沙钢100t电炉烟气余热回收系统优化研究

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电炉炼钢是一种高耗能的生产工艺,冶炼期间由冷却水、烟气及烟尘带走的热量约占电炉总热量的22%~27%。为回收该部分余热资源,沙钢集团有限公司先后在1#~4#电炉上实施了烟气余热回收项目。其中1#~3#电炉应用的是热管余热锅炉技术,4#电炉应用的是列管余热锅炉技术。由于4#电炉余热回收系统存在较多设计缺陷,投运后一直未能正常运行,回收效率明显低于正常水平。本文针对4#电炉余热回收系统存在的设计缺陷进行分析研究,查找和分析导致各类故障的直接原因,利用工程改造经验对部分结构进行改造,使系统性能及余热回收水平大幅度提高。本文主要结论如下:(1)通过对水冷烟道取样分析,查明导致水冷烟道开裂的主要原因管道材质及结构设计不合理,导致水冷烟道承受周期性局部超温发生蠕变破坏和应力破坏,从而发生大面积裂纹和漏水。经过对水冷烟道的材质和结构重新优化,调整烟气流速和冷却速度,有效提升了烟道使用寿命,同时降低了备件采购费用。(2)通过查阅实际运行数据,查明导致锅炉入口烟气温度低、排烟温度高、产汽量低的主要原因为铁水比不足、烟气量偏低、烟气温度偏低及锅炉换热面积不足等原因。在对实际烟气流量重新标定,根据不同冶炼工况选择合理烟气流量及温度、新增锅炉换热面积后,余热锅炉对实际工况的适应性增强,回收效率提升。(3)针对余热锅炉周期性产汽对外网造成的冲击影响,查明原有蓄热器管路及控制方式设计不合理,不能满足蓄热功能的需要。通过调整蒸汽蓄热器充热、放热方式和控制方式,确保了外送蒸汽压力、流量稳定,减少余热蒸汽对外网的冲击,提高蒸汽利用价值。(4)系统性能测试情况表明,优化改进后的余热系统更适应实际工况,蒸汽回收量峰值为279.846 kg/t钢,平均值为163.8 kg/t钢,回收效率比改造前提高近50%,经济效益显著。
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