回转窑烟气余热利用

２０１４年第１０期　（总第２８９期）　中阖高新竣：｝　、业　ｌ　ｃ　Ｈ１　Ｈ＾ＨＩＧ　Ｔ　ｃ　＃　Ｔ￡＾Ｐ　●Ｓｔ‘　ＮＯ．１０．２０１４　（ＣｕｍｕｌａｔｉｖｅｔｙＮＯ．２８９）　回转窑烟气余热利用　吴建梅赵多权林春伟施胜忠　（云南铝业股份有限公司，云南昆明６５０５０２）　摘要：文章通过分析导热油炉工作原理，提出用回转窑烟气余热利用，并设计出一套适合现在所有铝电解炭　素生产工艺的回转窑烟气余热利用的使用方法，目的是节约资源能源，降低生产成本。　关键词：余热锅炉；导热油炉；回转窑　中图分类号：ＴＦ８２１　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９—２　３７４（２　０１　４）１０－００６２—０２　炭素是冶金行业不可缺的生产材料，炭素生产主要　是以煤或石油焦为原料进行煅烧而成。炭素回转窑出　口烟温很高，达１２００℃以上。一般大型炭素回转窑烟气　２００℃左右。　（１）根据锅炉蒸发段参数计算回转窑烟气量：　锅炉蒸发段平均烟温：　（７３４＋３１８）÷２＝５２６￣Ｃ　１２．１×１０００Ｘ（２８０２．３－８３０．５）÷［（７３４—３１８）　×１．４３×０．９８］＝４０９２５Ｎｍ。／ｈ　出口都设置有余热蒸汽锅炉回收高温烟气余热，而炭素　生产工艺用热一般另外配置燃（重）油或燃（煤）气锅　炉。随着能源价格的不断上涨，这种能源配置系统的　缺点逐渐呈现，导致炭素工艺用热设备使用维护成本　增加，生产系统的综合能源成本增加，企业产品成本　增加。　量：　（２）根据锅炉给水加热段参数计算回转窑烟气　锅炉给水加热段平均烟温：　（１９８＋３１８）÷２＝２５８℃　１　２．１×１　０００×（９６７—４３８）÷［（３　１　８—１　９８）　×１．３８×０．９８］＝３９４４１Ｎｍ。／ｈ　１现有导热油系统和回转窑烟气简介　１．１导热油系统　炭素一厂配有２台导热油锅炉，Ｉ系统２．５ＭＷ的燃重　取煅烧窑烟气量为两计算的平均值：　（４０９２５＋３９４４１）￣２＝４０１８３Ｎｍ。／ｈ　（３）过热器进口烟温计算：　ｔ＝７３４＋１　２．１×１０Ｏ０×（３２２Ｏ．５—２８０２．３）÷　（４０１８３×１．４４×Ｏ．９５）＝８２６℃　油导热油锅炉，常年运行，满足成型工艺的热需求，年　耗重油约１４００ｔ／ａ；ＩＩ系统２．ＯＭＷ的燃煤气导热油锅炉年　运行时间约为重油炉的三分之二，满足沥青熔化和保温　用热，消耗煤气折算成重油约７００ｔ／ａ。根据年重油消耗　量计算导热油炉热功率　（１４００＋７００÷Ｏ．６６）×１０００×Ｏ．８－Ｆ３００÷２４×４２００　Ｏ÷３６００＝３１９０ｋＷ　２回转窑烟气余热利用设计　设计烟气预热加热导热油站拟建两台４４０２ｋＷ的余热　导热油炉，一用一备，用一台余热炉替代原有两台燃油　燃气导热油炉。余热加热导热油炉入口烟道接自回转窑　沉灰室后室与原出口烟道平行，并安装电动插板阀，烟　考虑系统管损８％，系统余量３０％，则烟气余热导热　油炉热功率为：３１９０×１．３８＝４４０２ｋＷ　１．２回转窑　气余热加热导热油炉出口烟气经引风机引入原沉灰室出　口烟，并顺着原烟气流向，并利用这部分烟气热量继续　云铝炭素一厂拥有４台炭素阳极回转窑，一般情况　下３台运转（１台检修备用），其规格为中２．２×４５，　设计生产能力６ｔ／ｈ，尾部设有一台１　０ｔ／ｈ、压力为　２．４５ＭＰａ、温度３９０℃余热锅炉，生产为连续性。石油　焦煅烧的实收率为７５％左右，挥发份及粉尘燃烧释放出　的热量较大。目前使用余热产生的蒸汽３５％用于厂内外　供热，６５％用于发电，年发电量在３３５０万度。单台回转　窑烟气量约为４００００Ｎｍ。／ｈ左右，沉灰室出口烟气温度为　１２００℃左右，经余热锅炉后，最终排入烟囱的温度为　６２　产蒸汽。新建烟气余热加热导热油炉出口油温通过引风　机变频进行调节。　２．１　余热导热油炉烟气参数　烟气余热导热油炉设计热功率４４０２ｋＷ，设余热炉初　始取热烟温为９５０￣Ｃ，余热炉出口烟温３８０￣Ｃ，烟气总量　按蒸汽余热锅炉设计值３２０００Ｎｍ。／ｈ，则：　余热炉取烟量：　ＶＦ＝１．０　５×４　４　Ｏ　２×３　６　０　０÷（９　５　０×１．５　０　７—　３８０Ｘ　１．４０５）＝１８５３４Ｎｍ３／ｈ　余热炉出口与原沉灰室出口烟气混合后的烟温：　ｔＦ＝［（３２０Ｏｏ＿１８５３４）Ｘ　９５０＋１８５３４　Ｘ　３８０］＋３２０００＝６１９℃　速降低，当油温低于设定值时，转速自动上升，通过调　节ＰＩＤ参数，使系统达到快速性、稳定性相统一。