烧结机富氧点火技术应用方案的研究与设计.pdf

第 卷第 期 年 月甘 肃 冶 金.文章编号:()烧结机富氧点火技术应用方案的研究与设计李宝成(河钢集团唐钢公司 河北 唐山)摘 要:对目前钢铁行业较关注的烧结机排放口 较高问题进行分析研究并详细介绍了烧结机富氧点火燃烧工艺技术 设计氧气外网系统、烧结富氧平台系统、点火炉增加纯氧助燃等装置以及配套的电力系统、自动化仪表检测系统、计算机控制系统等辅助设施使系统富氧经助燃风管道助燃风、氧气混合器进入到点火炉烧结机助燃风管道内的应用方案实现烧结过程富氧点火燃烧的目的 该技术能进一步降低烧结机头排放口 排放浓度有效控制和节约煤气用量对钢铁企业超低排放提供了借鉴关键词:烧结机点火炉富氧二次燃烧中图分类号:文献标识码:():.:引言钢铁企业烧结生产过程中产生大量 原因主要有两种一种是烧结过程产生的 吸附于固定碳周围随着气温升高发生气化反应生成 另一种是烧结过程中出现局部低氧气氛造成碳不充分燃烧产生 另外烧结过程受向下气流的影响焦炭强气流条件下比静态燃烧更易产生 其体现在 的二次燃烧反应上 随着抽风负压的增大气流速度变快 来不及燃烧就被抽离出燃烧带也是产生 的一个重要原因 因此在烧结过程中需要充足的 使固体燃料充分燃烧和产生的 二次燃烧完全河钢唐钢新区 烧结机、烧结机点火炉使用的燃料为高炉煤气采用空气助燃通过使用和提高烟气循环量和料面蒸汽喷洒等治理措施烧结机头废气排放口 排放值浓度有一定程度的降低 目前国内其他钢铁企业和河钢集团内部同时具有烟气循环系统和料面喷吹蒸汽等工艺手段的烧结机尚数不多为进一步降低烧结机头 排放经过与国内多家钢铁企业和设计单位调研论证烧结机点火炉在富氧条件下助燃可以进一步减少烧结机机头烟气中 排放浓度 同时还可以降低煤气使用量提高烧结成品质量和产量 因此对提高烧结过程氧含量展开较深入研究在烧结机机头点火器增加纯氧助燃装置将唐钢新区低压氧气外网的 经过富氧平台内压力调节阀组及流量调节阀组将 压力适当降低经助燃风管道上安装的助燃风、氧气混合器进入到助燃风管道内通过点火器进入流程以实现烧结过程富氧气氛目的 工艺介绍河钢唐钢新区 烧结机、烧结机点火炉使用的燃料为高炉煤气采用空气助燃通过增加氧含量助燃富氧燃烧采用含氧量超过的空气助燃可降低烟气的体积减少排烟热损失提高点火炉热效率达到节约燃料、降低成本的目的 另外氧含量的提高可显著提高理论燃烧温度降低燃料燃点改善火焰质量使烧结点火炉燃烧低热值高炉煤气成为可能且燃烧温度的提高可加快点火速度 设计范围包括氧气外网系统、烧结富氧平台系统、烧结富氧平台系统以及配套的电力系统、自动化仪表检测系统、计算机控制系统等相关辅助设施.设计原则烧结机点火炉富氧助燃点火采用国内外成熟、先进、可靠、实用的技术和装备选用合理工艺建设一座清洁、安全、节能、先进的一流设施保证设备水平达到国内领先、国际同类先进水平各项技术经济指标达到国际先进水平.技术原理为满足唐钢新区 烧结机、烧结机点火炉助燃风管道内富氧率平均最大的要求确定每个烧结 的平均用量和最大用量具体见表 表 用户及用量表/(/)用户平均用量最大用量烧结机用量 烧结机用量 合计用量 根据上述 用户及用量表从原有 低压氧气主管网上引一根 的氧气管道敷设至及 烧结主厂房外与车间内的富氧平台连接经助燃风、氧气混合器后进入助燃风管道表 烧结富氧工艺主要系统组成主要装置数量/套氧气外网系统烧结富氧平台系统烧结富氧平台系统.工艺流程简述烧结富氧工艺流程即将唐钢新区低压氧气(.)外网的 经过富氧平台内压力调节阀组及流量调节阀组将 压力调整到.流量调节到 /再经助燃风管道上安装的助燃风、氧气混合器进入到助燃风管道内、烧结富氧阀门平台尺寸均为.高度.采用钢框架结构 平台四周设置栏杆并与原有钢梯休息平台连接 钢平台通过高强化学植栓固定在烧结主厂房.平台框架梁及主厂房框架柱上工艺流程如图 所示图 烧结富氧点火燃烧工艺流程图.工艺设备及布置氧气外网:氧气管道沿唐钢新区西环路现有动力综合管网内低压蒸汽管道东侧预留的空间进行敷设进入到两台烧结机区域后沿现有烧结区域动 甘 肃 冶 金 第 卷力综合管网及厂房东侧除尘管道敷设进入到烧结主厂房内 此氧气外网均无需新建支架经富氧平台阀组调压、调流量后敷设至主厂房.