浅析烧结环冷机中温热废气的再利用
张学红
（中冶长天国际工程有限责任公司上海分公司，上海２０１９９９）
摘要：通过国内某特大型烧结厂２号烧结环冷机中温热废气再利用的实例，介绍了在环冷机高温热废气回收生产蒸汽或余热发电后，中温热废气再利用的一套解决方案。该方案实施后，进一步减少了环冷机对空排放热量，同时变环冷机上粉尘无组织排放为有组织排放，减少了粉尘排放量。关键词：铁矿烧结；环冷机；中温热废气；余热回收；生活热水中图分类号：ＴＫｌｌ＋５，ＴＦＵ４６．４
文献标识码：Ａ
文章编号：１０００一８７６４（２０１３）０６—００４５一０４
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１
概述
国内某特大型烧结厂２号烧结环冷机为
废气中的粉尘也由无组织排放变成有组织排放。
根据该厂对环冷机上部热废气温度测试，其环冷机排放的热废气可分为三类：
４６０
ｍ２强制鼓风式环型冷却机。其台车上部（１）高温热废气：１’和２。排气筒排放的热废气。其中，１”排气筒热废气温度约为３８０℃，２”
约为２８０ｃＣ，混合后高温热废气的平均温度约为３４０℃。
ｌ。、２’排气筒之后的密封罩原为人字形结构，离台车上部沿口高度约６００ｍｍ，环冷鼓风在穿透料层对烧结矿进行冷却后形成环冷热废气，热
废气携带着烧结粉尘从沿口处排人大气，造成环冷区域粉尘无组织排放，污染严重。
为解决环冷区域粉尘污染问题，２０１０年１１
（２）中温热废气：３。排气筒排放的热废气，
温度约为２６０℃。
（３）低温热废气：４。和５。排气筒排放的热废
月，该厂对环冷机进行了改造，将人字形密封罩改为门型密封罩。门型密封罩紧贴环冷机台车上部沿口，其间隙处采用镍铬丝陶瓷棉外密封。密封后，环冷机上部热废气通过增设囝３
６００
气。其中，４。排气筒热废气温度约为１５０℃，５４
约为８０℃。
对于高温热废气，国内各烧结厂早在９０年代初就开始回收用于生产蒸汽。该厂１９９１年投产时就同步设置了余热锅炉对环冷机ｌ。和２”排
ｍｍ、顶口标高为３０ｍ的３。、４。、５。排气筒排出，热
收稿日期：２０１３一０７一Ｏｌ
作者简介：张学红（１９７０一），男，高级工程师，从事暖通设计工作。
万方数据
４６
烧
结
气筒排放的热废气进行余热回收。现今，国内不
少烧结厂已开始利用高温段废气进行余热发电。
对于中温热废气，因余热回收价值比较高，该厂在２０１０年１１月实施的环冷机改造项目中，
对其进行了余热回收，用于生产８０℃左右的热水作为混合机的添加水。而目前国内其它大型
烧结厂尚无利用报道。
低温热废气因温度较低，在现有技术条件下，回收效益不高。所以，国内暂无回收利用实例。
本文就环冷机中温热废气回收，从工艺流
程、工艺参数选取、设备选型、调节和控制、投资收益以及推广前景等方面作一浅析，以期为环冷机中温热废气合理利用提供可行的途径。
２工艺流程
中温段热废气平均温度约２６０℃，若采用
通常的余热锅炉生产过热蒸汽，产汽率非常低，
且投资较高。但利用中温热废气生产高温热
水，其流程中主要设备为气一水热交换器，属常压设备，该余热回收工艺流程简单（见图１）、工
程造价低，且因热交换器布置在环冷机上方，不需另外占地。
图ｌ
环冷机中温段热废气回收利用工艺流程
该流程中，包括热风和热水两个系统：（１）热风系统。正常工作状态下，气一水热交换器工作生产热水时，进气电动阀门开，排气筒电动阀门关，环冷热废气通过气一水热交换器，加热新水后排人大气。检修工作状态下，气一水热交换器停机不生产热水，此时进气电动
万方数据
球
团第３８卷第６期
阀门关，排气筒电动阀门开，环冷热废气通过３。
排气简直接排人大气。
（２）热水系统。正常工作状态下，气一水
