摘  要  AOD精炼炉余热回收系统充分利用冶炼产生的高温废气，通过双压余热锅炉合理设计最大限度地生产蒸汽，用于汽轮机透平做功，驱动布袋除尘系统引风机工作，从而达到节能降耗、并为后续除尘系统安全运行提供保障的目的。

关键词  AOD精炼炉  烟气  余热回收  

1  前言

节能降耗与余热利用不仅是当今世界共同关注的热点，也是我国高度重视的政治与经济任务[1]，为积极响应国家“十三五”期间对资源高效利用，环境保护，科技创新的要求，北海诚德金属压延有限公司依据集团整体规划，北海诚德金属压延精炼分厂一期工程2015年6月新建2台90吨AOD精炼炉余热回收系统。

AOD精炼炉炉气一般采用完全燃烧方式，冶炼时产生的含CO的烟气在炉口和吸入的空气混合燃烧后，产生的烟气温度～1450℃，完全燃烧后的精炼炉烟气具有温度高，烟温波动大，含尘量高，粉尘在烟气的降温降速过程中也存在沉积。对于上述冶炼过程中产生的高温烟气，过去比较普遍的做法是采用水冷烟道对高温烟气进行降温，通过设置的一套循环水冷却系统（循环冷却水采用空冷）将高温烟气降低到250℃左右送入后续的布袋除尘器，以满足除尘器的运行要求。但是采用循环水冷却的办法，高温烟气的余热没有得到充分利用，浪费了大量的高温余热资源，而且还消耗了水资源和电力。通过对AOD精炼炉高温烟气余热回收利用，有效降低系统排烟温度，控制热污染，确保后续布袋除尘器运行安全及炼钢系统的稳定运行；同时产生一定温度、压力的饱和蒸汽，驱动汽轮机等，可有效降低炼钢精炼工序的生产成本，提升企业钢铁产品的价格竞争优势，改变了以往除尘系统“光花钱没效益”的观点，为典型的节能减排项目，具有十分显著的社会效益。

2  工艺流程和主要设备

高温废气（废气成分）经炉口汽化烟道进入双压余热锅炉，到达余热锅炉的废气平均温度正常为630℃（最高900℃），经五级中压蒸发器、一级低压蒸发器换热后废气温度降低到250℃以下，然后通过增压风机送入后续袋式除尘器系统。双压余热锅炉产生两种不同压力的饱和蒸汽，其中中压蒸发器产生的2.4MPa饱和蒸汽送入蓄热器，经蓄热、降压后产生稳定连续的1.0MPa、184℃、15t/h（单套）的饱和蒸汽进入分汽缸，然后送入汽轮机主蒸汽管，经汽水分离进入汽轮机驱动引风机工作，做功后蒸汽冷凝回到除氧器。低压蒸发器产生的0.3MPa、143℃、3t/h（单套）饱和蒸汽供系统自身热力除氧用，多余部分排空。

2.1  烟气流程

高温废气经锅炉汽化烟道、五级中压蒸发器、一级低压蒸发器产生两种不同压力的饱和蒸汽后降温至250℃，再通过增压风机送入后续袋式除尘器，达到排放标准的烟气通过除尘风机后排放到大气中。烟气为U型流程，当锅炉进口温度＞900℃时，控制室显示、报警。考虑到AOD精炼炉烟气含尘量较大，为避免换热器系统积灰，在锅炉本体侧设有激波吹灰器，锅炉底部设有灰斗和卸灰阀，可定期人工清灰、卸灰。

2.2  水汽系统流程

水汽系统设有集中式泵房（2套锅炉共用），自界区外来软水进入软水箱，然后由设置的2台软水泵（1用1备）送入热力除氧器除氧；除氧后的除氧水分成两路，其中一路通过设置的4台低压给水泵（2用2备）送入2台低压汽包；另一路通过设置的4台中压给水泵（2用2备）送入2台中压汽包；蓄热器的补水通过备用1#锅炉中压给水泵供给。汽化烟道、蒸发器与汽包之间通过上升、下降管实现汽水自然循环，中压汽包产生的2.4MPa饱和蒸汽，经蓄热器蓄热、稳压至1.0MPa后送至分汽缸，然后由汽轮机主蒸汽管经汽水分离进入汽轮机驱动引风机工作，做功后蒸汽冷凝打回到除氧器；低压汽包产生的0.3Mpa饱和蒸汽送入热力除氧器用作除氧，多余部分自动排空或进入低压管网。热力除氧器用蒸汽从低压饱和蒸汽总管引出，作为一次蒸汽送入除氧器除氧头。另自低压蒸汽总管引出2根支管，分别送至除氧器水箱，作为二次蒸汽及辅助加热蒸汽。

2.3  其他辅助设备

系统还配置了排污系统、取样系统、放空、放净系统及加药装置。自动控制系统采用SIEMENS的PLC作为控制器，研华牌工业计算机作为人机界面。凝汽式汽轮机还配备T505系统。

3  运行效果和经济收益

3.1  运行效果（单套，304工况下，见表2）

3.2  经济效益（见表3）

基础投资:4500万元。

设计运行时间：10年。

每小时平均投资：539元。

每小时平均钢产量：115吨

4  存在不足和改进措施

4.1  存在不足

（1）正常冶炼条件下，产气量（38t/h）大于用气量(26 t/h),排空时间较长，噪声较大(已安装排空消声器)，浪费水资源。汽轮机疏水排放到界区以外。

（2）中压汽包补水时段出口烟气平均温度≥225℃，此时段余热仍可以回收利用。

（3）余热锅炉系统排污量占补水量8%，余热锅炉维修、检修时须将水排空，进入排污管网。

4.2  改进措施

（1）按照实际蒸汽流量加装汽轮机（3号炉和一炼钢产能改造）；设置消声冷凝室，将排空、疏水装置末端引入，冷凝后水打回热力除氧器，消除噪声污染，形成封闭水循环。

（2）低压蒸发器上端安装中压给水省煤器。抬高给水温度，减少排烟热损失，提高锅炉热效率[2]。管内走水，管外流烟气，烟气侧应采用翅片 [3] 。

（3）锅炉系统排污、排水可以为水泵房浊环补水，提高水资源利用率。

5  结语 

高效回收利用余热余能资源是未来钢铁工业节能的潜力所在[4] ，本实践证明北海诚德金属压延精炼分厂AOD精炼炉余热回收系统取得了良好的经济效益和环保效益。投运以来，安全稳定，达到预期效果，操作使用、维护、维修简便，成本低廉，为以后集团扩建和产能改造提供了现实依据。达到了国内不锈钢冶炼企业余热回收利用先进水平，完成了吨钢能耗指标不断下降，节能降耗成效显著[5]的总体目标。

6  参考文献

[1]王绍文，杨景玲，贾勃.冶金工业节能与余热利用[M].北京：冶金工业出版社，2010.前言.

[2]沈贞珉，邢磊.司炉读本[M].北京:中国劳动社会出版社，2008.29.

[3]刘纪福.余热回收的原理与设计[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2016.35.

[4]王绍文，杨景玲，贾勃.冶金工业节能与余热利用[M].北京：冶金工业出版社，2010.15.

[5]王绍文，杨景玲，贾勃.冶金工业节能与余热利用[M].北京：冶金工业出版社，2010.14.