烧结机降低工序能耗技术措施的研讨

资源类型:pdf 资源大小:111.00KB 文档分类:工业技术 上传者:黄本亮

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【作者】 王中林 

【关键词】烧结 工序能耗 措施 

【出版日期】2005-04-25

【摘要】对烧结机降低固体燃料消耗、降低电力消耗、降低点火热耗方面进行了分析,探讨了钢铁企业对降低烧结工序能耗的技术措施。

【刊名】冶金动力

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1前言烧结工序能耗约占钢铁生产总能耗的8.3%,仅次于炼铁,是钢铁生产的第二耗能大户。烧结工序能耗主要包括固体燃料消耗、电力消耗、点火煤气消耗、动力(压缩空气、蒸汽、水等)消耗,其中固体燃料消耗占75%~80%,电力消耗占13%~20%,点火热耗占5%~10%。近几年来我国烧结能耗尽管有所下降,但还是远高于世界先进国家的能耗水平,2003年全国重点企业烧结工序能耗平均水平为66.42kgce/t,比国际先进水平50.89kgce/t,高15.53kgce/t,因此我国烧结节能的潜力还是很大的。2降低工序能耗的技术措施2.1降低固体燃料烧结能耗以固体燃料为主,有关资料显示,宝钢固体燃料热量占烧结过程总热量的85%,鞍钢为78%,首钢为71.51%,这表明固体燃料是烧结能耗的重要部分,对烧结生产的经济效益影响较大,因此降低固体燃料消耗是降低烧结工序能耗的重点。影响固体燃料消耗的主要因素为含铁原料的物理化学性质、混合料的温度、混合料水分、混合料的粒度组成、固体燃料的粒度、烧结料层厚度、溶剂的性质及添加量等。因此降低固体燃料消耗可以从影响固体燃料消耗的主要因素来考虑,具体节能措施如下:2.1.1对原料进行合理搭配生石灰在烧结生产过程中,既做溶剂,又对燃料燃烧有催化作用,进而提高混合料温度,有利于混合料的成球,提高了料球强度,改善料层透气性,实现厚料层烧结,促进碳粒燃烧,降低固体燃料消耗。但在配加生石灰过程中应根据原料的性质,适量添加,不能过大,否则会使混合料过分疏松,堆密度降低,生球强度变差,进而影响烧结过程。另外,可用炼钢钢渣代替部分熔剂,因钢渣中含有大量的碱性氧化物,主要有硅酸三钙、硅酸二钙、铁酸钙以及游离的CaO、MgO等低熔点矿物。而且钢渣中的亚铁、金属铁在烧结过程中可氧化放热,降低固体燃料消耗,改善粉化性能,提高烧结矿质量。有关资料统计,钢渣配比为4%~6%,每吨烧结矿固体燃耗降低3kg。2.1.2控制燃料粒度,改善燃料分布为了使用尽可能少的燃料达到所需的温度,烧结过程的燃烧速度和传热速度必须接近。而燃料的反应性、粒度和外部燃烧条件都将影响燃料的燃烧速度。为了充分利用燃料的燃烧热,提高燃料的利用率,降低固体燃料,需合理选择燃料粒度及其粒度分布。研究与实践表明,对焦粉而言,最佳粒度范围是0.5~3mm;而对反应性强的无烟煤或瘦煤,最佳粒度要大些。若燃料粒度过大,燃烧不完全,导致燃料的热能得不到充分利用,并且不能提供足够的热量,阻碍液相的生成;粒度过小,比表面过大,在燃烧带、干燥带中遇到有一定含氧量的高温烟气后,将发生不安全氧化反应,生成CO。随温度降低,只有极少一部分CO与Fe2O3反应,而大部分则随低温烟气进入大烟道,造成烟气中CO含量过高,不安全燃烧热损失增大,而且燃烧速度太快,不能维持烧结矿固结所需的高温和高温保持时间,影响烧结矿质量。