热交换器工作，新水泵开，热水池补水电动阀门关，生产新水通过气一水热交换器，被加热后进入热水池，再通过添加水泵向一、二次混合机供热水。检修工作状态下，气一水热交换器停，新
水泵关，热水池补水电动阀门开，生产新水直接进热水池，通过添加水泵向一、二次混合机供冷水。
３工艺参数的选取
３．１
中温段热废气量
中温段热废气取自３。环冷风机鼓风段，其
风量为９
２００
Ｎｍ３／ｍｉｎ，按环冷机漏风率３０％考
虑，则中温段热废气量设计值为：￡，＝Ｏ．７×
９２００ｍ３／ｍｉｎ＝６５００Ｎｍ３／ｍｉｎ。
３．２中温段热废气温度
该厂对２’环冷机人型罩处温度进行了现场
实测，结果（表１）表明，中温段（ＩＩ段）热废气温度平均值为２６０℃。
表ｌ
２”环冷机人形罩处热废气温度（℃）
３．３热水参数
３．３．１
热水水质
工业新水（ｐＨ７—８；全硬度＜１５０ｍｇ／Ｌ；Ｃａ
硬度＜１００ｍｇ／Ｌ）。因为热水是用作为混合机添加水，属生产用水，故本项目未对工业新水进行软化处理，这样既可节约投资，也能节省运行费用。
３．３．２
热水参数
水量帜＝４０ｍ３／ｈ＝４００００
ｋｇ／ｈ
进水温度￡．＝５℃
出水温度￡，＝８０℃（考虑热水结垢因素，水
温度不宜大于８０℃）
进水水压Ｏ．４０
ＭＰａ
水的比热Ｃ。＝４．１８７ｌ（Ｊ／（ｋｇ・℃）３．３．３热水耗热量
Ｑ。＝Ｃ，・帜・（￡，一￡１）／３６００＝４．１８７×４００００
×（８０—５）／３６００＝３４８９ｋＷ
３．３．４热风参数
风量Ｍ，＝三，・ｐ＝６５００×１．２９＝８３８５ｋｇ／ｍｉｎ
＝１４０
ｋｇ／ｓ进风温度￡ｉ＝２６０℃
出风温度￡，＝２２８℃（依据气一水热交换器设备厂家提供的数据）
热风密度（温度２０℃时）ｐ＝１．２９ｋｇ／ｍ３热风比热（热交换器内平均温度２４４℃时）
Ｃ，＝１．９３
ｋＪ／（ｋｇ・℃）
３．３．５热风散热量
Ｑ，＝ｃ，×呜×（０一￡。）＝１．９３×１４０×（２６０
一２２８）＝８６４７ｋＷ
３．３．６换热效率
叼＝Ｑ／Ｑ，＝３４８９／８６４７＝４０．３％３．３．７排气筒抽力
Ｐ＿０．００３４５×日棚×Ｆ×（赤一
芴毛）－０・００３４５地。州０１３２５蛐・７４×
（赢一历蒜）＝６４・１（Ｐａ）
式中：Ｐ——排气筒的抽力（Ｐａ）；
Ｈ．一产生抽力的管道高度，日＝２０
ｍ；
Ｂ——大气压力，Ｂ＝１０１
卜排气筒的截面积，Ｆ＝６．７４
３２５Ｐａ；
ｍ２；
ｆ。——外部空气温度，取￡。＝３０℃；
￡厂一计算管段中热废气的平均温度，按
铲生竺掣：迦虫掣：２４２．６５℃
下式计算：
ｏ，一
其札。＝糕＝黑－２．７℃
＾
一
＾
一“・Ｖ‘，ｏ
式中：ｇ’ｄ——排气筒单位面积的热损失，ｇ州＝
５４３４ｌ【Ｊ／Ｎｍ３：
Ｆ——排气筒散热面积，Ｆ＝１３２
ｍ２；
¨——排气筒内烟气流量，¨＝１９５
０００
Ｎｍ３／ｈ：
ｃ。——热废气平均比热，ｃ。＝１．３６
ｋＪ／
（Ｎｍ３・℃）
３．３．８
热风系统阻力
（１）系统管道阻力皿
万方数据
按单个热交换系统风量：０℃时，Ｍ九＝
６５００／２＝３２５０
Ｎｍ３／ｍｉｎ；２４４℃时，％＝５
９１７
ｍ３／ｍｉｎ；管径２８４０
ｍｍ；风速１５．１ｎ∥ｓ；风管长
度２５ｍ计算：
×兰等＝１．８ｍｍ
皿＝（￡寺＋ｆ）。警＝（ｏ．００４×２５＋０．１３）
Ｈ２０一１８Ｐａ
（２）系统设备阻力
根据厂家提供的数据，气一水热交换器设
备阻力为４２
Ｐａ。
（３）热风系统阻力
△Ｐ＝１８＋４２＝６０Ｐａ
通过以上计算，排气筒的抽力为６４．１Ｐａ，
而热风系统阻力为６０Ｐａ，排气筒抽力大于热风
系统阻力，满足热风系统正常运行需求。
４设备选型
４．１气一水热交换器
本项目配置ｌ套换热设备，由２台气一水热交换器组成。单台设备参数列于表２。
表２气一水热交换器设备参数
名称
数值备注
废气流量／Ｎｍ３・ｈ“
