徐州余热锅炉方案

煤矸石页岩烧结砖项目6.9米窑炉余热利用余热锅炉项目方案黄冈市华窑中扬窑业有限公司二0一一年八月三十日（一）隧道窑余热锅炉利用建材行业是耗能大户，尤其是我国的能耗指标远远高于欧美发达国家。节能减排，保护环境是建材行业必须解决的大事。利用煤矸石制作烧结多孔砖项目本身就是节能、利废、环保项目，该项目消耗煤矸石等废渣且节约大量土地，但如何对生产过程中产生的大量余热进行合理利用一直是砖厂的难题，如果这一问题得到合理解决，余热得到合理利用，将使该项目更趋完美，同时余热的合理利用也会成为该项目的一个经济增长点。1、余热产生煤矸石制作烧结多孔砖，是利用煤矸石本身所含热能烧砖，在焙烧窑内经过预热、烧结、冷却三个过程。煤矸石多孔砖烧成温度通常为920℃～980℃，经过高温焙烧、保温后进入冷却段，砖体温度仍可达到800℃左右，此时多孔砖已烧结，晶型转化基本完成。在正常生产过程中，冷却带在800℃左右就已经开始了，进入冷却带的多孔砖带有大量热量，这部分热量通过热辐射、对流的方式向窑顶、窑墙、窑车以及助燃空气传递，致使窑体、窑车和多孔砖本身蓄热偏多，最终散发到大气中，造成极大的浪费。焙烧窑生产是连续性的，在冷却段每个位置的环境温度也是相对稳定，此时的热源洁净无烟尘，这就为余热利用提供了稳定的热源。2、余热利用现状及问题目前，煤矸石烧结多孔砖隧道窑余热利用在生产过程中得到广泛应用，其利用方式主要有以下几个方面：2.1余热利用现状2.1.1余热干燥余热干燥是利用风机从焙烧窑冷却段抽取热风，送往干燥室干燥砖坯。为满足余热干燥抽取热风的需要，在窑体冷却段设置多组取热支管，在送热风机的作用下，热风首先通过支管进入送热总管道，而后被送入干燥室干燥砖坯。取自焙烧窑冷却段的热气体无尘且无有害气体，热源可使成型后湿砖坯进行干燥，含水率由13%左右降至3%左右，以便使砖坯进入焙烧窑后易于燃烧。干燥室干燥水气经排潮风机排空，这是目前焙烧窑余热的主要利用方式。2.1.2厂内职工洗浴与采暖在焙烧窑冷却带安放两台换热器，抽取窑内热气作为热源与换热器中冷水进行热交换，经过换热器交换的热气联入干燥室送热管道，换热后的热水通过管道泵送入浴室和采暖管道，满足厂内职工洗浴和厂区的采暖。2.1.3工人工作服烘干有的砖厂引抽余热管道一组制作成散热器，烘烤工人工作服。2.1.4职工饮用水焙烧窑冷却带加茶水炉，通过管路抽取窑内余热加热烧水，可保证全厂职工饮水。上述余热利用已在矸石砖厂广泛应用，如山东华恒矿业集团年产6000万标块煤矸石砖厂生产线可同时满足3000名矿工的洗澡、工作服烘干和砖厂220员工饮水。2.2余热利用的问题上述几种余热利用方式是最常见的，但在实际生产过程中均存在不同程度的问题。主要体现在以下几个方面：2.2.1扰乱风路，影响生产以上几种余热利用方式的共同点就是从焙烧窑冷却带以气流的方式抽取多余的热量，此种方式势必会对窑内气流造成影响，形成湍流，影响制品的烧成质量。同时，若送热风机抽力增加时也会造成气体回流，影响烧成。2.2.2受设备限制，很难达到预期换热器的设置目的是合理地利用焙烧窑余热，同时调节窑内烧成温度曲线。但进入换热器的热风的车位温度会根据原料的发热量、窑内进车速度改变而改变，而换热器进口最高温度是固定的，这便造成由于温度过高换热器无法使用或温度过低而无法达到换热目的。另外，还存在夏季经过换热产生的热水没有用途而浪费的问题。