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马钢转炉烟气余热深度回收技术研究

作者: 利雅路燃烧器rs4 来源: 未知 时间: 2020-05-14 浏览次数:
目前,转炉烟气余热接收器广泛采用汽化冷却系统,利用转炉炼钢过程中释放的高温烟气余热作为热源产生蒸汽。转炉高温烟气经汽化烟道冷却,温度降至900左右,再经喷水冷却和除尘

目前,转炉烟气余热接收器广泛采用汽化冷却系统,利用转炉炼钢过程中释放的高温烟气余热作为热源产生蒸汽。转炉高温烟气经汽化烟道冷却,温度降至900左右,再经喷水冷却和除尘,造成大量的热波抛撒,水资源和能源消耗高。这严重制约了炼钢转炉工艺节能降耗水平的提高。这不符合“发展循环经济、节能减排”的基本国策,因此研究转炉烟气余热深度利用是十分必要的。

烟气余热回收器

1马钢转炉煤气温度损失现状马钢现有3 300吨转炉、3 120吨转炉和4 75吨转炉,均采用湿法一次除尘。以120 t转炉为例,转炉炼钢时从1400-1600炉口溢出的含尘高温烟气通过汽化冷却烟道冷却至800-900,然后大量的烟气洗涤水通过净化系统从喷嘴喷出,对烟气进行连续冷却除尘,烟气温度降至70左右。虽然工艺汽化冷却烟道接收了一部分烟气余热,但汽化烟道出口处800~900的烟气余热被直接喷淋到70左右,这部分800左右的余热资源损失殆尽,造成大量的余热和环境污染、水资源和能源的高消耗。传统的OG系统从保证生产运行和接收转炉煤气入手,不注重烟气余热的接收和能源利用率的提高,严重制约了炼钢转炉工艺节能降耗的推广。(2)向国内相关企业寻求技术要求的途径一家国内钢厂对其80 t转炉的余热深度接收进行了工业性试验。该工业试验项目于2016年4月投入运行。731个熔炉连续运行。在运行期间,每个炉产生5.16吨低压蒸汽,相当于54公斤;每吨钢的蒸汽量。锅炉出口温度在160 ~ 180之间不是随机连接的,余热锅炉整体热效率较高,可以满足电除尘器的要求。工业试验项目也存在不可避免的缺陷,主要包括以下几点:(1)严重的积尘竞赛。在设计中,锅炉用于直接替代转炉一次除尘低温系统中的蒸发冷却塔。虽然实现了冷却功能,但忽略了蒸发冷却塔的除尘功能,导致从锅炉出口到电除尘室的管道和电除尘入口的粉尘浓度大幅增加,管道的设计流量不足以满足响应行业标准的要求。因此,上述相邻管道和电除尘器入口出现严重积灰现象,需要定期人工清理。(2)系统密封设计错误,特别是余热锅炉采用现场焊接施工,导致严重漏风。结果,在工业试验、装配和操作的时代,静电除尘器已经暴露在18个泄爆环境中,最终静电除尘器的阳极板严重变形。3可行性说明3.1转炉一次烟气冷却及余热接收和利用的难点在消除浊循环水处理系统及接收和利用转炉一次烟气余热时,总有三个难点,即:快速冷却和加热、爆炸隐患和粘灰结垢。转炉吹炼是间歇的,烟气温度和烟气量波动频繁且幅度较大,因此能够长期承受大规模淬火和加热的余热接收设备的选材是一个大灾难。在转炉炼钢的整个过程中,每座炉都要进行空气-烟气-气体转化

3.2实际应用转炉余热深度连接工业试验的实际应用表明,余热锅炉验证试验是成功的。试验初步证实,只要在积灰清理、输灰体类型、系统严密性等设计方面进行改进,锅炉就不存在爆炸危险,安全运行问题就能得到解决。在转炉一次除尘系统完善的情况下,采用深度余热连接管作为冷却方式,同时,回报为一次除尘超低排放创造了双重有利前提,实现了节能环保技术的集成优化,实现了钢铁的绿色生产。4马钢创新计划4.1工艺和设备证书对现有低温系统和新型氧化石墨系统优缺点的研究,结合转炉余热深度接收的需求,马钢计划采用一套转炉余热深度接收加一次除尘的超低排放系统(以下简称“DHE”系统)。该系统主要包括用于深度接收来自汽化烟道锅炉、锅炉喷淋塔、环形间隙洗涤器脱水塔和水封止回阀的锅炉余热的湿式径流静电除尘器。净化后的气体通过三通阀和水封止回阀后进入储气罐供用户使用。不具备接管条件的气体通过烟囱燃烧和扩散。烟气余热回收器