１９５０００（２０℃）烧结环冷机热废气
废气温度／ｑｃ２６０按平均２６０℃设计
废气侧阻损／Ｐａ≤４２给水温度／℃５预热后温度／℃８０给水压力／ＭＰａ０．４给水流量／ｔ．ｈ“２０
给水水质
未经处理工业新水
废气密度／ｋｇ・Ｎｍ’３１．２９～１．３ｌ
废气粉尘含量／ｍｇ・Ｎｍ－３５００换热量／ｋｗ
４ｌｏｏ
４．２电动调节阀
在３４排气筒和２台气一水热交换器热废气
人口处分别设置电动调节阀，实现对进入热交换器热废气量的调节。
４．３水泵
本项目配置新水泵和添加水泵各一组，每组两台，一用一备。
新水泵参数：型号Ｉｓ８０—５０—２００；数量２台
４８
烧
结
（一用一备）；流量５０ｍ３／ｈ；扬程５０ｍ；转速
２９００
ｒ／ｍｉｎ；功率１５ｋＷ。
添加水泵参数：型号ＩＳＲ８０—５０—２００（Ｔ）；
数量２台（一用一备）；流量４０ｍ３／ｈ；扬程４０
ｍ；
转速２
９００
ｒ／ｍｉｎ；功率１１
ｋｗ。
４．４水池
热交换器由新水池供水，新水池为钢筋混
凝土结构，利旧。热交换器生产的热水进入热
水池，为防止高温腐蚀，热水池为新增设施，采
用不锈钢水箱，容积３０
ｍ３。
５调节和控制
５．１
热风系统调节和控制
在热交换器出水管道上设置电磁流量计、电接点温度计。流量信号用于中控显示和热水
量积算。温度信号用作电动阀开度调节的依据，正常生产时，要求热水温度保持在８０±２℃。其调节过程如下：
（１）系统开始运行时，排气筒电动阀门全关，热交换器热风入口阀门全开。
（２）当水温等于８２℃时，排气筒电动阀门
渐开，热交换器热风人口阀门渐关。
（３）当水温等于７８℃时，排气筒电动阀门渐关，热交换器热风人口阀门渐开。
（４）当水温低于７８℃时，排气筒电动阀门全关，热交换器热风人口阀门全开。
（５）系统停止运行时，排气筒电动阀门全开，热交换器热风人口阀门全关。
５．２热水系统调节和控制
在热水箱上设置磁翻板液位计，液位信号用于控制添加水泵的启停和报警。
６投资收益
６．１项目总投资
本项目总投资为３１５．１７万元，其中，设备费
１５７．３６万元，建安费１２６．４６万元，工程其它费用３１．３５万元。６．２余热回收收益
该烧结厂工作制度为三班连续生产，作业
率按９４％考虑。根据热水耗热量计算，从中温
万方数据
球
团第３８卷第６期
热废气中回收的有效热量为３
４８９
ｋｗ，回收热
量折换成标准煤为３５２８∥ａ，余热回收收益约
为３５０万元／ａ。６．３运行费用
本项目投运后，不新增生产岗位，设备折旧按１５年计，能源价格按该厂内部价格计算，运行成本计算如下：
（１）水、电消耗（见表３）。
表３水、电消耗
（２）设备折旧：１５７．３６／１５＝１０．５万形ａ
（３）运行费用：１２９．５ｌ＋１０．５＝１４０．０１万形ａ
６．４静态投资回收期
本项目属技改项目，安排在年修（２８天）期间完成，建设期仅为１个月。其静态投资回收期计算如下：
Ⅳ：亲导‰：１．５（年）一３５０—１４０．０１…、’７
７
推广前景
本文介绍的４６０ｍ２环冷机中温热废气回收
系统主要设备为气一水热交换器，外形尺寸为
长ｘ宽×高＝４×４ｘ３（ｍ），重量约３０ｔ。由于设备的外形尺寸和重量均不大，只需对环冷机３。排气筒处相关的梁、柱进行加固，即可在环冷机台车上部安装热交换器，不新增用地，且项目
投资不大。因此，增设环冷机中温热废气回收系统，完全可以通过小规模的技改方式来实施。
对于气一水热交换器生产的热水，本文介
绍用其替代冷水作为混合机添加水，以促进混合料中生石灰消化，改善混匀及制粒效果。而实际上，因为混合机的添加水用量有限，环冷机的中温热废气不能得到充分利用，余热回收效
益并未实现最大化。鉴于此，可将气一水热交换器的给水改为生活用水。在热交换器配置和热水温升（７５℃）均不变的前提下，通过降低热
