70t电弧炉取得了显著的高效低耗效果,实现了电炉的高效运行,现已具备年产80万t优特钢的生产能力,主要技术经济指标如下:单位功率年产量:13500t/MVA·a出钢-出钢时间:40min冶炼电耗:150kWh/t电极消耗:0.9kg/t氧气消耗:52m3/t随着电炉生产率的大幅提高,电炉冶炼过程中烟气量明显增加,且烟气温度最高达1200℃以上,伴有大量的余热被释放出来,淮钢本着治理烟尘、回收烟气余热,更好地提高节能减排水平,建设环境友好型企业,实现清洁生产的目的,于2008年5月采用新技术对电炉除尘系统进行技术改造,最终使烟气排放达到新标准的要求实现负能除尘。2焦炉内排独立除尘系统淮钢70t电炉原有除尘系统采用“四孔+屋顶罩”的内外排混合工艺,四孔高温烟气靠顶罩的冷风进行冷却。电炉在冶炼过程中,烟气发生量随着吹氧强度的提高增加很快,此时从电极孔、炉盖及四孔滑套处溢出大量二次烟气,上升至屋顶罩后无法被及时有效地抽走,造成顶罩溢烟较多,而此时通过关小屋顶罩管道阀门将风量更多地分配给四孔,仍无法满足炉内排烟的需要,反而造成后部混风温度的提高,造成局部烧布袋的现象。由于现有除尘器及风机站已到达其满负荷工作能力,无改造提升的空间,因此必须新建一套除尘系统,以解决增加炉气量的捕集。通过对现有除尘系统的分析和研究,将原有内外排混合工艺改为内外排独立工艺两套系统,将原有系统全部作为外排系统使用,维持现状不变;同时,新增一套内排系统,专门用于四孔抽风,在解决除尘的同时,对四孔抽出的高温烟气进行余热回收,达到环保与节能的双重目的。淮钢电炉除尘系统通过改造后,烟气捕集以四孔为主,在保持炉内为正压或微正压前提下,经一段时间的运行,烟气捕集率≥90%,目测屋顶不冒黄烟,排放浓度≤50mg/m3,岗位粉尘浓度≤10mg/m3,达到了预期目标。3烟气余热回收利用为了充分回收高温烟气的余热,在新建四孔除尘系统中增加烟气余热回收装置,采用热管式余热锅炉,在降低第四孔高温烟气温度的同时,利用高温烟气的热量产生饱和蒸汽,通过蒸汽蓄热器储存后进蒸汽管网,然后用于生产。3.1汽化潜热的吸收将一根封闭的管壳抽成真空,内部充装一定比例的液体工作介质(工质),即构成了热管。热管放在热源部分的称之为蒸发段(热端),放在冷却部分的称之为冷凝段(冷端)。当蒸发段吸热把热量传递给工质后,工质吸热由液体变成汽体,发生相变,吸收汽化潜热。在管内压差作用下,汽体携带潜热由蒸发段流到冷凝段,把热量传递给管外的冷流体,放出凝结潜热,管内工质又由汽体凝为液体,在重力作用下,又回到蒸发段,继续吸热汽化。如此周而复始,将热量不断地由热流体传给冷流体。热管的特点:具有很高的导热系数,是金属银的几百倍到上千倍,故热管有超导体之称;具有良好的等温性能;热管适应的温度范围宽;热管设备具有使用周期长、安全可靠的优点;热管可任意拆换、更换性能强。3.2相关参数根据生产工艺,出钢量80吨,供氧强度8000～9000m3/h,脱碳速度0.15～0.2%/min,热装铁水比例40%～50%,通过现场测量和计算确定相关参数如下:热力计算结果汇总如下:(1)蒸汽压力高压蒸汽入口温度:204℃;蒸汽出口温度:175.4℃高压蒸汽入口压力:1.6MPa蒸汽出口压力:1.2MPa给水入口温度:104℃平均蒸汽流量:17158kg/h给水入口压力:2.0MPa蓄热器调节量:5700kg(2)蒸汽压力烟气入口温度:750℃给水进汽包温度:190℃烟气出口温度:235℃饱和蒸汽温度:204℃烟气阻力损失:1290Pa蒸汽压力:1.6MPa(表压)换热面积:6933m2翅片类型:环换热量:33164kW蒸汽量:17158kg/h(3)水预热温度及烟气阻力损失烟气入口温度:235℃给水温度:104℃烟气出口温度:205℃水预热温度:190℃烟气阻力损失:290Pa给水压力:2.0MPa换热面积:980m2翅片类型:环换热量:1801kW给水流量:18500kg/h(4)水预热温度及烟气阻力损失烟气入口温度:205℃给水温度:20℃烟气出口温度:180℃水预热温度:90℃烟气阻力损失:140Pa给水压力:0.3MPa换热面积:350m2翅片类型:环换热量:1424kW给水流量:18500kg/h3.3系统流程余热回收系统由烟气和汽水两部分组成:(1)清除热压的设计由沉降室出来的含灰烟气横向冲刷热管管束,放出热量,温度降低。最终排放温度低于180℃。烟气中的部分灰会吸附在热管表面,如不及时清除将影响蒸汽发生器的换热效率。因此需要在热管换热器的烟气侧布置激波吹灰器,及时清除受热面的积灰。最终,烟气中大部分灰随烟气流进入除尘器,其余部分沉降在热管换热器尾部的落灰斗,排出系统。(2)蒸汽发生器内压电a、软化水由除氧水泵经软水加热器注入热力除氧器,进行除氧。b、除氧水由给水泵经省煤器注入热管式蒸汽发生器本体。经热交换吸热后产生蒸汽进入汽包。c、热管蒸发器产生的蒸汽经蓄热器后外供。d、系统中的不溶沉淀物将在系统低点聚集,采用定期排污的方式与部分水一起排出。余热回收工艺流程图如图1所示。4统冷却技术及经济分析比较采用热管式余热锅炉进行余热回收工艺流程如下:高温烟气→热管蒸发器→高温除尘器;传统冷却的除尘工艺流程如下:高温烟气→水冷密排管→机力冷却器→混风→常温除尘器。其技术及经济上的分析比较如表1。从表1中数据显示,新改造的除尘吨钢能耗为-1.56元/