蒸汽锅炉在汽化烟道中的余热被蒸汽锅炉深度接收,使气体温度降低到200左右,产生饱和蒸汽供头发生长和日常使用;废热锅炉的对流受热面和翻转烟道具有粗除尘的功能,大颗粒粉尘因冲击和惯性分散而流经上述部位沉降下来。粗除尘后,烟气进入精除尘系统:喷淋塔环形间隙洗涤器脱水塔的湿式径向静电除尘器,精除尘系统净化后,粉尘排放浓度可达到10 mg/m3,已能满足当前国家最严格的环保排放要求,即2018年5月出台的国家《钢铁企业超低排放革新工作方案》炼钢排放要求。余热深度接收锅炉入口烟气与现有汽化烟道出口烟气一致。烟气温度和含尘量与汽化烟道出口完全正常。余热深度接收锅炉主要由汽包、蒸发受热面段、省煤器、循环泵、本体管道等组成。转炉一次烟气首先由现有汽化冷却烟道冷却,温度降至700-800,粉尘浓度约为100-150 g/m3,然后烟气接入新建的深度余热锅炉,烟气流经深度余热锅炉的五级汽化受热面后,烟气冷却至300以下,然后烟气通过省煤器继续冷却至200,然后烟气进入一次除尘系统。在烟气冷却过程中,锅炉产生饱和蒸汽,通过蓄热器后送至全厂低压蒸汽管网进行生产。省煤器出口烟气温度150~200,粉尘浓度小于90 g/m3。来自省煤器的转炉烟气接至喷淋塔进行进一步还原和除尘,然后约70的饱和湿烟气进入安装在厂外的环形间隙洗涤器、脱水塔和湿式静电除尘器进行除尘,最终烟气粉尘浓度10 mg/m3。然后70左右的饱和湿烟气进入湿式径向静电除尘器进行细除尘,以保证转炉一次烟气的粉尘浓度10 mg/m3,实现超低排放。转炉出钢车间的一次除尘烟道、主引风机和扩散接收系统都很旧。深度余热锅炉和翻转烟道沉降干灰。为了便于整个系统和粉尘处理,混浊循环水被混合到现有的OG混浊循环水斜槽中。来自喷淋塔、环形间隙洗涤器和脱水塔的污水排入现有的OG混浊环形水槽。湿式静电除尘器的污水排入水封槽,然后通过污泥泵入现有的OG系统浊循环水处理系统。废热喷淋塔和湿式静电除尘器的污水排入水封槽,然后通过污泥泵入现有的OG系统浊循环水处理系统。4.2辅助系统(1)除灰和除灰系统在处理锅炉蒸发受热面除灰问题时,首先,高温区锅炉蒸发受热面采用光管受热面,管间距适当放大;其次,应适当增加流经受热面的烟气流量,以达到自除灰的目的。此外,还采用了高效的清灰组件,可在实时清灰工作中伴随炼钢过程。自洁和在线清灰组件共同对锅炉进行清灰。锅炉本体采用全主动机械振动清灰组件。该组件安装在蒸发对流加热面上,可清洁对流管。从蒸发受热面落下的粉尘进入余热锅炉下部的灰斗,灰斗底部设有流化氮气喷嘴,经两套星形排灰阀(排灰阀之间设有氮气密封)破碎后排入浊循环水管,再通过排水密封槽进入原旧OG浊循环水槽。(2)为了调整t

结论通过技术创新,在汽化烟道锅炉后安装了烟气余热深度转换锅炉。烟气温度降至200以下,转炉汽化烟道后的烟气余热被进一步接管。质量为2.5兆帕的饱和蒸汽,如汽化冷却烟道等,可与后续除尘所需的温度同时产生。吨钢可以接收50公斤的饱和蒸汽,产生的蒸汽可以并入现有的汽化冷却蒸汽系统。同时,余热锅炉和翻转烟道具有粗除尘功能,粗除尘效率约为40%(出口浓度90 g/m3),降低了后续一次除尘系统的负荷,也为降低系统排放指标创造了前提,保证了整个系统的除尘效率,即出口浓度10 mg/m3。


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