（下转第５４页）
烧
结
球
团
第３８卷第６期
督性测试，并与在线监测系统进行比对，确保脱硫系统运行效果。在２０１３年上半年的多次监督测试中，球团厂脱硫系统的脱硫效率达到９５％以上；环保部门对内蒙古进行为期一个月的减排工作大检查期间，内蒙古环保局以每天一次
的频率对球团厂脱硫系统进行现场检测，出口
统（尤其是ｐＨ值在线分析仪等）的可靠性和稳定性，这样才能根据烟气Ｓ０：浓度及时调整脱硫剂加入量，有效控制循环浆液ｐＨ值，以稳定
脱硫效率。
２）脱硫渣的主要成分是石膏、石灰渣和除尘后残留的球团粉尘。实际生产中，沉淀池面
ｓ０２浓度均＜２００ｍｇ／Ｎｍ３，公司顺利通过了环保局验收，并得到了各级领导的肯定。
根据近半年来的运行统计，脱除每千克ＳＯ：平均需要的成本费用为：电耗０．２６元，石灰消耗
约０．０９元，水耗约０．０５元，工资及福利费０．０３元。当然，在经营成本上，不同的管理水平、人
积过大，抽渣效率不高；而面积过小，又会导致碱液总量减少，进而使水流速度加快，影响沉淀效果。建议对现有沉淀池进行优化设计，保证沉淀除渣系统稳定高效运行。
５结束语
实践证明，石灰一石膏法脱硫工艺完全能够满足链篦机一回转窑氧化球团生产中的脱硫要求。虽然该脱硫工艺还存在一些问题，但在现有脱硫工艺中运行相对稳定，性价比较高。随着技术进步和经验的积累，存在的一些问题
也将逐步得到解决。
参考文献
［１］傅菊英，朱德庆．铁矿氧化球团基本原理、工艺及设备
［Ｍ］．长沙：中南大学出版社，２００５．
员配备、人员工资福利水平、管理及耗材费用等也不尽相同，各企业可根据自己的情况，进一步探索和优化操作，尽量降低成本。
４存在的问题及建议
１）当入口ｓＯ：浓度超过设计上限时，脱硫效率随之降低。由于实际生产中，烟气ｓＯ：浓度并不稳定，超过设计上限的情况时有发生，因而如何精确地调整循环碱液ｐＨ值就非常重要，否则会带来一系列问题，如脱硫塔内出现大量结晶，造成塔内有效空间减小，烟气流速增大，影响脱硫效率旧Ｊ。因此，建议提高自动控制系
［２］禾志强，祁利明，周鹏，赵丽萍，等．石灰石一石膏湿法烟
气脱硫优化运行［Ｍ］．北京：中国电力出版社，２０１２．
［３］卢啸风，饶思泽，等．石灰石一石膏湿法烟气脱硫系统设
备运行与事故处理ｆＭｌ．北京：中国电力出版社．２００９．
（上接第４８页）
为３００万形ａ。
８结论
实施环冷机中温热废气余热回收，可达到节能减排的目的，且技术成熟、投资规模小、投资回收期短。但目前国内只有极少数烧结厂
实施了此类改造项目，建议相关单位和部门加大力度推广。
交换器的排气温度，提高换热效率，热水生产
量可由４０ｍ３／ｈ提高到５０ｍ３／ｈ，余热回收效
益将得到进一步提高。
生活热水可作为商品销售。目前，有很多公司专门从事生活热水生产和销售。以上海地
区为例，去除运行成本和运输成本，一台４６０ｍ２环冷机中温热废气生产生活热水的净收益约
万方数据
浅析烧结环冷机中温热废气的再利用
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
张学红， ZHANG Xue-hong
中冶长天国际工程有限责任公司上海分公司,上海,201999烧结球团
Sintering and Pelletizing2013,38(6)
引用本文格式：张学红. ZHANG Xue-hong 浅析烧结环冷机中温热废气的再利用[期刊论文]-烧结球团 2013(6)
浅析烧结环冷机中温热废气的再利用
张学红
（中冶长天国际工程有限责任公司上海分公司，上海２０１９９９）
摘要：通过国内某特大型烧结厂２号烧结环冷机中温热废气再利用的实例，介绍了在环冷机高温热废气回收生产蒸汽或余热发电后，中温热废气再利用的一套解决方案。该方案实施后，进一步减少了环冷机对空排放热量，同时变环冷机上粉尘无组织排放为有组织排放，减少了粉尘排放量。关键词：铁矿烧结；环冷机；中温热废气；余热回收；生活热水中图分类号：ＴＫｌｌ＋５，ＴＦＵ４６．４
