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石灰窑余热锅炉

更新时间:2020-06-08 05:36

  石灰窑余热锅炉_法律资料_人文社科_专业资料。一、概述 一、概述 钢铁冶金企业是国家支柱产业,在现代化建设中起着重要作用,同时 这些企业也是耗能大户,能耗占产品成本比例较大。因此企业的节能降耗 显得尤其重要。回转窑工序是高炉矿料入炉前的准备工序。

  一、概述 一、概述 钢铁冶金企业是国家支柱产业,在现代化建设中起着重要作用,同时 这些企业也是耗能大户,能耗占产品成本比例较大。因此企业的节能降耗 显得尤其重要。回转窑工序是高炉矿料入炉前的准备工序。 回转窑工序能耗在钢铁企业中仅次于炼铁而居第二位,在回转窑总能 耗中,烟道废气带走的显热约占总能耗的 20~28%,而其排放的余热约占 总能耗热能的 30%,回收和利用这些余热,显然极为重要。 目前余热回收技术主要应用在回转窑尾部烟道上。回转窑生产时,烟 气引风机引出烟气温度可达 200~350℃,最高可达 400℃左右。这部分的 热量都可以利用其余热。 XXXXX 有限公司有一条年产能力 400 万吨回转窑。烟气没有余热回收, 排烟温度 305℃左右,并且没有烟道保温,全部通过引风机经过电除尘器排 出,既是一种热污染又白白浪费了能源,而且温度越高对除尘器的使用寿 命影响越大。现在很多的钢铁冶金企业对此余热都非常重视,并进行了废 气回收。我公司就是专门设计制造此类余热回收设备的厂家,并设计了一 套余热回收系统为回转窑尾部烟气进行余热回收。产出的蒸汽可以用于生 活用汽,还可以公司并网。达到既节能又环保的目的,还创造了可观的经 济效益。 二、余热回收设计方案 结合现场的实际情况和以往我公司生产的同类产品经验,提出的整套 系统工程的技术方案如下:在回转窑尾部烟道上设置一套余热回收装置, 将主烟气管道隔开,将设备插入其中,不影响其它系统,烟气通过换热器 后入除尘器经引风机引到烟囱排空。 余热回收装置系统由蒸气发生器、省煤器、蒸汽聚集器、上升下降管、 支撑钢架、水处理系统、水泵、自动控制系统和系统保温等组成。 1、设计方案 (1) 概述: 、 XXXXX 有限公司现场情况, 将余热回收装置安装在尾部烟道上, 锅筒布置在装置上方,由钢架支撑,水处理系统旁置,并配控制系统和控 制室。 (2) 、工艺流程 (1) 、烟气系统 来自回转窑的烟气经过烟道进入换热器,烟气温度从 305℃降到 160℃ 以下,进入除尘器,经引风机排入大气。 (2) 、水汽系统 外来 20℃水经过软化水处理系统,到软化水箱,由软化水箱经水泵进 入除氧器;除氧后,由补水泵进入蒸汽聚集器,蒸汽发生器和蒸汽聚集器 自然循环;在蒸汽聚集器内蒸汽与水分离产生 0.6Mpa 过热蒸汽。 ①、水系统的供水量每小时 5.1 吨/单套,供水压力~0.8MPa,水源由 软水总管供给软化水处理系统,然后经软化水箱进入除氧器,除氧器提供 补水管,将处理后的水补给汽包。 ②、系统软化水采用全自动软水器,他可将软水器运行及再生的每一 个步骤实现自动控制并采用流量感应器来启动再生。 ③、从软化水箱到除氧器和汽包的给水系统均配两台电动给水泵(均 为一开一备) ,水泵扬程除满足系统压力外,还要克服水柱爬升高度及沿程 阻力,型号为 IR 和 DG 型锅炉给水泵。 ④、蒸汽发生器、蒸汽聚集器、软化水系统、除氧器均设有排污出水 口,可定期清除内部残留污物及水垢。 2、设计参数 (1)设计参数: 名 称 废烟气侧 工作压力 MPa 流量 Nm3/h 入口温度℃ 出口温度℃ 阻力 Pa 按零压 65000 305 160 800 注: 蒸汽侧 0.6 4.8t/h 左右 常温(20) 200 (2)、蒸汽发生器的性能参数(见下表) 蒸汽发生器的原理为: 热流体的热量由热管传给水套管内的水(水由下 降管输入),并使其汽化,所产汽、水混合物经蒸汽上升管到达汽包,经集 中分离以后再经蒸汽主控阀输出。