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如何利用镍铁矿热炉炉气余热

     镍铁矿热炉炉气余热丰富,有较高的利用价值。根据密闭型式不同,其炉气特点不同,如表所示。半密闭炉含有的可燃气体较少,温度较低,混入的空气较多导致烟气量较大,适合采用板式热交换器换热。某企业1台33MVA镍铁炉烟气量65000Nm3/h,通过板式热交换器换热,进口烟气温度160℃,出口烟气温度80℃,给水温度30℃,产生热水90℃左右,热水压力0.5MPa,换热效率95%,用于城市供暖和洗澡,可供热面积39350m2。

    密闭炉中可燃气体含量髙达70%左右,而且温度高达600℃左右,气量较少,但潜热量大,适合采用燃气锅炉发电。
1、燃气锅炉发电
    该方案应用于密闭型矿热炉烟气,出炉烟气经过除尘净化后,送入气源和压力都相对稳定的煤气柜进行缓冲,然后送入燃气锅炉燃烧,产生的蒸汽再送入蒸汽轮机进行发电并网,主要设备包括:煤气柜、燃气锅炉、蒸汽轮发电机组、发配电控制设备等。该方案特点在于技术配套相对比较成熟,成本较低、短期效益明显,但会损失烟气中的显热,热利用效率在30%左右。
2、直燃锅炉发电
    烟气不经过除尘直接到直燃锅炉中燃烧,称为直燃锅炉发电。其工艺流程为:每台矿热炉配一台直燃锅炉,烟气在炉内直接燃烧并除尘,产生的蒸汽通过母管推动蒸汽轮机发电。该系统主设备包括:直燃锅炉、蒸汽轮发电机组、发配电控制设备等,其热贵回收率在33%左右%该方案的难点在于:①锅炉除尘;②实现在烟气波动条件下矿热炉与发电系统二者之间的协调控制。
3、燃气轮机+余热锅炉+蒸汽轮机联合循环发电
    该方案是镍铁矿热炉废气经除尘及压缩后送入燃气轮机进行燃烧发电,燃烧后排出的尾气温度在500°C左右,再通过排气管道引入余热锅炉,余热锅炉产生过热蒸汽推动汽轮机做功并发电,从而实现了燃气-蒸汽联合循环发电,热利用率高达45%左右,节能效果明显。
    比较上述三种方案,燃气-蒸汽轮联合发电机组发电同时循环利用了废气显热和潜热,节能效果最为明显。如某公司3台33MVA镍铁矿热炉,总废气量为15000Nm3/h,其中CO约占90%,其余为少量H2、CH4、CO2、O2、N2等,热值约为11.1MJ/Nm3,以全封闭型矮烟罩所收集镍铁矿热炉废气为燃料,用1台15MW燃气轮机+1台38t/h余热锅炉+1台9MW凝气式轮机+1台24MW同步发电机组,实现燃气-蒸汽联合循环发电,年发电量1.92x108kWh,年节约标煤23586t,年减排CO2为61324t,年节约电费12480万元。由此可见,节能效果明显。
信息来源:http://www.bestbw.com

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