2.2.3传输损耗大经过换热器换热的热水在输送过程中的损失大，饱和热水的动力黏度系数为149.8Mpa.S，当热水在冬季到达目的地后温度要下降很多，往往还需二次加热，利用率明显降低。3、余热利用方式—采用低压余热锅炉3.1安装位置的选择鉴于以上余热各种利用方式的利弊关系，必须研究更科学的利用方式，而采用低压余热锅炉应该是今后发展的方向。在焙烧窑上设置余热锅炉，既要保持合理的焙烧曲线，又能产生足够的蒸汽，满足生产及生活需要。如前所述，焙烧窑按温度曲线可分为预热带、焙烧带、冷却带。由于预热带温度低、水汽大，显然不适合装设锅炉；如装设在焙烧带高温段，又不利于砖坯的充分烧结；若装在冷却带，虽然可以从这里吸收一定的热量，但产汽量往往不能满足生产和生活的需要。为使余热锅炉达到既不能影响砖坯的烧结质量，又能产生足够蒸汽的要求，锅炉一般装设在焙烧带前端比较有利。因为这一区间内，砖坯残余水分已经排除，坯体内部能量开始爆发，锅炉从这里吸收一部分热量并不会影响焙烧；另外，如果坯体发热量高，锅炉还可以从这里吸收大量的热量，防止高温段和冷却段温度过高，解决超热焙烧问题。但对于含硫过高的原料，在焙烧带前端仍有大量二氧化硫气体，势必会腐蚀设备，所以此时可以考虑将锅炉设置在焙烧保温段后800℃左右区域。3.2热源以现有断面6.9m焙烧窑一条为例，其年产量可达3300万Kp1烧结多孔砖，焙烧窑热平衡见表一。日产10万Kp1焙烧窑每小时热平衡表表一热平衡项目热量（万大卡）平均一块砖坯热量（大卡）比例（%）锅炉吸热202.4484.621.3送往干燥室热风34281936窑排风损失761828砖坯残余水分蒸发热78.8188.88.3砖坯烧结化学反应热165.3395.817.4砖坯出窑热损失9.522.81%散热等损失热761828%总计9502275100%从热平衡表中得到，日产10万kp1烧结砖焙烧窑每小时可提供热量约200万大卡，而每生产1t蒸汽需要的热量约为64.4万kcal，在不影响砖厂正常生产的情况下，利用余热可以满足安装3t蒸汽锅炉需要。3.3余热利用工艺根据原料理化性能指标，在高温带前端或保温带后端选择一定车位通过采集管采集余热；在保证烧成操作正常进行的情况下，以安全可靠的采热、换热方式，充分实现“水-汽”交换。其主要工艺过程为：①余热采集，换热用水采用软化水；②水汽分离，液态水循环利用；③蒸汽运输，运输管道采取标准化保温处理；④蒸气利用。3.4余热利用效果利用煤矸石制作烧结多孔砖，不仅节能利废生产合格产品，还能为余热利用节能减排创出一条新路，创造了良好的经济效益和社会效益。3.4.1余热干燥节约煤炭断面6.9m干燥室，其年干燥烧结多孔砖坯3300万Kp1，干燥室热平衡见表二。日产10万Kp1干燥室每小时热平衡表表二带入干燥室总热量热平衡项目热量（万大卡）比例（%）342万大卡/小时砖坯蒸发水分热166.5648.7窑车吸热10.263砖坯升温热101.4415.8干燥室散热5.131.5排潮热损失95.7628漏风及其它热损失10.263总计342100%干燥室年用热量（按330工作日/年）为Q年=342×24×330=2708640万大卡/年如果用煤烧热风炉供热，热风炉效率η=75%，按标准煤（7000大卡/公斤）计算，则每年节约煤2708640/（0.75×0.7×1000）=5159吨