摘  要  AOD精煉爐余熱回收系統充分利用冶煉產生的高溫廢氣，通過雙壓余熱鍋爐合理設計最大限度地生產蒸汽，用于汽輪機透平做功，驅動布袋除塵系統引風機工作，從而達到節能降耗、并為后續除塵系統安全運行提供保障的目的。

關鍵詞  AOD精煉爐  煙氣  余熱回收  

1  前言

節能降耗與余熱利用不僅是當今世界共同關注的熱點，也是我國高度重視的政治與經濟任務[1]，為積極響應國家“十三五”期間對資源高效利用，環境保護，科技創新的要求，北海誠德金屬壓延有限公司依據集團整體規劃，北海誠德金屬壓延精煉分廠一期工程2015年6月新建2臺90噸AOD精煉爐余熱回收系統。

AOD精煉爐爐氣一般采用完全燃燒方式，冶煉時產生的含CO的煙氣在爐口和吸入的空氣混合燃燒后，產生的煙氣溫度～1450℃，完全燃燒后的精煉爐煙氣具有溫度高，煙溫波動大，含塵量高，粉塵在煙氣的降溫降速過程中也存在沉積。對于上述冶煉過程中產生的高溫煙氣，過去比較普遍的做法是采用水冷煙道對高溫煙氣進行降溫，通過設置的一套循環水冷卻系統（循環冷卻水采用空冷）將高溫煙氣降低到250℃左右送入后續的布袋除塵器，以滿足除塵器的運行要求。但是采用循環水冷卻的辦法，高溫煙氣的余熱沒有得到充分利用，浪費了大量的高溫余熱資源，而且還消耗了水資源和電力。通過對AOD精煉爐高溫煙氣余熱回收利用，有效降低系統排煙溫度，控制熱污染，確保后續布袋除塵器運行安全及煉鋼系統的穩定運行；同時產生一定溫度、壓力的飽和蒸汽，驅動汽輪機等，可有效降低煉鋼精煉工序的生產成本，提升企業鋼鐵產品的價格競爭優勢，改變了以往除塵系統“光花錢沒效益”的觀點，為典型的節能減排項目，具有十分顯著的社會效益。

2  工藝流程和主要設備

高溫廢氣（廢氣成分）經爐口汽化煙道進入雙壓余熱鍋爐，到達余熱鍋爐的廢氣平均溫度正常為630℃（最高900℃），經五級中壓蒸發器、一級低壓蒸發器換熱后廢氣溫度降低到250℃以下，然后通過增壓風機送入后續袋式除塵器系統。雙壓余熱鍋爐產生兩種不同壓力的飽和蒸汽，其中中壓蒸發器產生的2.4MPa飽和蒸汽送入蓄熱器，經蓄熱、降壓后產生穩定連續的1.0MPa、184℃、15t/h（單套）的飽和蒸汽進入分汽缸，然后送入汽輪機主蒸汽管，經汽水分離進入汽輪機驅動引風機工作，做功后蒸汽冷凝回到除氧器。低壓蒸發器產生的0.3MPa、143℃、3t/h（單套）飽和蒸汽供系統自身熱力除氧用，多余部分排空。

2.1  煙氣流程

高溫廢氣經鍋爐汽化煙道、五級中壓蒸發器、一級低壓蒸發器產生兩種不同壓力的飽和蒸汽后降溫至250℃，再通過增壓風機送入后續袋式除塵器，達到排放標準的煙氣通過除塵風機后排放到大氣中。煙氣為U型流程，當鍋爐進口溫度＞900℃時，控制室顯示、報警。考慮到AOD精煉爐煙氣含塵量較大，為避免換熱器系統積灰，在鍋爐本體側設有激波吹灰器，鍋爐底部設有灰斗和卸灰閥，可定期人工清灰、卸灰。

