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首钢京唐550m2烧结机的余热循环新工艺

1前言

首钢京唐公司550m2烧结机自2009年5月9日投产以来，

十天顺产，两个月达产达效，各项技术经济指标在短期内达到设

计目标，并保持了持续的高产、顺行的生产局面。为适应严峻的

钢铁市场形势，努力降低生产成本，为此，烧结厂干部职工在保

证质量稳定的基础上，努力在现有的条件下，认真落实科学发展

观，克服困难，发挥自身优势，多渠道开展对标挖潜工作。烧结

环冷机余热技术的开发和应用就是深化节能减排工作的一大创

举，如何有效的、最大化的对烧结余热进行回收，已成为烧结工

序能耗的重要课题。

研究表明，烧结矿冷却显热约占烧结矿总热量支出的20%～

38%[1]，为充分考虑环冷热废气的利用，首钢京唐公司钢铁厂依

据总体规划，在550m2烧结机与环冷机旁配置了一套环冷余热

锅炉。该系统的设计使用，既有利于烧结矿的冷却，减少热空气

及粉尘的外排，又可为企业创造经济效益。整个余热系统工艺流

程简单，自动化程度高。

2.余热循环新工艺简介

2.1余热回收设备构成及工作原理

首钢京唐550m2余热回收系统包含高温段余热回收装置和

低温段余热回收装置。高温段余热回收装置由高压过热器，高压

蒸发器、锅筒及外连管路，高压水预热器，低压蒸汽发生器、锅

筒及外连管路等组成。低温段余热回收装置由低温段水预热器及

其流体进出接口等组成。其中蒸汽发生装置采用的是具有良好导

热性能的翅片管作为传热元件。基本结构如图1所示。它的工作

原理是：热流体的热量由翅片管①传给管内的饱和水（饱和水由

下降管④输入），并使其汽化，所产汽水混合物经上升管②达到

锅筒③，经集中分离以后再经蒸汽主控阀输出。这样由于翅片管

不断将热量输入管内，通过外部汽―水管道的上升及下降完成基

本的汽―水循环，达到将废气降温，并转化为蒸汽的目的。图

1翅片管原理图

2.2余热循环工艺流程

烧结生产中，从烧结机机尾翻下的热烧结矿经单辊破碎后，

通过溜槽布到环冷机台车上。为保证出环冷机烧结矿温度在

150℃以下，环冷机四周布置了6台环冷鼓风机，上部设置有冷

却风罩，通过鼓风热交换进行烧结矿热矿冷却，下部设有24个

风箱和2个散料斗，每四个风箱为一段，对应一台环冷鼓风机。

余热回收系统利用环冷机鼓风环冷第一冷却段的高温废气

（350-450℃）、第二冷却段的中温废气（250℃）进行余热回收。

工艺流程为：高温废气经过多管除尘器除尘后进入余热锅

炉。余热锅炉分两段布置：高压余热锅炉（蒸汽压力1.1MPa）

和低压余热锅炉（蒸汽压力0.3MPa）。除尘后到达高压余热锅

炉的废气温度为～400℃，经高压过热器、高压蒸发器、高压水

预热器后废气温度降低到210℃；再经低压蒸发器、低压水预器

使废气温度降低到130℃左右，然后通过冷风吸入阀掺混冷风将

废气温度降低到130℃后，通过可变频循环风机将130℃废气送

回到环冷机下部风箱内，作为一冷段热风冷却使用（余热烟气流

程见图2）。

图2余热烟气流程图

经过如此反复循环，将高温烟气热量传入水介质。高压余热

锅炉产生的高压蒸汽（～40t/h，1.1MPa，～230℃）供管网，低

压余热锅炉产生的低压蒸汽（12.8t/h，0.3MPa的饱和蒸汽）供

系统自身热力除氧和二次混合机预热混合料使用。同时利用环冷

机尾部的低温废气（250℃）经低温段水预器预热后，温度降至

（200℃）由烟囱排放，低温段水预器将水预热至～70℃后送入

热力除氧器，然后通过给水泵送入余热高压锅炉。余热回收系统

工艺流程图见图3（图中实线部分为水汽流向图，虚线部分为烟

气走向图）。

图3余热循环新工艺流程图

2.3余热回收系统控制模式

余热系统使用一套PLC控制系统，采用单用户系统组态，控

制室设独立操作站，并通过以太网实现在烧结主控室的显示及操

作控制。可通过调节各个电磁阀开度，实现软水箱水位、热力除

氧器液位及温度、高压和低压锅炉液位及压力、回风温度（冷风

吸入阀开度）等的自动控制。这套自动化控制系统，自动化程度

高，中控可通过余热操作画面，对整个系统进行监视；通过余热

PID调节目标值设定，对余热各个部分情况进行调节。这套系统

可将高压低压锅筒液位控制在中线上下50mm波动