鑄造廠燒結豎冷機節能技術分析

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摘要：介紹了山西建邦集團鑄造廠燒結工序采用新型豎冷機冷卻節能技術，解決了燒結礦熱量的未回收利用、燒結粉塵嚴重污染環境等問題。該技術比傳統的環冷技術熱量回收率至少提高70%以上，能夠高效地利用高溫燒結礦的全部顯熱，回收的熱量產生中溫中壓蒸汽，蒸汽全部用于發電，大幅度降低了燒結工序能耗，同時降低了燒結生產成本。

關鍵詞：鑄造燒結;豎冷機;節能;環保;提產

山西建邦集團鑄造煉鐵廠現有1臺150m2步進式燒結機，冷卻段有10個風箱60m2、燒結段25個風箱150m2。采用機上機外帶冷機（機后帶冷60m2）進行燒結礦冷卻，燒結礦余熱沒有回收，大量的余熱資源白白浪費。同時，由于現有冷卻工藝的特性及能力不足，導致生產現場伴有大量的粉塵產生，燒結礦產量也滿足不了生產需要。為滿足生產及環保需求，進一步挖掘燒結能源潛力，提高企業效益，公司派出專業人員在節能監察總隊的協調下外出學習，吸取國內外燒結工序節能新技術，對燒結機進行節能改造，采用最新型“豎式燒結礦冷卻工藝技術”對現有燒結機進行節能減排升級改造。改造后燒結礦產能可達到6000t/d，同時解決環保問題，最終實現燒結礦顯熱的高效利用。

1工藝技術對比

1.1傳統燒結余熱回收工藝。燒結余熱回收主要是回收燒結礦的顯熱，傳統環冷機熱平衡比例分配如圖1所示。傳統環冷燒結機余熱回收僅考慮了燒結礦的1段和2段余熱，3段以后的熱空氣沒有得到有效利用，大約有35%的熱量白白損失；同時，環冷燒結的自耗電比較大，環冷風機功率普遍較高，導致了燒結電耗的升高。1.2豎冷機燒結余熱回收工藝。豎冷機燒結余熱回收的燒結礦顯熱量大大提高，由于豎冷機的密封性好，90%的燒結礦顯熱均可得到有效回收，同時該技術的先天優勢，可以取消機上冷卻，單輥破碎后熱燒結礦直接進入豎冷機內，使設備的占地面積大減少，相比傳統環冷燒結余熱回收量提高了至少30%。豎冷機余熱回收系統具有的優點：1）漏風率很低。由于采用了密閉的腔體，使燒結礦沒有漏風，顯熱回收率大大提高，燒結粉塵量也很容易得到控制。2）冷卻設備氣固換熱效率提高。在豎冷機中，燒結礦與空氣的換熱方式為逆流換熱，換熱時間短，熱效率高。3）燒結礦質量提高。燒結礦在豎冷機中緩慢冷卻，有利于提高燒結礦轉鼓強度、成品率，燒結礦的冶金性能不低于傳統環冷燒結礦。

2設計技術方案

2.1設計條件及要求。1）規模：年燒結礦成品產量達200萬t/a；進料溫度：600~650℃；出料溫度：≤150℃；4）豎冷機出口風溫：380~480℃；余熱鍋爐產汽量：22.8t/h；蒸汽壓力：3.5MPa；蒸汽溫度：435℃；年發電量：4800萬kW•h。“豎式燒結礦冷卻工藝技術”在國際上已經有數十年的研究歷程，我國最早于1993年提出了“豎式燒結礦冷卻機”的構想，國內也已經成功投入工業生產并取得了較好的節能和環保效果，但通過學習對比，國內目前投產的幾條生產線均存在這樣那樣的問題，運行的效果并不理想，我公司正是在此基礎上與業內專家合作，解決了同類生產線存在的問題后改造建設。2.2工藝系統建設方案。在燒結破碎機之后新建一套燒結礦豎冷機冷卻及余熱回收系統，停用現有的機上冷卻及機外冷卻，冷卻后的燒結礦通過新建的輸送皮帶返回鏈板機；豎冷機冷卻風采用空氣冷卻，出口熱煙氣則經過余熱鍋爐換熱和除塵后送至燒結機熱風燒結。豎冷機可以高效地回收燒結礦顯熱并通過余熱鍋爐產生中溫中壓蒸汽，蒸汽推動汽輪機進行拖動燒結主抽風機。改造后的工藝流程如下：1）燒結礦工藝流程：燒結機→卷揚料車上料→豎冷機頂部料倉→豎冷機→豎冷機底部出料裝置→皮帶輸送裝置。2）冷卻風工藝流程。風機供風→豎冷機配風系統→冷卻機內腔→豎冷機上部風室→粗除塵→余熱鍋爐→精除塵→引風機→熱風燒結按照生產工藝的要求，該項目改造完成后，要實現燒結生產率的大幅提升，配套有相應的物料運輸系統、配料及混合系統、布料精除塵系統、排料系統，以及相對應的供風系統、供電自動化系統、供水系統、監測和控制系統，同時還要考慮例外情況出現時的旁通裝置。

3主要經濟技術指標分析

3.1改造后要實現的主要經濟技術指標。豎冷機項目改造完成后，燒結礦的各項經濟技術指標有明顯提升，充分回收了燒結礦的顯熱資源，回收蒸汽用于燒結的主抽風機拖動，大大降低了燒結的工序能耗，成為國內同類型燒結機的節能典范。3.2改造后豎冷機與環冷機的指標對比。

4經濟效益分析鑄造燒結機日產燒結礦

4000t，年產燒結礦140萬t，豎冷機項目投用以后，燒結礦發電量可達到28kWh/t，每度電0.6元/kWh，每年增加發電效益2350萬元，投資2年可回收成本。

5結語

相比傳統燒結環冷技術，豎冷機冷卻燒結礦有著先天的優勢，冷卻效果好，余熱回收量大，克服了傳統環冷漏風率高、余熱回收量少的缺點，而且對于燒結環保除塵有良好的效果。采用豎冷機冷卻技術，能夠使燒結工序能耗大大降低，同時讓燒結工序的生產變得更加清潔高效。但作為燒結工序余熱回收的一項新技術，仍然存在一些問題，該技術更適合中小型燒結機，對于大型燒結機存在冷卻不均勻，投資較大的問題，這都需要科技工作者繼續深入研究，把豎冷機冷卻技術全面推廣。

參考文獻

[1]屈鵬飛，李益民，于麗娟.燒結礦豎冷窯—燒結廠能量回收的新標準[J].河北冶金，2018（11）：

作者:馮建英 張紅旭 楊小勝 單位:1.山西省節能監察總隊 2.山西建邦集團有限公司