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山冶设计新型环保烧结工程技术特点及应用
信息来源:世界金属导报2018-07-24B01      时间:2018-07-26 10:00:51


日照钢铁精品基地500m2烧结工程由山东省冶金设计院股份有限公司(以下简称:山冶设计)设计和承建,该工程在工艺配置和设备选用上采用了一系列高效节能环保新技术,以适应烧结机大型化、现代化的要求。该烧结工程多项工艺和技术在国内属于首创,达到了国内领先、国际先进的水平。

1烧结工程技术特点

1.1总图布置紧凑集中

日照精品基地2×500m2烧结车间的燃料系统、配料系统、混合系统、整粒系统、余热发电系统、脱硫脱硝系统等均采用集中布置,从而节约占地面积,简化工序流程。

日照钢铁精品基地吨烧结矿占地面积仅0.017m2(含脱硫脱硝系统),这得益于总图的紧凑布置。该布置方式物流顺畅有序,降低工程投资和运行成本,减少劳动定员,方便生产管理和设备维护。

1.2燃料系统紧凑布置和预筛分工艺

燃料破碎系统的设计特点主要体现在紧凑和预筛分工艺的布置形式。一方面,采用预筛分工艺,将小于3mm的筛下物作为成品直接送至配料室,尽量减少小于0.5mm粒级的含量。且预筛分后,破碎机作业率降低,达到节能的效果。另一方面,将对辊和四辊破碎机集中布置于同一个厂房内,粗碎细碎布置紧凑,缓冲仓给料仓合一,节省固定投资和占地面积,节省物料倒运能耗,降低环境除尘负荷。

1.3配料室并列布置和优化配料设备

两台烧结机配料系统采用并列配料仓结构,布置紧凑便于管理。物料不同,给料方式也不同,其中混匀矿、燃料、石灰石、白云石、返矿采用带式给料机和称重皮带秤配料,生石灰采用双螺旋给料机和封闭式称重皮带秤配料,给料设备变频调速。各料仓采用称重传感器称重,满足了烧结专家系统燃料模型、返矿模型的投用要求。同时采用自动配料技术,提高配料精度,稳定生产,提高烧结矿产量和质量。

1.4合理配置混合机

采用两段混合制粒流程,一次混合机主要用于混匀传热,二次混合机主要用于强化制粒。一次和二次混合均采用?5m×23m的圆筒混合机,通用备件以降低采购成本。混合机刚性支撑、露天布置,便于大型混合机的安装和检修。

混合机采用了以下技术措施保证混合制粒效果:1)一次混合机变频启动,二次混合机变频运行,根据制粒情况调整二次混合机转速,提高成球率,改善混合料透气性;2)混合机出口设置水分控制仪,实现测水和加水的自动闭环调节,稳定混合料水分;3)混合用水均为80℃的热水,采用变频调速的加压水泵供水,保证供水的稳定性和准确性;4)二次混合机备用蒸汽预热以提高混合料料温,强化制粒效果;5)筒体内衬采用高耐磨自润滑稀土含油尼龙衬板,并在进料端设扬料板,防止粘料,另外,一次混合机设自动清料装置。

1.5烧结机混合料活页门液压控制技术

烧结机混合料槽设十套液压缸开启的活页门,可通过烧结专家系统远程设定和控制料层厚度。根据检测料层的厚度,通过液压系统,自动控制活页门开度,实现布料、烧结终点和透气性的自动控制。

通过对主、辅闸门油缸的控制,实现对烧结矿料平整度及厚度的控制,使料层厚度保持一致。系统的主要执行及检测元件由十路液压缸、八路雷达测厚传感器、九路位移传感器等组成。主闸门油缸两个一组,辅闸门油缸八个,主闸门油缸控制总矿料的输入量,保证总矿料均匀,辅闸门油缸控制原料的厚度及平整度。八路雷达物位仪用于检测对应辅门位置料层的厚度,测量值用于显示及反馈到PLC进行计算后控制八个辅闸门的进给量。九路位移传感器分别给出主辅门的实际位置,用于主辅门位置的闭环控制及画面显示。

1.6烧结机台车加宽技术

台车加宽技术是提高烧结抽风面积、增加烧结矿产量的有效手段。本工程采用盲篦板式台车加宽方式。

在保证轨道中心距6305mm不变的前提下,在宽度方向两侧加宽并安装不透风的盲篦板,台车下栏板与车体的把合面相应向外移250mm,从而将台车上部烧结宽度加宽到5500mm,加宽部分采用直通梁结构形式固定。通过台车加宽,烧结面积扩大10%,并可明显减少台车侧壁部位的漏风量,改善烧结台车边缘效应,减少烧结返矿率,提高产量。