文献标识码：Ａ
文章编号：１０００一８７６４（２０１３）０６—００４５一０４
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ｍａｃｈｉｎｅｉｎ
ｄｏｍｅｓｔｉｃｌａｒｇｅｓｉｚｅｄｓｉｎｔｅｒｉｎｇｐｌａｒＩｔ，ａｓｏｌｕｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅｆｏｒｒｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｍｅｄｉｕｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｈｏｔｗａｓｔｅｇａｓｔｅｍｐｅｍｔｕｒｅ
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１
概述
国内某特大型烧结厂２号烧结环冷机为
废气中的粉尘也由无组织排放变成有组织排放。
根据该厂对环冷机上部热废气温度测试，其环冷机排放的热废气可分为三类：
４６０
ｍ２强制鼓风式环型冷却机。其台车上部（１）高温热废气：１’和２。排气筒排放的热废气。其中，１”排气筒热废气温度约为３８０℃，２”
约为２８０ｃＣ，混合后高温热废气的平均温度约为３４０℃。
ｌ。、２’排气筒之后的密封罩原为人字形结构，离台车上部沿口高度约６００ｍｍ，环冷鼓风在穿透料层对烧结矿进行冷却后形成环冷热废气，热
废气携带着烧结粉尘从沿口处排人大气，造成环冷区域粉尘无组织排放，污染严重。
为解决环冷区域粉尘污染问题，２０１０年１１
（２）中温热废气：３。排气筒排放的热废气，
温度约为２６０℃。
（３）低温热废气：４。和５。排气筒排放的热废
月，该厂对环冷机进行了改造，将人字形密封罩改为门型密封罩。门型密封罩紧贴环冷机台车上部沿口，其间隙处采用镍铬丝陶瓷棉外密封。密封后，环冷机上部热废气通过增设囝３
６００
气。其中，４。排气筒热废气温度约为１５０℃，５４
约为８０℃。
对于高温热废气，国内各烧结厂早在９０年代初就开始回收用于生产蒸汽。该厂１９９１年投产时就同步设置了余热锅炉对环冷机ｌ。和２”排
ｍｍ、顶口标高为３０ｍ的３。、４。、５。排气筒排出，热
收稿日期：２０１３一０７一Ｏｌ
作者简介：张学红（１９７０一），男，高级工程师，从事暖通设计工作。
万方数据
４６
烧
结
气筒排放的热废气进行余热回收。现今，国内不
少烧结厂已开始利用高温段废气进行余热发电。
对于中温热废气，因余热回收价值比较高，该厂在２０１０年１１月实施的环冷机改造项目中，
对其进行了余热回收，用于生产８０℃左右的热水作为混合机的添加水。而目前国内其它大型
烧结厂尚无利用报道。
低温热废气因温度较低，在现有技术条件下，回收效益不高。所以，国内暂无回收利用实例。
本文就环冷机中温热废气回收，从工艺流
程、工艺参数选取、设备选型、调节和控制、投资收益以及推广前景等方面作一浅析，以期为环冷机中温热废气合理利用提供可行的途径。
２工艺流程
中温段热废气平均温度约２６０℃，若采用
通常的余热锅炉生产过热蒸汽，产汽率非常低，
且投资较高。但利用中温热废气生产高温热
水，其流程中主要设备为气一水热交换器，属常压设备，该余热回收工艺流程简单（见图１）、工
程造价低，且因热交换器布置在环冷机上方，不需另外占地。
图ｌ
环冷机中温段热废气回收利用工艺流程
该流程中，包括热风和热水两个系统：（１）热风系统。正常工作状态下，气一水热交换器工作生产热水时，进气电动阀门开，排气筒电动阀门关，环冷热废气通过气一水热交换器，加热新水后排人大气。检修工作状态下，气一水热交换器停机不生产热水，此时进气电动