这样由于热管不断将热量输入水套管内 的水,并通过外部汽———水管道的上升及下降完成基本的汽———水循 环,达到将热流体降温,并转化为蒸汽的目的。 (表)蒸汽发生器的技术性能参数(设计工况) 一、技术参数表 名称 设计压力 MPa 工作压力 MPa 技术 参数 介质名称 流量 Nm3/h 入口温度℃ 出口温度℃ 阻力 Pa 二、主要数据表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 名称 设计脱盐水进口温度 设计脱盐水出口温度 出口烟气流速 管排列方式 换热管外径 换热管内径 换热管横向节矩 换热管纵向节距 换热管材质 换热管的防磨设施 第一排换热管加设防冲刷护板 单位 ℃ ℃ m/s 叉排 mm mm mm mm 20# 叉排 数据 指标 烟气侧 常压 常压 烟气 65000 305 160 软水侧 0.7 0.8 脱盐水 5.1t/h 3、结构设计所考虑的问题 (1)空间问题 考虑设备占地与安装方便,热管余热锅炉安装在水平烟道上。 (2)蒸汽余热锅炉耐压问题 为了保证蒸汽余热锅炉耐压性能好,热管与水接触处采用套管式连接, 在蒸汽侧产生很多小单元,这样增加了水的流速,提高了热换效率,又增 加了整体的受压效果,保证蒸汽锅炉的正常使用,每根热管又是一个独立 的整体,即使有几根热管损坏也不会影响整个锅炉的使用。 (3)换热问题 提起预热器人们首先考虑的是换热问题,我们公司研制开发热管比普 通钢管传热强千倍,而且有较好的等温性,采用的主要部件翅片管焊着力 均在 90%以上,在管材选型上充分考虑了影响热管换热的四大极限,有效 的发挥热管的优势。 (4)积灰问题 积灰问题严重的影响余热锅炉的换热及寿命,在设计过程,我们充分 的考虑到这一点,积灰问题来源于几个方面: ①灰尘较大又有粘性。 ②流速低。 ③在管壁产生露点。 在设计过程中: ①在阻力允许的情况下,增大流速。 ②因热管可以调整壁温,因此可以防止积灰。 ③烧结的烟气灰尘无粘性。 (5)阻力问题 阻力大小直接影响整个系统的工作,设计过程中考虑,在不积灰的情 况下尽量减小流速,增大管间距和片距。 (6) 、新工艺 使用余热锅炉设备的主要目的因素就是:换热效率和使用寿命。影响 寿命的因素主要是材质的选择,介质的冲刷,露点的腐蚀,在材质上,我 们选用低中压锅炉管,翅片选用 08Al。另在此设备技术方案的设计中,向 贵公司推荐一种新的基管保护技术——镍基钎焊翅片管技术。现在的同行 业中使用的都是高频焊热管技术,而镍基钎焊翅片管技术是一种新型翅片 管焊接工艺,是我公司 1999 年引进的美国技术。它由酸、碱钝化、绕片、 喷粉、高温钎焊、充工质、封口、抽真空、再钝化、检验等十多道工序组 成,利用镍粉在 950℃时熔化使其渗入翅片与基管间隙中,并焊接在一起, 形成合金连接。管片焊着率 100%,接触热阻接近零。同时镍粉也渗入碳钢 表面, 在翅片管表面形成一层厚度 0.05mm 左右的致密、 光滑的合金保护层, 使普通碳钢材料具有不锈钢的性能,其表面硬度高,能在高温、高流速和 腐蚀性介质的冲刷下工作, 耐低温酸露点腐蚀, 较同类产品寿命可提高 3~ 5 倍,表面光滑可减缓积灰。采用该技术的热管换热设备,其使用寿命较普 通翅片热管提高了 2~3 倍,使设备的经济回报率大大提高。 二、设备特点 提到设备的特点,就要先介绍一下热管技术和特点: 1、热管 (1) 、工作原理 热管是一种独立、密封的管子,内部抽成真空后,充入工质,工质以 蒸发——冷凝的循环过程将热量从管的一端传到管子的另一端。