/年3.4.2余热锅炉节约煤炭锅炉每小时用热量Q时=202.4万大卡/小时锅炉年用热量Q年=202.4×24×330=1603008万大卡/小时如果用煤锅炉供汽，锅炉效率η=85%，按标准煤（7000大卡/公斤）计算，则每年节约煤1603008/（0.85×0.7×1000）=2694吨/年(二)一条6.9米隧道窑余热锅炉设计说明窑顶部结构采用吊顶结构，内层的轻质耐火混凝土板通过耐热吊钩吊在顶部承载梁上，轻质耐火混凝土板上铺设由硅酸铝耐火纤维材料组成的保温层。窑墙由内到外分别为粘土质耐火、粘土质保温隔热砖、硅酸铝耐火纤维保温层和红砖外墙。控制系统该隧道窑设有完善的排烟系统、冷却系统、压力平衡系统和检测控制系统，窑炉运行过程中可以显示各车位压力、温度等技术数据，通过这些系统调整以保证窑内热工参数的稳定。一、技术规范(6.9米隧道窑)型号：G500/750-2-0.7额定蒸发量：3t/h额定蒸汽压力：0.7Mpa额定蒸汽温度：169℃炉膛设计温度：750℃炉筒：￠900×12×134500(直段部分)集箱：￠219×8×13050(直段部分)下降管：￠108×6受热管：￠57×3.5设备重量：约18.5吨二、配套仪表阀门：双色水位计L=4402只水位控制器：UQK-311只水位报警器：UQK-321只压力表（直读）：2只数显温度表：2只压力变送气：2只温度传感器：1只三通旋塞阀：2只安全阀：A48Y-1.6DN402只水位计球阀：Q41F-16DN252只进水截止阀：J41H-16DN402只进水止回阀：H41H-16DN402只主汽阀：J41H-16DN801只付汽截止阀：J41H-16DN251只取样截止阀：J41H-16DN251只锅筒排污阀：PQ41-16QDN504只锅筒排污阀：PQ41-16QDN408只内螺纹球阀：Q11F-16DN154只三、控制系统压力显示双路、温度显示、水位自动控制、控制（两路）、液晶显示器四、配套设备全自动水处理设备（全自动双筒）给水泵（立式不锈钢）分汽缸￠273取样冷水器五、安装1、安装费2、材料费安装材料控制系统布线监控系统布线3、保温锅炉外漏部分需要进行现场保温、油漆，包括锅筒、下降管、裸露在外的受热管、主汽管道、集箱、给水管等4、运输、吊装六、投资一条6.9米隧道窑余热锅炉产品价格表单位：万元序号名称型号数量单价总计备注1锅炉G500/700-2-0.7130.2宇兴锅炉2控制柜12.5正泰电器3仪表阀门1套24全自动水处理设备12.8双筒5给水泵20.81.6立式不锈钢6分气缸￠27310.37取样冷却器10.28安装费8含控制监控布线9安装材料510保温油漆211运输、吊装费112设计费8一套设计13土建配套工程314其它费用58窑炉改造顶局部抬高、吊顶板相应调整制作合计124.6备注：1、办证、报批、检验费用由甲方出，提供食宿方便；2、工期：45天。七、效益1、对制砖的益处：由于采用充分的余热利用，使成品砖出窑时温度降低，便于卸车。2、由于窑炉不停的运行，余热锅炉不断产生，每年产生热蒸汽17280吨，安照国家规定热蒸汽市场售价160元/吨计算，年实现收入276.48万元/条，投资回收期6个月，具有极高的回报价值。目前在山东新阳能源公司矸石砖厂、山东鲁新建材有限公司已投产两条生产线，窑炉余热利用达到设计技术要求，效果良好，具有较高的回报价值。