2.2  水汽系統流程

水汽系統設有集中式泵房（2套鍋爐共用），自界區外來軟水進入軟水箱，然后由設置的2臺軟水泵（1用1備）送入熱力除氧器除氧；除氧后的除氧水分成兩路，其中一路通過設置的4臺低壓給水泵（2用2備）送入2臺低壓汽包；另一路通過設置的4臺中壓給水泵（2用2備）送入2臺中壓汽包；蓄熱器的補水通過備用1#鍋爐中壓給水泵供給。汽化煙道、蒸發器與汽包之間通過上升、下降管實現汽水自然循環，中壓汽包產生的2.4MPa飽和蒸汽，經蓄熱器蓄熱、穩壓至1.0MPa后送至分汽缸，然后由汽輪機主蒸汽管經汽水分離進入汽輪機驅動引風機工作，做功后蒸汽冷凝打回到除氧器；低壓汽包產生的0.3Mpa飽和蒸汽送入熱力除氧器用作除氧，多余部分自動排空或進入低壓管網。熱力除氧器用蒸汽從低壓飽和蒸汽總管引出，作為一次蒸汽送入除氧器除氧頭。另自低壓蒸汽總管引出2根支管，分別送至除氧器水箱，作為二次蒸汽及輔助加熱蒸汽。

2.3  其他輔助設備

系統還配置了排污系統、取樣系統、放空、放凈系統及加藥裝置。自動控制系統采用SIEMENS的PLC作為控制器，研華牌工業計算機作為人機界面。凝汽式汽輪機還配備T505系統。

3  運行效果和經濟收益

3.1  運行效果（單套，304工況下，見表2）

3.2  經濟效益（見表3）

基礎投資:4500萬元。

設計運行時間：10年。

每小時平均投資：539元。

每小時平均鋼產量：115噸

4  存在不足和改進措施

4.1  存在不足

（1）正常冶煉條件下，產氣量（38t/h）大于用氣量(26 t/h),排空時間較長，噪聲較大(已安裝排空消聲器)，浪費水資源。汽輪機疏水排放到界區以外。

（2）中壓汽包補水時段出口煙氣平均溫度≥225℃，此時段余熱仍可以回收利用。

（3）余熱鍋爐系統排污量占補水量8%，余熱鍋爐維修、檢修時須將水排空，進入排污管網。

4.2  改進措施

（1）按照實際蒸汽流量加裝汽輪機（3號爐和一煉鋼產能改造）；設置消聲冷凝室，將排空、疏水裝置末端引入，冷凝后水打回熱力除氧器，消除噪聲污染，形成封閉水循環。

（2）低壓蒸發器上端安裝中壓給水省煤器。抬高給水溫度，減少排煙熱損失，提高鍋爐熱效率[2]。管內走水，管外流煙氣，煙氣側應采用翅片 [3] 。

（3）鍋爐系統排污、排水可以為水泵房濁環補水，提高水資源利用率。

5  結語 

高效回收利用余熱余能資源是未來鋼鐵工業節能的潛力所在[4] ，本實踐證明北海誠德金屬壓延精煉分廠AOD精煉爐余熱回收系統取得了良好的經濟效益和環保效益。投運以來，安全穩定，達到預期效果，操作使用、維護、維修簡便，成本低廉，為以后集團擴建和產能改造提供了現實依據。達到了國內不銹鋼冶煉企業余熱回收利用先進水平，完成了噸鋼能耗指標不斷下降，節能降耗成效顯著[5]的總體目標。

6  參考文獻

[1]王紹文，楊景玲，賈勃.冶金工業節能與余熱利用[M].北京：冶金工業出版社，2010.前言.

[2]沈貞珉，邢磊.司爐讀本[M].北京:中國勞動社會出版社，2008.29.

[3]劉紀福.余熱回收的原理與設計[M].哈爾濱：哈爾濱工業大學出版社，2016.35.

[4]王紹文，楊景玲，賈勃.冶金工業節能與余熱利用[M].北京：冶金工業出版社，2010.15.

[5]王紹文，楊景玲，賈勃.冶金工業節能與余熱利用[M].北京：冶金工業出版社，2010.14.