簡介
不同的冷卻裝置決定了不同的餘熱回收工藝,而餘熱回收系統源頭設備冷卻機裝置的研發是餘熱發電系統關鍵技術的重心。工程實際中,即使採用先進的分級回收和梯級利用方式對燒結餘熱資源進行回收,也很難達到最佳效果,因此為了最大限度地利用餘熱產生更多的電量,開發高效的燒結礦冷卻設備迫在眉睫。
現今運行的燒結礦冷卻機普遍存在著漏風率高、熱廢氣品位低和餘熱資源回收率低等問題。突破傳統換熱方式的框架,採用小型的罐式密閉熱交換裝置取代結構龐大的常規臥式冷卻機,是鋼鐵企業燒結工序節能領域深層次研究的重要課題 。
燒結冷卻機結構
立式燒結冷卻機裝置由供料裝置、冷卻機本體和輸料裝置三部分構成。
供料與輸料裝置供料部分由燒結礦罐車和吊車組成。其中,吊車上框架位於料斗上部,熱燒結礦經密閉燒結礦罐車由吊車提升並平移到立式冷卻機上部,將熱燒結礦經料斗裝入預存室。輸料部分為皮帶機,皮帶機位於排料通道下部,排料通道上口設有卸料閥,排料通道下口設有排料閥。由排料閥排出的冷燒結礦經皮帶機運送到高爐。
冷卻機本體燒結礦冷卻機本體分為上下兩部分,上部是預存室,下部是換熱室。燒結機出來的熱燒結礦由提升裝置提升到冷卻機頂部,由冷卻機上部進入,經預存室、換熱室後排出。冷卻部分包括立式密閉的本體、熱風管路、風機和自上而下設定於本體的料斗、上密封閥、預存室、下密封閥、換熱室、布風板、等壓風室和排料通道。預存室和換熱室之間設有環形風室,環形風室連通熱廢氣管路。等壓風室連通循環風機,等壓風室設有調節擋板,布風板上均布風帽和落礦口。本體內還設有布料器,布料器位於下密封閥下部,布料器下部設有出料槽。預存室上部設有均壓閥;排料通道上口設有卸料閥,排料通道下口設有排料閥。熱燒結礦由本體上部的料斗送入,經預存室、換熱室冷卻後排出。循環風機送出的冷卻空氣從本體下部的布風板進入,經換熱室升溫後,熱廢氣經環形風室由熱廢氣管路排出回收。該設計採用密閉腔逆向換熱技術,與普通燒結礦冷卻機叉流換熱相比,換熱效率得到較大提高,而且良好的氣密性使其漏風率接近於零。布風板上均布風帽和落礦口,其中風帽可將風機的送風均勻輸送到換熱室,冷卻後的燒結礦則由落礦口落下,經排料通道排出 。
立式燒結冷卻機裝置的優點
為克服現有冷卻機的不足,研發了一種新的立式冷卻機。該裝置優點如下:
(1)冷卻設備漏風率大大降低
常規燒結礦冷卻裝置的漏風率高達40%～50%,較大的漏風率使得風機的電耗增加、燒結
礦層透氣性差。新型燒結礦冷卻機採用密閉的腔室對燒結礦進行冷卻,良好的氣密性使其漏風率接近於零。
(2)冷卻設備氣固換熱效率提高
常規燒結礦冷卻裝置中,燒結礦水平運動,冷卻氣體由冷卻裝置的底部送入,二者的熱量交換方式為叉流換熱。而新型燒結礦冷卻器採用逆向換熱,燒結礦從換熱器的上部進入,下部排出;冷卻空氣從冷卻器的下部布風板送入,上部抽出,這樣就實現了逆向換熱,使散料床換熱裝置效率得到較大提高。
(3)熱廢氣品位提高
常規燒結礦冷卻裝置熱廢氣的溫度分布較寬(150℃～450℃),這給餘熱回收帶來了較大困難。如果將所有換熱後的熱廢氣混合後使用,熱廢氣品位將會大大降低,導致餘熱利用率更低。如果只利用溫度較高的熱廢氣,則冷卻機餘熱資源回收率較低。新型燒結礦冷卻機的逆向換熱方式使得熱廢氣溫度趨於穩定,全面提高了回收燒結礦顯熱的質量,同時使得所有冷卻機出口熱廢氣溫度保持在450～550℃這樣一個較高的水平上,比常規冷卻機出口熱廢氣溫度高出150℃左右 。
燒結冷卻機技術特徵
立式燒結冷卻機是一種以空氣為載熱體,全面回收燒結礦顯熱的冷卻設備。其技術特徵如下:
(1)密閉腔冷卻:密閉腔可大大減小或消除系統漏風,同時減少了無效風量,降低了鼓風機電耗。
(2)氣固逆向換熱:燒結礦和空氣逆向換熱可保證較高的換熱效率,同時熱源溫度的穩定性也得到了較大的提高。
(3)廢氣參數調整:通過調節冷風量控制進
入燒結礦冷卻機的風溫在70～120℃範圍內。採用廢氣循環系統來穩定因燒結工序工況波動引起的熱源溫度大幅度變化,確保餘熱鍋爐蒸汽參數的穩定。
(4)預存室均壓:通過控制均壓閥,調整預存室壓力,防止換熱室內熱廢氣外泄和冷空氣漏入。
總結
不同的冷卻裝置決定了不同的餘熱回收工藝,而餘熱回收系統源頭設備冷卻機裝置的研發是餘熱發電系統關鍵技術的重心。工程實際中,即使採用先進的分級回收和梯級利用方式對燒結餘熱資源進行回收,也很難達到最佳效果,因此為了最大限度地利用餘熱產生更多的電量,開發高效的燒結礦冷卻設備迫在眉睫。
現今運行的燒結礦冷卻機普遍存在著漏風率高、熱廢氣品位低和餘熱資源回收率低等問題。突破傳統換熱方式的框架,採用小型的罐式密閉熱交換裝置取代結構龐大的常規臥式冷卻機,是鋼鐵企業燒結工序節能領域深層次研究的重要課題 。