万方数据
球
团第３８卷第６期
阀门关，排气筒电动阀门开，环冷热废气通过３。
排气简直接排人大气。
（２）热水系统。正常工作状态下，气一水
热交换器工作，新水泵开，热水池补水电动阀门关，生产新水通过气一水热交换器，被加热后进入热水池，再通过添加水泵向一、二次混合机供热水。检修工作状态下，气一水热交换器停，新
水泵关，热水池补水电动阀门开，生产新水直接进热水池，通过添加水泵向一、二次混合机供冷水。
３工艺参数的选取
３．１
中温段热废气量
中温段热废气取自３。环冷风机鼓风段，其
风量为９
２００
Ｎｍ３／ｍｉｎ，按环冷机漏风率３０％考
虑，则中温段热废气量设计值为：￡，＝Ｏ．７×
９２００ｍ３／ｍｉｎ＝６５００Ｎｍ３／ｍｉｎ。
３．２中温段热废气温度
该厂对２’环冷机人型罩处温度进行了现场
实测，结果（表１）表明，中温段（ＩＩ段）热废气温度平均值为２６０℃。
表ｌ
２”环冷机人形罩处热废气温度（℃）
３．３热水参数
３．３．１
热水水质
工业新水（ｐＨ７—８；全硬度＜１５０ｍｇ／Ｌ；Ｃａ
硬度＜１００ｍｇ／Ｌ）。因为热水是用作为混合机添加水，属生产用水，故本项目未对工业新水进行软化处理，这样既可节约投资，也能节省运行费用。
３．３．２
热水参数
水量帜＝４０ｍ３／ｈ＝４００００
ｋｇ／ｈ
进水温度￡．＝５℃
出水温度￡，＝８０℃（考虑热水结垢因素，水
温度不宜大于８０℃）
进水水压Ｏ．４０
ＭＰａ
水的比热Ｃ。＝４．１８７ｌ（Ｊ／（ｋｇ・℃）３．３．３热水耗热量
Ｑ。＝Ｃ，・帜・（￡，一￡１）／３６００＝４．１８７×４００００
×（８０—５）／３６００＝３４８９ｋＷ
３．３．４热风参数
风量Ｍ，＝三，・ｐ＝６５００×１．２９＝８３８５ｋｇ／ｍｉｎ
＝１４０
ｋｇ／ｓ进风温度￡ｉ＝２６０℃
出风温度￡，＝２２８℃（依据气一水热交换器设备厂家提供的数据）
热风密度（温度２０℃时）ｐ＝１．２９ｋｇ／ｍ３热风比热（热交换器内平均温度２４４℃时）
Ｃ，＝１．９３
ｋＪ／（ｋｇ・℃）
３．３．５热风散热量
Ｑ，＝ｃ，×呜×（０一￡。）＝１．９３×１４０×（２６０
一２２８）＝８６４７ｋＷ
３．３．６换热效率
叼＝Ｑ／Ｑ，＝３４８９／８６４７＝４０．３％３．３．７排气筒抽力
Ｐ＿０．００３４５×日棚×Ｆ×（赤一
芴毛）－０・００３４５地。州０１３２５蛐・７４×
（赢一历蒜）＝６４・１（Ｐａ）
式中：Ｐ——排气筒的抽力（Ｐａ）；
Ｈ．一产生抽力的管道高度，日＝２０
ｍ；
Ｂ——大气压力，Ｂ＝１０１
卜排气筒的截面积，Ｆ＝６．７４
３２５Ｐａ；
ｍ２；
ｆ。——外部空气温度，取￡。＝３０℃；
￡厂一计算管段中热废气的平均温度，按
铲生竺掣：迦虫掣：２４２．６５℃
下式计算：
ｏ，一
其札。＝糕＝黑－２．７℃
＾
一
＾
一“・Ｖ‘，ｏ
式中：ｇ’ｄ——排气筒单位面积的热损失，ｇ州＝
５４３４ｌ【Ｊ／Ｎｍ３：
Ｆ——排气筒散热面积，Ｆ＝１３２
ｍ２；
¨——排气筒内烟气流量，¨＝１９５
０００
Ｎｍ３／ｈ：
ｃ。——热废气平均比热，ｃ。＝１．３６
ｋＪ／
（Ｎｍ３・℃）
３．３．８
热风系统阻力
（１）系统管道阻力皿
万方数据
按单个热交换系统风量：０℃时，Ｍ九＝
６５００／２＝３２５０
Ｎｍ３／ｍｉｎ；２４４℃时，％＝５
９１７
ｍ３／ｍｉｎ；管径２８４０
ｍｍ；风速１５．１ｎ∥ｓ；风管长
度２５ｍ计算：
×兰等＝１．８ｍｍ
皿＝（￡寺＋ｆ）。警＝（ｏ．００４×２５＋０．１３）
Ｈ２０一１８Ｐａ
（２）系统设备阻力
根据厂家提供的数据，气一水热交换器设
备阻力为４２
Ｐａ。
（３）热风系统阻力
△Ｐ＝１８＋４２＝６０Ｐａ