1.7环冷机水密封技术

球团环冷机具有漏风率低、吨矿耗风量小等优点,日照钢铁精品基地成功将球团环冷机用于烧结生产。将球团环冷机技术与烧结环冷机技术有机结合,在框架结构、台车类型、上下密封、温度控制、卸料系统、冷却配风、余热收集等方面进行了全面升级和创新,主要体现在以下几个方面。

1)将销齿传动改为摩擦传动,有效解决了环冷机大型化后销齿传动的弊端。

2)风箱与回转框架之间采用水 橡胶密封方式,漏风率低,减少粉尘污染。水密封保证了10%以内的超低漏风率,有效减少冷风配入量,吨矿所需冷风量比传统环冷机节省18%。由于漏风率低,绝大部分冷风穿过料层,冷却风机出口压力降低,按3650Pa设计。由于风量和风压降低,冷却风机电耗降低30%。

3)设双层内保温台车栏板,有效控制辐射散热,提高废气温度和栏板使用寿命;同时阻挡了废热外散,避免了岗位环境的高温。

4)台车栏板与烟罩之间采用水密封结构形式,水密封防止了罩内热废气的外泄和冷风的兑入,环冷废气的显热大幅提高,有利于余热回收,吨烧结矿发电量增加2-3kWh。

1.8备用的集中筛分工艺

烧结矿筛分整粒系统分为两个系列,共设有四套高效环保筛,集中在一个厂房内布置。正常生产时每台烧结机对应两套高效环保筛,筛分共用皮带双线设置,两套筛分除尘各自独立。为了保证在任意一台环保筛出现故障时生产依然能够正常进行,另外离线备用一套环保筛。集中筛分工艺物料转运少,返矿率低,扬尘点少,节能环保,便于集中管理。

1.9主抽风机变频运行

由于烧结生产不同时期漏风率不同,原燃料条件也有差异,主抽风机变频运行可适应烧结生产多种工况。选用两台工况风量26000m3/min主抽风机,为降低运行费用,风机采用异步电机,变频控制。采用高压变频器起动和变频调速运行,合理控制主抽风机运行状态,提高烧结生产效率,节电率达到20%左右。同时实现两台电机与两台变频器无扰切换,互为备用。

1.10全自动闭环控制

烧结工艺过程采用全自动控制,主要的闭环控制有:配料优化模型、燃料比率控制模型、返矿比率控制模型、混合料水分控制模型、混合料量控制模型、烧结机布料控制模型、点火控制模型、烧透点偏差控制模型及烧透点控制模型。

2节能环保技术的应用

2.1选择性烟气循环工艺

烧结选择性烟气循环技术是有选择地将烧结废气返回点火器后的烧结机台车上部烟罩中循环,从源头控制污染物产生和排放,可减少脱硫脱硝系统30%-40%的烟气量,SO2、NOx排放降低约40%,二噁英排放降低约70%。同时对烧结大烟道高温烟气进行余热利用,可降低固体燃耗约2kg/t。

选择烧结机头、尾部烟气进行再循环。烧结机中部的烟气作为废气直接排入一个烟道,经脱硫脱硝设备净化后进入烟囱排至大气中。烧结机头、尾部的烟气排入另一个烟道,总烟气量的30%-40%与环境空气混合,再循环至安装在烧结机台车上方的循环烟罩内,剩余部分烟气经脱硫脱硝设备净化后进入烟囱排至大气中。

2.2高效环冷余热利用

日照精品基地环冷机为上下水密封结构,能够把烧结冷却后的热量收集起来,产生高温烟气,送入锅炉进行热交换生产中低压蒸汽。其中环冷一、二段烟气分别进入余热锅炉,一段烟气经高压过热器与二段烟气混合,经高压蒸发器、高压省煤器、低压蒸发器、凝水加热器后排出锅炉。余热锅炉出口气体再经过循环风机送入环冷一、二段进行热交换。

为充分利用环冷机三段低温烟气余热,在环冷机上部设置烟气热水换热器,制取热网循环水。

2.3多种除尘设施应用及浓相气力输送技术

两台烧结机各配有机头除尘、配料除尘、机尾除尘、筛分除尘、燃料除尘、成品除尘、转运站除尘等共11套除尘系统,很好地满足了国家环保要求。特别是针对一次混合机入口扬尘严重,而传统的除尘效果差的特点,特别设计了干雾抑尘装置,运行效果良好。

除尘灰气力输送可避免除尘灰转运过程中二次扬尘污染,改善工作条件和厂区环境。采用浓相气力输送技术,具有密封性能好、输送效率高、输送距离远、消耗气量少、运行费用低等优点。系统自动化程度高,运行状况动态显示,故障报警,设有远操及手动功能,操作管理灵活、方便、可靠。 (吴洪勋 魏淑超 宋佳强 李焱 乐建华 华旭军)

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