引风　机变频柜同样具有手动操作功能，当转换开关打到手动　时，有手动调节引风机转速，方便用户检修和操作，同　新增的烟气余热导热油锅炉低温导热油供油管道连　接到现有燃油（气）导热油站的导热油主循环泵出口，　新增的烟气余热导热油站高温导热油出油管道连接到现　有燃油导热油锅炉的出口。新增的供回油管道和现有供　回油管道通过阀门连接，在现有燃油导热油炉进出口增　加阀门和旁通管道，以实现现有燃油导热油炉和烟气余　热导热油炉相互备用的目的。当烟气余热导热油炉工作　时，关闭现有燃油加热导热油炉进出口的阀门和已建回　油管道总阀门，通过新增的导热油循环油泵和现有导热　时如控制器出现故障亦可使用手动操作作为后备。　整套系统的控制采用自动和手动二种方式，当在　机旁操作时，将手／自动开关转换至手动，当试车完毕　后，将手／自动开关转换至自动状态，操作人员在控制　室对设备进行集中操作。　引风机变频器根据设定导热油出口温度值与实际测　量值比较，自动调节风机转速，来控制导热油温度。　油循环油泵向用户供油　２．２余热导热油控制系统　导热油温度高于设定值，通过变频器减少引风机转　速，以减少烟气的流入量。反之，如果导热油温度低于　设定值，变频器增加引风机转速以增加烟气的流入量。　计算机对每个流程都有检测，当某个流程参数高于　或低于工艺的正常值时，计算机发出报警信号，使操作　人员依据工况调整工艺参数。　余热锅炉系统由ＰＬＣ控制柜，引风机变频柜，循环　泵柜，热工仪表等主要设备构成。　循环泵控制柜放在油泵控制室，依据指令启停循环　油泵和升液泵。ＰＬＣ控制柜和引风机变频柜放在锻烧车　间，依据主站指令控制引风机启停、转速、现场按钮　箱、注油泵、电动门，对导热炉的进出口烟气温度、进　出口烟气负压和导热油进出口压力、进出口温度进行　检测。引风机的变频调速对余热炉出口油温自动控制　调节。　３结语　通过回转窑烟气余热回收利用，可以节约了能源，　还可以减少温室气体Ｃ０。、Ｓ０　等有害气体的排放量，保　护了环境。同时优化岗位结构，降低劳动强度，节约了　生产成本，经济效益和社会效益十分明显。ｏ　ＰＬＣ控制柜设成煅烧车间主控室，配置工控机操作　台、显示器、ＵＰＳ、ＰＬＣ的ＣＰＵ通信接口模块、模拟量输　入输出模块、开关量输入输出模块，引风机控制模块、　电动门控制模块，采集导热炉的进出口烟气温度、进出　口烟气负压和导热油进出口压力、进出口温度。控制引　参考文献　［１】赵志明．导热油载热体加热系统的设计概要［Ｊ］．　化工设计，２００７，１７（５）：３４．３６．　风机变频器的输出频率及反馈的转速和故障报警信号、　电流信号，电动门的开启关闭操作。每个设备的运行状　态、过载信号、启停状态、电动门开关状态、压力、温　度、报警信号等都能在主站操作监视。　引风机转速调节信号由ＰＬＣ控制器根据余热炉出口　油温的高低自动调节，当油温高于设定值时，引风机转　（上接第２９页）　［２］许斌，王金铎．炭材料生产技术６００问［Ｍ］．北　京：冶金工业出版社．　［３］叶麟．余热有机热载体加热炉在炭衮生产中的应用　［Ｊ］．炭素，２００６，（１）．　［４］史美中，王中铮．编热交换原理与设计［Ｍ］．南京　大学出版社，２００９．　过空间分析得到的各种图表数据能够及时、快速地获得　宗地信息、各种登记发证材料和分析数据。　通过３Ｓ技术的有机结合，能够在涉及大范围、海量　空间数据和属性数据的收集、整理和分析获得高效率、　高质量的成果。随着３Ｓ技术的发展，国土资源管理的水　平将会更加高效和便捷。０　６结语　３Ｓ技术始终贯穿于项目开展的整个过程，遥感技术　提供了多光谱高分辨率的影像图，覆盖全县的高清影像　图能够直观清晰的表现出地物形状、位置，便于村民小　组代表及作业队伍进行界址线的划定，同时在后期完成　的数据库及形成的宗地图中，都可以通过影像图直观地　确定宗地范围。不仅从技术上实现了图形清晰、界线清　楚，也能够减少争议和界线描述模糊不清的问题。ＧＰＳ　技术能够在测区范围内建立高精度的控制网，在地籍测　量中实现了高精度、快速获得界址拐点坐标的功能，极　参考文献　［１］赵长福，赵长娟，孙萍萍．浅谈３ｓ技术及其应用　『Ｊ］．科技论坛，２００７，（７）．　［２］宗金娥．农村集体土地确权发证工作思路及对策　『Ｊ］．现代农业科技，２０１２，（１７）．　［３］刘春，陈能，奚长元．面向土地利用现状的ＧＩＳ空　间数据库构筑［Ｊ］．测绘通报，１９９９，（４）．　６３　大地方便了作业人员的工作，提高了效率。通过ＧＩＳ技　术实现了图形和属性数据的整合，不仅能够在图形编　辑、属性编辑和空间信息处理有了强大的表现，同时经