通过以上计算，排气筒的抽力为６４．１Ｐａ，
而热风系统阻力为６０Ｐａ，排气筒抽力大于热风
系统阻力，满足热风系统正常运行需求。
４设备选型
４．１气一水热交换器
本项目配置ｌ套换热设备，由２台气一水热交换器组成。单台设备参数列于表２。
表２气一水热交换器设备参数
名称
数值备注
废气流量／Ｎｍ３・ｈ“
１９５０００（２０℃）烧结环冷机热废气
废气温度／ｑｃ２６０按平均２６０℃设计
废气侧阻损／Ｐａ≤４２给水温度／℃５预热后温度／℃８０给水压力／ＭＰａ０．４给水流量／ｔ．ｈ“２０
给水水质
未经处理工业新水
废气密度／ｋｇ・Ｎｍ’３１．２９～１．３ｌ
废气粉尘含量／ｍｇ・Ｎｍ－３５００换热量／ｋｗ
４ｌｏｏ
４．２电动调节阀
在３４排气筒和２台气一水热交换器热废气
人口处分别设置电动调节阀，实现对进入热交换器热废气量的调节。
４．３水泵
本项目配置新水泵和添加水泵各一组，每组两台，一用一备。
新水泵参数：型号Ｉｓ８０—５０—２００；数量２台
４８
烧
结
（一用一备）；流量５０ｍ３／ｈ；扬程５０ｍ；转速
２９００
ｒ／ｍｉｎ；功率１５ｋＷ。
添加水泵参数：型号ＩＳＲ８０—５０—２００（Ｔ）；
数量２台（一用一备）；流量４０ｍ３／ｈ；扬程４０
ｍ；
转速２
９００
ｒ／ｍｉｎ；功率１１
ｋｗ。
４．４水池
热交换器由新水池供水，新水池为钢筋混
凝土结构，利旧。热交换器生产的热水进入热
水池，为防止高温腐蚀，热水池为新增设施，采
用不锈钢水箱，容积３０
ｍ３。
５调节和控制
５．１
热风系统调节和控制
在热交换器出水管道上设置电磁流量计、电接点温度计。流量信号用于中控显示和热水
量积算。温度信号用作电动阀开度调节的依据，正常生产时，要求热水温度保持在８０±２℃。其调节过程如下：
（１）系统开始运行时，排气筒电动阀门全关，热交换器热风入口阀门全开。
（２）当水温等于８２℃时，排气筒电动阀门
渐开，热交换器热风人口阀门渐关。
（３）当水温等于７８℃时，排气筒电动阀门渐关，热交换器热风人口阀门渐开。
（４）当水温低于７８℃时，排气筒电动阀门全关，热交换器热风人口阀门全开。
（５）系统停止运行时，排气筒电动阀门全开，热交换器热风人口阀门全关。
５．２热水系统调节和控制
在热水箱上设置磁翻板液位计，液位信号用于控制添加水泵的启停和报警。
６投资收益
６．１项目总投资
本项目总投资为３１５．１７万元，其中，设备费
１５７．３６万元，建安费１２６．４６万元，工程其它费用３１．３５万元。６．２余热回收收益
该烧结厂工作制度为三班连续生产，作业
率按９４％考虑。根据热水耗热量计算，从中温
万方数据
球
团第３８卷第６期
热废气中回收的有效热量为３
４８９
ｋｗ，回收热
量折换成标准煤为３５２８∥ａ，余热回收收益约
为３５０万元／ａ。６．３运行费用
本项目投运后，不新增生产岗位，设备折旧按１５年计，能源价格按该厂内部价格计算，运行成本计算如下：
（１）水、电消耗（见表３）。
表３水、电消耗
（２）设备折旧：１５７．３６／１５＝１０．５万形ａ
（３）运行费用：１２９．５ｌ＋１０．５＝１４０．０１万形ａ
６．４静态投资回收期
本项目属技改项目，安排在年修（２８天）期间完成，建设期仅为１个月。其静态投资回收期计算如下：
Ⅳ：亲导‰：１．５（年）一３５０—１４０．０１…、’７
７
推广前景
本文介绍的４６０ｍ２环冷机中温热废气回收
系统主要设备为气一水热交换器，外形尺寸为
长ｘ宽×高＝４×４ｘ３（ｍ），重量约３０ｔ。由于设备的外形尺寸和重量均不大，只需对环冷机３。排气筒处相关的梁、柱进行加固，即可在环冷机台车上部安装热交换器，不新增用地，且项目
投资不大。因此，增设环冷机中温热废气回收系统，完全可以通过小规模的技改方式来实施。
对于气一水热交换器生产的热水，本文介
