[科普中国]-烧结冷却机

简介

不同的冷却装置决定了不同的余热回收工艺,而余热回收系统源头设备冷却机装置的研发是余热发电系统关键技术的重心。工程实际中,即使采用先进的分级回收和梯级利用方式对烧结余热资源进行回收,也很难达到最佳效果,因此为了最大限度地利用余热产生更多的电量,开发高效的烧结矿冷却设备迫在眉睫。

现今运行的烧结矿冷却机普遍存在着漏风率高、热废气品位低和余热资源回收率低等问题。突破传统换热方式的框架,采用小型的罐式密闭热交换装置取代结构庞大的常规卧式冷却机,是钢铁企业烧结工序节能领域深层次研究的重要课题1。

烧结冷却机结构立式烧结冷却机装置由供料装置、冷却机本体和输料装置三部分构成。

供料与输料装置供料部分由烧结矿罐车和吊车组成。其中,吊车上框架位于料斗上部,热烧结矿经密闭烧结矿罐车由吊车提升并平移到立式冷却机上部,将热烧结矿经料斗装入预存室。输料部分为皮带机,皮带机位于排料通道下部,排料通道上口设有卸料阀,排料通道下口设有排料阀。由排料阀排出的冷烧结矿经皮带机运送到高炉。

冷却机本体烧结矿冷却机本体分为上下两部分,上部是预存室,下部是换热室。烧结机出来的热烧结矿由提升装置提升到冷却机顶部,由冷却机上部进入,经预存室、换热室后排出。冷却部分包括立式密闭的本体、热风管路、风机和自上而下设置于本体的料斗、上密封阀、预存室、下密封阀、换热室、布风板、等压风室和排料通道。预存室和换热室之间设有环形风室,环形风室连通热废气管路。等压风室连通循环风机,等压风室设有调节挡板,布风板上均布风帽和落矿口。本体内还设有布料器,布料器位于下密封阀下部,布料器下部设有出料槽。预存室上部设有均压阀;排料通道上口设有卸料阀,排料通道下口设有排料阀。热烧结矿由本体上部的料斗送入,经预存室、换热室冷却后排出。循环风机送出的冷却空气从本体下部的布风板进入,经换热室升温后,热废气经环形风室由热废气管路排出回收。该设计采用密闭腔逆向换热技术,与普通烧结矿冷却机叉流换热相比,换热效率得到较大提高,而且良好的气密性使其漏风率接近于零。布风板上均布风帽和落矿口,其中风帽可将风机的送风均匀输送到换热室,冷却后的烧结矿则由落矿口落下,经排料通道排出1。

立式烧结冷却机装置的优点为克服现有冷却机的不足,研发了一种新的立式冷却机。该装置优点如下:

(1)冷却设备漏风率大大降低

常规烧结矿冷却装置的漏风率高达40%～50%,较大的漏风率使得风机的电耗增加、烧结

矿层透气性差。新型烧结矿冷却机采用密闭的腔室对烧结矿进行冷却,良好的气密性使其漏风率接近于零。

(2)冷却设备气固换热效率提高

常规烧结矿冷却装置中,烧结矿水平运动,冷却气体由冷却装置的底部送入,二者的热量交换方式为叉流换热。而新型烧结矿冷却器采用逆向换热,烧结矿从换热器的上部进入,下部排出;冷却空气从冷却器的下部布风板送入,上部抽出,这样就实现了逆向换热,使散料床换热装置效率得到较大提高。

(3)热废气品位提高

常规烧结矿冷却装置热废气的温度分布较宽(150℃～450℃),这给余热回收带来了较大困难。如果将所有换热后的热废气混合后使用,热废气品位将会大大降低,导致余热利用率更低。如果只利用温度较高的热废气,则冷却机余热资源回收率较低。新型烧结矿冷却机的逆向换热方式使得热废气温度趋于稳定,全面提高了回收烧结矿显热的质量,同时使得所有冷却机出口热废气温度保持在450～550℃这样一个较高的水平上,比常规冷却机出口热废气温度高出150℃左右2。

烧结冷却机技术特征立式烧结冷却机是一种以空气为载热体,全面回收烧结矿显热的冷却设备。其技术特征如下:

(1)密闭腔冷却:密闭腔可大大减小或消除系统漏风,同时减少了无效风量,降低了鼓风机电耗。

(2)气固逆向换热:烧结矿和空气逆向换热可保证较高的换热效率,同时热源温度的稳定性也得到了较大的提高。

(3)废气参数调整:通过调节冷风量控制进

入烧结矿冷却机的风温在70～120℃范围内。采用废气循环系统来稳定因烧结工序工况波动引起的热源温度大幅度变化,确保余热锅炉蒸汽参数的稳定。

(4)预存室均压:通过控制均压阀,调整预存室压力,防止换热室内热废气外泄和冷空气漏入。

总结不同的冷却装置决定了不同的余热回收工艺,而余热回收系统源头设备冷却机装置的研发是余热发电系统关键技术的重心。工程实际中,即使采用先进的分级回收和梯级利用方式对烧结余热资源进行回收,也很难达到最佳效果,因此为了最大限度地利用余热产生更多的电量,开发高效的烧结矿冷却设备迫在眉睫。

现今运行的烧结矿冷却机普遍存在着漏风率高、热废气品位低和余热资源回收率低等问题。突破传统换热方式的框架,采用小型的罐式密闭热交换装置取代结构庞大的常规卧式冷却机,是钢铁企业烧结工序节能领域深层次研究的重要课题3。