李兆甲  翟玉兵  刘占平

（河北新金钢铁有限公司  烧结厂）

摘要：本文主要介绍新金钢铁烧结厂在环冷烟气排放方面采取的一些举措，其中高温段烟气进行发电，低温段烟气进行周边村庄供暖，环冷烟气自循环，基本实现了环冷烟气零排放。

关键词：环冷烟气、环保压力、余热发电、烟气换热

1前言

钢铁行业作为能源密集型行业，在消耗大量能源的同时也产生大量废气进行排放，随着习近平总书记的“两山理论”和“碳达峰碳中和”的概念提出，国家对环境的保护力度越来越大。烧结工序由最开始的粗放式生产逐步加强环保方面的投入。烧结工序的污染物排放中，烧结机和环冷机排放的烟气占约近50%的份额。前期对烧结机排放的烟气治理已经进入瓶颈，环保对烧结环冷机的要求也开始逐步加码，目前要求烧结环冷机烟气零排放。

2现状分析

目前国内环冷机基本上采用鼓风式环冷机。鼓风环冷机利用冷却风机的强制鼓风作用，通过风箱从台车底部将冷空气鼓入烧结矿层，通过冷空气与热烧结矿层的热交换达到冷却的目的，形成的高温热废气回收进行余热利用，低温热废气通过排气烟囱排入大气。随着环保管控加严，环冷热废气要求对空零排放，环冷烟气需想办法解决。

3攻关方案

3.1环冷密封改造

原有的环冷机是机械式密封，且设备到后期，漏风率高，区域环境恶劣，为改善环境降低漏风率，把原来的机械式密封改成水密封，漏风率由原来的20%降低到5%。烧结面积200㎡，配套采用220㎡锯齿传动水密封环冷机，设计漏风率在5%左右。环冷机配置5台环冷风机，为降低成本，风机利旧原风机，每台环冷风机风量为33.2万Nm³/h。烧结饼经单辊破碎机破碎成＜150mm块状烧结矿，破碎后的热烧结矿经过链板机输送到环冷机，此时烧结矿温度在700-800℃，环冷机台车栏板高度1.6m，料层最高可布到1.5m，冷却时间在43-130min，传动方式采用锯齿传动，环冷机正常处理量为500t/h，排料温度＜120℃。冷却后的烧结矿经输送带输送到筛分系统。

图1  水密封环冷

3.2高温段烟气余热发电

高温段烟气温度最高能达到400℃左右，对空排放严重浪费热能，经过论证，决定投资建造余热发电项目对环冷高温段烟气进行余热回收发电，为充分利用热能，计划将环冷机的高、中温废气用于生产蒸汽，后将高压蒸汽分别引入汽轮发电机组进行发电生产。将转炉饱和蒸汽30t/h进入余热锅炉低压段进行过热，过热后蒸汽用于烧结和汽轮机补气。烧结余热采用循环的烟气系统，在提高余热利用效能的同时，减少工艺粉尘的排放。

图2  余热发电装备

为达到烟气循环利用的标准，对烧结环冷机进行合理化区分，将烧结环冷机台车上部分成2个冷却段：第1区段设置1个封闭式烟罩；第2区段设置1个封闭式烟罩。利用环冷机两个区段的封闭式烟罩，对环冷机冷却烧结矿产生的热废气进行高效的收集。通过烟罩上部的高温、中温烟气收集管道，将收集的高温烟气送至余热锅炉入口。

为了确保烧结锅炉蒸汽产量、质量对烟气温度、烟气流量等进行多因素动态控制，消除烧结生产不稳定带来的烧结锅炉产汽的影响及波动，将从环冷机烟罩收集的两路烟气分别进入余热锅炉，热烟气由余热锅炉换热排除后，全部通过循环风机送回至第一冷区，第一冷区烧结矿采用热风冷却，其余冷区采用原有环冷鼓风机送来的冷空气冷却。为保证余热最大限度发电，循环风机设计为风量33万Nm³/h。

将从环冷机烟罩收集到的烟气分为两路，一为高温烟气，二为中温烟气，两路烟气分别进入余热锅炉，以提高余热锅炉蒸汽参数。针对余热载热体总体温度较低的特点，余热锅炉采用双压系统，产生两种不同参数的蒸汽，以便提高余热利用率。

余热发电投用后，吨矿发电量达到19kw·h，数据汇总如表1所示，合理地利用了环冷高温段废气热量，减少了热污染，并且烟气在环冷和余热锅炉之间进行良性循环，使高温段烟气达到了零排放。

表1 改造后余热发电量

3.3低温段烟气周边村庄供暖

低温段烟气因烟气温度偏低，一般在130-150℃之间，不能满足发电所需负荷，可以增加换热器，提高水温，对周边村庄进行供暖。换热器选用2台6MW的换热器，单台设计热风流量为12万Nm³/h，确保在烧结环冷机现有工况条件下保证换热器温升≥25℃。改造成功后经过试验单台换热器每小时可以供270m³水进行换热升温，并且水温一般能达到65℃左右。满足了周边村庄冬季供暖需求。为降低改造费用，循环风机利旧环冷5#风机（在环冷中间位置），环冷机烟罩收集的低温段烟气进入换热器，热烟气经换热排除后全部通过5#循环风机送回至环冷台车下部，烧结矿进行热风冷却。在进出口管道留有三通阀门，采暖季结束后，产生的热水可以流通到二混进行补水提高料温。

图3  低温段换热器

4结语

经过改造，环冷机高温段和低温段烟气完全实现了自循环，环冷烟气实现零排放，完全达到了国家环保部的要求。并且在循环过程中经过锅炉和换热器把环冷余热进行了充分利用，产生了良好的经济效益，在目前烧结产能下，每天发电量能达到13万～14万千瓦时，吨矿发电量能稳定在19kw·h，吨度电按0.65元计算，每天产生直接效益可达9万元左右。烧结矿基本实现热风冷却，避免了烧结矿急冷，对烧结矿提质起到了间接作用。

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