绍用其替代冷水作为混合机添加水，以促进混合料中生石灰消化，改善混匀及制粒效果。而实际上，因为混合机的添加水用量有限，环冷机的中温热废气不能得到充分利用，余热回收效
益并未实现最大化。鉴于此，可将气一水热交换器的给水改为生活用水。在热交换器配置和热水温升（７５℃）均不变的前提下，通过降低热
（下转第５４页）
烧
结
球
团
第３８卷第６期
督性测试，并与在线监测系统进行比对，确保脱硫系统运行效果。在２０１３年上半年的多次监督测试中，球团厂脱硫系统的脱硫效率达到９５％以上；环保部门对内蒙古进行为期一个月的减排工作大检查期间，内蒙古环保局以每天一次
的频率对球团厂脱硫系统进行现场检测，出口
统（尤其是ｐＨ值在线分析仪等）的可靠性和稳定性，这样才能根据烟气Ｓ０：浓度及时调整脱硫剂加入量，有效控制循环浆液ｐＨ值，以稳定
脱硫效率。
２）脱硫渣的主要成分是石膏、石灰渣和除尘后残留的球团粉尘。实际生产中，沉淀池面
ｓ０２浓度均＜２００ｍｇ／Ｎｍ３，公司顺利通过了环保局验收，并得到了各级领导的肯定。
根据近半年来的运行统计，脱除每千克ＳＯ：平均需要的成本费用为：电耗０．２６元，石灰消耗
约０．０９元，水耗约０．０５元，工资及福利费０．０３元。当然，在经营成本上，不同的管理水平、人
积过大，抽渣效率不高；而面积过小，又会导致碱液总量减少，进而使水流速度加快，影响沉淀效果。建议对现有沉淀池进行优化设计，保证沉淀除渣系统稳定高效运行。
５结束语
实践证明，石灰一石膏法脱硫工艺完全能够满足链篦机一回转窑氧化球团生产中的脱硫要求。虽然该脱硫工艺还存在一些问题，但在现有脱硫工艺中运行相对稳定，性价比较高。随着技术进步和经验的积累，存在的一些问题
也将逐步得到解决。
参考文献
［１］傅菊英，朱德庆．铁矿氧化球团基本原理、工艺及设备
［Ｍ］．长沙：中南大学出版社，２００５．
员配备、人员工资福利水平、管理及耗材费用等也不尽相同，各企业可根据自己的情况，进一步探索和优化操作，尽量降低成本。
４存在的问题及建议
１）当入口ｓＯ：浓度超过设计上限时，脱硫效率随之降低。由于实际生产中，烟气ｓＯ：浓度并不稳定，超过设计上限的情况时有发生，因而如何精确地调整循环碱液ｐＨ值就非常重要，否则会带来一系列问题，如脱硫塔内出现大量结晶，造成塔内有效空间减小，烟气流速增大，影响脱硫效率旧Ｊ。因此，建议提高自动控制系
［２］禾志强，祁利明，周鹏，赵丽萍，等．石灰石一石膏湿法烟
气脱硫优化运行［Ｍ］．北京：中国电力出版社，２０１２．
［３］卢啸风，饶思泽，等．石灰石一石膏湿法烟气脱硫系统设
备运行与事故处理ｆＭｌ．北京：中国电力出版社．２００９．
（上接第４８页）
为３００万形ａ。
８结论
实施环冷机中温热废气余热回收，可达到节能减排的目的，且技术成熟、投资规模小、投资回收期短。但目前国内只有极少数烧结厂
实施了此类改造项目，建议相关单位和部门加大力度推广。
交换器的排气温度，提高换热效率，热水生产
量可由４０ｍ３／ｈ提高到５０ｍ３／ｈ，余热回收效
益将得到进一步提高。
生活热水可作为商品销售。目前，有很多公司专门从事生活热水生产和销售。以上海地
区为例，去除运行成本和运输成本，一台４６０ｍ２环冷机中温热废气生产生活热水的净收益约
万方数据
浅析烧结环冷机中温热废气的再利用
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
张学红， ZHANG Xue-hong
中冶长天国际工程有限责任公司上海分公司,上海,201999烧结球团
Sintering and Pelletizing2013,38(6)
引用本文格式：张学红. ZHANG Xue-hong 浅析烧结环冷机中温热废气的再利用[期刊论文]-烧结球团 2013(6)