大于3mm和小于0.5mm粒级的增加,均会使固体燃料增加,烧结矿成品率降低。2.1.3提高混合料温度通过提高混合料温度,使其达到露点以上,可以显著减少或消除水汽在料层中的冷凝量,降低过湿层对气流的阻碍而改善料层的透气性,使抽过料层的空气量增加,为料层内的热交换创造了良好的条件,燃烧速度快,提高台时产量,节约固体燃料。另外,由于混合料的温度提高,部分显热可代替固体燃料的燃烧热,因而可以降低固体燃料的消耗。提高混合料的温度措施主要有:生石灰熔剂预热、热返矿预热、混合圆筒中通入热蒸汽、混合燃料燃烧烧结法等。采用混合燃料燃烧烧结法,即延长点火器或在点火器上装设特殊的燃烧室,用过剩空气燃烧其他燃料生成热烟气,该烟气被抽过料层,使混合料在开始烧结反应前温度升高,这种烧结法不仅节约固体燃料,而且因为减少了以CO形式带走的热量损失,还能节约总的能耗。另外,可以采用热风燃烧法,即把被加热的空气用抽气机抽过料层进行烧结,可以节约固体燃料。采用热返矿预热混合料也是一种有效、经济而节能的方法,实践证明,有热返矿时,混合料温度可提高20~30℃,若用过热蒸汽预热混合料,提高到此温度,每吨混合料需耗蒸汽40kg,折合标准煤4kg,因此采用热返矿是比较经济的。2.1.4强化制粒工艺,提高成品率在生产中,可采用延长混合料的制粒时间、添加生石灰或黏结剂、小球或小球团烧结等措施来强化制粒工艺,改善混合料的粒度组成,减少混合料中小于3mm粒级的含量,增加3~5mm粒级的含量,这样混合料的粒度趋于均匀,可明显改善烧结料层的透气性,加高料层,改善烧结矿的强度,降低能耗。2.1.5采用厚料层烧结烧结料层高度的增加,烧结料层的自动蓄热作用将加强,当料层高度为180~220mm时,蓄热量占燃烧带热量总收入的35%~45%,当料层高度为400mm时,蓄热量可达55%~60%。因此,在生产中,通过加强原料混匀,稳定配料;强化制粒工艺;改进布料及点火设备;改善料层的透气性,实现厚料层高度650~700mm,可以充分利用烧结过程的自动蓄热,并使燃料的燃烧条件得到改善,降低烧结料中的固体燃料消耗。2.2降低电耗在烧结工序能耗中,电能消耗约占整个烧结工序能耗的13%~20%以上,而这些电能消耗绝大部分是抽风机的消耗。风机所消耗的电能与烧结机漏风率关系较大。烧结风机的漏风率是指从料层以外的途径进入总烟道的风量占总烟气量的百分比,是烧结机的一项重要指标。对漏风率的要求是越低越好。漏风率过大,则总排气量增大,增加了烧结风机的负担,使电耗增加,而且会使生产率下降,工作环境变差。根据国内外一些烧结厂实践证明:漏风率每减少10%,可增产5%~6%,每吨烧结矿可减少电耗2kW·h,减少焦粉1kg,减少煤气消耗1680kJ,成品率可提高1.5%~2.0%,同时减少了噪音,改善环境。还可以增大从料层通过的空气比例,加大烧结强度,提高烧结矿质量。烧结机的烧结台车和首尾风箱、台车与滑道、台车与台车之间的漏风占烧结机总漏风量的80%以上,因此,改善台车与滑道之间的密封形式,特别是首尾风箱端部的密封结构形式,可以采用橡胶密封、喷涂耐磨合金粉等,减少有害漏风,增加通过料层的有效风量,提高烧结矿产量,节约电能。另外,及时更换、维护台车,改善布料方式,减少台车挡板与混合料之间存在的边缘漏风等,可以有效地减少有害漏风。在烧结工序能耗中,主抽风机容量占烧结机总装机量的30%~50%。