由于蒸发 ——冷凝过程,内部工质多处于饱和状态,因此热管几乎是在等温下传递 热量,具有“热超导体”之称。 (2) 、特点 ①、极高的传热性能 是普通碳钢的数万倍。 ②、 低温差下高传输热量能力 一根直径 12.7mm, 1000mm 的紫铜棒, 长 两端温差 100℃时传输 30W 的热量;而一根直径、AG亚游娱乐app!长度的热管传输 100W 的 热量,两端温差只需几度; ③、换热两流体均走管外,可以翅片化以强化传热; ④、单管作业性 由热管组成的换热设备单根热管损坏对设备的换热 随管内工质的不同,传热系数达 107W/m2.℃, 影响不大,即使部分热管损坏也不会影响的政正常运行; ⑤、热源分汇 在设计可以随意调整热管冷却段和蒸汽段的换热长度, 以控制热管的壁温,因此可以使热管换热器避开露点。这样就可避开露点 腐蚀、不易积灰; ⑥、热管与换热器单支点焊接,避免由热帐冷缩造成的应力。 2、根据热管的这些特点,从而决定了热管余热锅炉的特点; (1) 、传热系数高。废气和水及水蒸气的换热均在热管的外表面进行,而 且废气热管外侧为翅片,这样换热面积增大,传热得到强化,因而使换热 系数得到了很大的提高。 (2) 、彻底解决泄漏问题:由于热管是单管作业,冷热流体完全隔开,有 效防止水汽系统的泄漏。在运行时,废气的大量冲刷,即使管子一端被腐 蚀传,只能使该热管失效,而管子另一端是完好的,不会造成冷侧的气水 泄漏到热侧,确保了系统的安全运行,彻底解决了设备泄漏问题。 (2) 、减轻露点腐蚀:热管余热锅炉每一根管子的壁温是一个值,这就使 相当一批热管在酸露点以上工作,当壁温比酸露点高 1℃以上时,就可以避 免露点腐蚀。通过调节热管冷热段受热表面的比例来调整管壁温度,避开 最大腐蚀区。 (3) 、减轻积灰、堵灰及解决灰堵问题:热管余热锅炉避开了露点,管壁 不结露,就大大减少了灰的附着力,而且热管余热锅炉从设计上更科学合 理,使其本身就具有一定的自吹灰能力。 (4)、阻力损失小,可以适用于老机组的改造。一般情况下,增加了余热 回收设备,热废气的阻力增加在 350Pa 左右。 (5) 、单根或多根热管的损坏不影响设备整体使用。 (6) 、如果采用新型镍基钎焊管技术:表面增加了硬度,而且光滑,大大 减少了积灰、磨损和腐蚀,延长了设备的使用寿命。 3、 采用热管余热锅炉安全可靠: 由于热管余热锅炉解决管子的磨损、 腐蚀, 设备的积灰、灰堵,延长了设备使用寿命,所以选用此设备安全可靠。 三、水处理系统 1、设计依据 结合余热锅炉的设计参数,经过计算石灰窑生产线t/h。考虑到锅炉的运行安全性,其软化、除氧能力应留有余量。 2、工艺流程 由于锅炉用水水质应满足《工业锅炉水质要求》 ,工业用水应进行软化 除氧后方可用于锅炉。工业用水先靠自身压力通过全自动软水器软化后进 入软化水箱,再经过常温过滤除氧器进入除氧水箱,锅炉给水泵采用变频 控制,每台锅炉有两台水泵供水(一用一备) 。若水质太差应考虑增设过滤 装置。 3、水处理系统组成 序号 1 2 3 设备名称 全自动软水器 软化水箱 锅炉给水泵 设备参数 4t/h 4m3 4t/h 数量 1 1 4 备注 一用一备 四、余热回收装置电控系统方案 该方案本着安全实用、经济可靠的原则进行设计。 本系统过程控制采用智能仪表,给水系统采用变频自动连续供水,由 PLC 系统实时控制。 1、设计范围 从水处理车间工业用水入口至锅炉蒸汽出口(包括水处理及锅炉本体 设备)的系统监测及控制。 2、监测及控制功能 实现对汽包液位、汽包压力、软化水箱水位、除氧水箱水位、水泵出 水压力等监控。 采用分布式控制,汽包和除氧水箱的液位采用 PLC 自动控制,非主要 压力检测参数就地显示,关系到装置安全的汽包液位测量为双系统,汽包 和除氧水箱液位调节采用变频器控制水泵的转数。 天津华能能源设备有限公司 联系人:李军