的平台上经助燃风、氧气混合器后进助燃风管道富氧平台:烧结机富氧平台和 烧结机富氧平台设置在烧结主厂房.平台上位于大烟道东侧靠近烧结机烟气循环附近平台.高.其上设氧气压力调节阀组、流量调节阀组、快速切断阀、止回阀、阻火器及氧气管道主要设备情况见表 表 主要设备清单序号区域设备名称数量/台氧气外网氧气专用截止阀烧结机助燃风机助燃风、氧气混合器烧结机助燃风机助燃风、氧气混合器烧结机富氧平台氧气专用截止阀烧结机富氧平台氧气专用截止阀烧结机富氧平台氧气专用止回阀烧结机富氧平台氧气专用止回阀烧结机富氧平台氧气过滤器烧结机富氧平台氧气过滤器烧结机富氧平台氧气阻火器烧结机富氧平台氧气阻火器烧结机富氧平台气动快速切断阀烧结机富氧平台气动快速切断阀烧结机富氧平台压力调节阀烧结机富氧平台压力调节阀 自动化仪表及控制系统.主要仪表流量仪表:气体流量测量采用差压值计算并辅以温、压补偿差压值测量使用差压变送器一次取压装置使用法兰式喷嘴在氧气接取总管部位安装独立流量计流量计采用标准喷嘴法兰式一体化流量计配套温压补偿仪表及流量转换单元流量转换单元须与现有型号保持一致执行机构:根据被调介质以及工艺要求选择调节阀并配套安全可靠的执行机构富氧控制属于关键部位调节阀处于高温区域须采用分体结构速断阀采用气动执行机构 配套现场显示部件能够直观显示执行器运行状态及相关参数具备断信号、过扭矩等故障自诊断及保护功能配备手轮能够实现就地电动和手动操作隔离器:所有仪表模拟量输入、输出信号均加装隔离器(或配电器)隔离器(或配电器)按照 通道数量配置齐全氧气浓度分析:采用分体式氧化锆分析仪 固定式可燃、有毒报警器应具备就地声光报警功能配备报警器监控主机主机安装在烧结主控室.基础自动化控制系统富氧平台仪表数据采集及控制通过 完成 烧结机与 烧结机各增设 远程/柜一面安装在现有 烧结机、烧结机烟气循环 室内自动化控制系统电源取自现有烟气循环系统 硬件选型、配置、机柜设计及布置必须与现有 烧结机、烧结机烟气循环控制系统保持一致 介于富氧的安全性要求 柜中机架模板电源和信号 电源均需冗余配置并配置冗余模块富氧平台监控画面、趋势等编程调试任务并将监控画面趋势等最终集成融入到现有中控上位机显示画面内在原烧结控制室内进行监视与控制 运行情况目前唐钢新区 烧结机、烧结机燃烧介质采用的是高炉煤气煤气成分见表 表 高炉煤气组成/组份含量.备注:单位为/设计的助燃风管道内平均富氧率 最大富氧率 进行了相关测试并得出如下结果:在富氧率 条件下燃烧烧结机头排放口 浓度由 /降至约 /排放口 浓度可降低 以上如图 所示在富氧率 条件下燃烧两台烧结机高炉煤气燃料消耗(吨烧结矿消耗煤气量)由/降至 /燃料消耗降低 以上如图 所示在富氧率 条件下燃烧两台烧结机产量由 /提升至 /两台烧结机日产量提升约 如图 所示第 期 李宝成:烧结机富氧点火技术应用方案的研究与设计 图 富氧率与烧结机头排放口 排放浓度变化趋势图图 富氧率与烧结机吨矿高炉煤气消耗量变化趋势图图 富氧率与烧结机日产量变化趋势图 结语 烧结机富氧点火技术是通过在烧结机点火炉增加纯氧助燃装置经助燃风管道助燃风、氧气混合器进入到助燃风管道内以实现烧结过程富氧条件下燃烧烧结机点火炉在富氧条件下燃烧可以实现烧结机头排放口 浓度进一步降低有效控制和节约煤气燃料的消耗用量成本并且可小幅提升烧结矿产量 因此实现烧结过程富氧点火燃烧对钢铁企业超低排放提供了借鉴参考文献:廖继勇郑浩翔甘 敏等.烧结烟气 的产生及治理途径生成机理及排放规律.烧结球团():.周浩宇刘 前李 谦等.冶金烧结超低负压点火技术及装置的研究与应用.世界有色金属():.郭佳琪车婧琦潘妮.富氧燃烧技术在烧结点火炉上的应用分析.冶金能源():.刘 前周浩宇裴元东等.富氧条件对低热值燃气烧结点火的影响.中国冶金():.姜 颖.探索烧结富氧点火自动控制的实现与应用.世界有色金属():.收稿日期:作者简介:李宝成()男河北省古冶区人工程师本科 主要从事节能环保工作 甘 肃 冶 金 第 卷