主抽风系统消耗的电力约占烧结厂电耗的60%左右。因此可以通过改善料层透气性,减少料层阻力;降低风箱、大烟道和除尘器的阻力,即取消点火器下风箱以外所有烧结机风箱的调节阀门,用主抽风机前的阀门来控制烧结机的启动和调节烧结机的整个风量。降低主抽风机的负压,降低电耗。2.3降低点火热耗在烧结工序中,点火能耗占整个烧结工序能耗的5%~10%。点火热耗与点火时间、点火强度、烧结成品率及料层厚度有关。(下转第87页)(上接第84页)点火强度是指单位时间内单位面积上供给的热量,点火强度与煤气用量成正比,煤气用量则与点火器的热工制度、热效率、表面烧结料中固体燃料的利用率以及煤气的燃烧情况有关。因此为了降低烧结点火热耗,应研究合理的烧结点火热工制度,提高点火器的热效率,改善煤气的燃烧状况以及充分利用表层烧结料中的固体燃料。2.3.1控制点火器的负压在生产中,可以通过控制点火风箱负压来控制点火负压,控制到接近大气压力,减少侵入的空气量,提高点火器内的燃烧废气温度和周围环境温度,节约点火燃料消耗。2.3.2严格控制点火温度和点火时间在点火过程中,通过精细操作,严格控制点火温度和点火时间是十分重要的,当点火温度低时,表现为表面热量不足,生料增多,返矿量增加。点火温度过高,将造成烧结料表面过熔,形成硬壳,降低料层的透气性,并使表面烧结矿FeO的含量增加,点火热耗升高,适宜的点火温度应控制在1050~1150℃。点火时间要根据点火温度确定,若点火温度较低,可适当延长点火时间,若点火温度较高,应缩短点火时间,一般点火时间在40~60s。2.3.3采用节能点火炉在烧结工序中,点火炉的结构、烧嘴形式对烧结料面点火质量、点火能耗影响很大。近几年我国烧结点火技术发展很快,可以采用线型多孔喷嘴点火器、线型组合式喷嘴点火器、多缝式烧嘴点火器、密排小烧嘴点火器等。点火炉可以采用双斜带式点火炉、多缝式点火炉、预热式点火炉等。使用这些设备后,与传统点火技术相比煤气消耗可下降50%以上,吨矿可节约点火能耗2~3kg标煤。2.4烧结余热的回收利用在烧结工序中,有两部分余热可以回收利用。一个是烧结机后部几个风箱内的烟气余热,其温度达300~350℃,并含有较多的氧气。另一个是热成品矿具有的显热,烧结终了时,烧结矿温度约750~800℃,具有显热750MJ/t(25kg标煤/t),占烧结能耗的30%~40%左右。回收利用这部分余热,对降低烧结能耗意义重要。2.4.1烧结废风余热利用通过将成品矿冷却的热废风经过除尘后回送烧结机,在点火前对烧结料层进行预热,送到点火器后面的热风罩,实现热风烧结,回收烧结过程的热量和成品矿显热,降低烧结能耗。对送风系统采用绝热材料进行保温,减少热量损失,这种方法能节约点火煤气20%~25%。2.4.2利用余热锅炉利用余热锅炉回收烧结矿显热,所产生的蒸汽用于预热烧结混合料或生活取暖等。3结束语随着国家钢铁企业的发展,能源的消耗越来越大,能源的危机越来越严重,而降低烧结工序能耗,对降低钢铁生产的吨钢能耗,节约生产成本,提高企业经济效益具有现实和深远的意义。 烧结机降低工序能耗技术措施的研讨@王中林$建龙钢铁控股有限公司!北京100070烧结;;工序能耗;;措施对烧结机降低固体燃料消耗、降低电力消耗、降低点火热耗方面进行了分析,探讨了钢铁企业对降低烧结工序能耗的技术措施。

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