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摘 要介绍了解冻库的解冻方式、解冻物料的介质及烧结烟气在解冻库的应用，并分析其节能效益。
关键词 烧结烟气解冻库节能效益分析
AbstractIntroduce the freeze thaw, thawing material medium and sintering flue gas in unfreezing application, and analysis of its energy saving
Keywords sintering flue gas the unfreezing energy efficiency analysis
中圖分类号：TE0文献标识码A 文章编号：
1 前言
目前，我国大力倡导节约能源，循环经济，按照国家的能源政策，各企业都在积极地挖潜，进行节能减排的探索。为减少热量放散，实现资源合理利用，我们将烧结废气的余热利用在解冻库物料的冬季解冻上，取得了很好的经济效益。
在产品生产过程中，360m2环冷烧结机生产线有大量热废气产生并排放，余热没能被充分利用，其中烧结机一冷段、二冷段两部分可利用的废气余热量约为：12950×104千焦/小时，按360m2烧结机生产线冬季运行3600小时计算，则冬季排放热量折蒸汽量52吨，折标煤约15984吨，能源浪费惊人。
2 解冻库及物料种类
在冬季寒冷、严寒地区，由于物料的表面水分大，加上长距离运输，经常引起物料与火车车辆发生冻结，为便于卸载冻结的物料，设有解冻设施----解冻库。
解冻库是利用对流、辐射加热原理，通过蒸汽、热风、红外线等不同的解冻方式，有效地将热量传给物料车，使物料在尽可能短的时间内与车帮分离，达到卸车目的。
2.1物料种类
2.1.1钢厂的原料系统
需解冻的物料种类：煤粉、含铁原料（铁精粉、矿粉）
煤粉用于高炉喷煤系统、焦炉、烧结
铁精粉用于烧结、球团
矿粉用于高炉、球团
3 解冻方式
3.1 蒸汽解冻室
以蒸汽做热媒，排管为加热设备，空气被排管加热，以自然对流传热为主，排管辐射传热为辅。解冻室温度100℃.
3.2 热风解冻库：
a.以蒸汽做热媒，空气加热器为加热设备，以热风强制对流为主，辐射传热为辅。送库内热风温度120℃，库内温度100℃.
b.以煤气做热媒，煤气加热炉为加热设备，以热风强制对流为主，辐射传热为辅。送库内热风温度180~200℃， 库内温度100℃.
c.以废烟气做热媒，以热风自然对流为主，辐射传热为辅。送库内热风温度180~200℃，库内温度100℃.
3.3 红外线解冻库（电红外线解冻室、煤气红外线解冻库）
a.电红外线解冻室选用板状远红外线辐射加热器。
b. 煤气红外线解冻库选用煤气红外线辐射器。
4 工程实例及节能效果分析
4.1 工程概况
吉林某钢厂新建解冻库一座，共52节车厢，每节车厢载货量60吨，物料为煤粉，解冻库建筑面积4900平米，高6.4米。
4.2设计参数
4.2.1解冻库的耗热量计算〔1〕
a.围护结构耗热量Q1
与供暖耗热量计算相同，解冻库室内温度取100℃
b.加热煤需要的热量Q2
c.加热及融化冰需要的热量Q3
d.加热煤中表面水份需要的热量Q4
e.蒸发煤中表面水份需要的热量Q5
f.车辆的吸热量Q6
g.解冻库总耗热量Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6
经计算：解冻库总耗热量Q=12500×104千焦/小时，解冻时间4小时。
4.2.2热源：
本厂一台360m2环冷烧结机设有余热锅炉一座，一冷段三座烟囱排放的烟气量 356000~484000Nm3 /h，取平均值～400000Nm3/h，温度～200℃；二冷段一座烟囱，排放空气量～400000Nm3 /h，温度～250℃，一、二冷段合计废气量共~800000Nm3 /h，混合温度～223.7℃。
4.3烟气余热利用流程：
本工程是以废烟气做热媒，库内以热风自然对流传热为主，辐射传热为辅。送库内热风温度~200℃，保持库内温度100℃，烟气经吸收热量后排放至大气。
4.4节能效果分析
4.4.1烟气焓
（1）烟气成分〔2〕
烧结机烟气主要成分如下：
成分CO2 O2CON2
体积分数% 5 15.8 0.2 79
（2）烟气焓的计算〔3〕
根据烟气中各组分的比例、烟气焓的计算式
It=iN2×N2%+ iO2×O2%+ iCO×CO%+ iCO2×CO2%
I200=(62.1×79%+ 63.8×15.8%+ 62.5×0.2%+ 85.4×5% )x4.1868=(63.53Kcal/ Nm 3) 266 kJ/Nm 3
I100=(31×79%+ 31.5×15.8%+31.1×0.2%+ 40.6×5% )x4.1868=(31.56Kcal/ Nm 3) 132.13kJ/Nm 3
I223.7=(70.85×79%+ 71.7×15.8%+70.06×0.2%+ 96.8×5% )x4.1868=(72.28Kcal/ Nm 3) 302.6kJ/Nm 3
(3)空气焓的计算〔3〕
I250=79.9Kcal/ Nm 3=334.46 kJ/Nm 3
各温度下烟气焓如下：
温度t/ºC223.7200100
烟气焓It/ kJ/Nm 3 302.6 266132.13
4.4.2回收的烟气热量
按烧结厂烟气利用流程，从烧结机到解冻库的管网温度降约23°C，则到达解冻库的烟气温度按200 ºC 计算，烟气总放热量
Qf= I200×800000=266×800000=21280×104 kJ/Nm3
烟气经过解冻库后的体积按理想气体状态方程：P180V180/T180=P100V100/T100
则V100=630000 Nm3 /h
解冻后排放的烟气热量Qp= I100×630000=132.13X800000=8335×104 kJ/Nm3
则利用的余热量=21280×104-8335×104=12950×104 kJ/Nm3
此热量满足解冻库解冻物料的要求。
按360m2环冷烧结机生产线冬季运行3600小时计算，则冬季排放热量折合蒸汽量52吨，折合标煤约15984吨。
5结语
对环冷烧结机生产后的排放废烟气进行余热回收，不仅减少了能源浪费，降低了生产成本，还符合国家大力提倡的循环经济、节能减排的要求。在提高企业经济效益的同时，还会带来更大的环境效益和社会效益。
参考文献：
〔1〕《供暖通风空调设计手册》(火力发电厂及变电所) 中国电力出版社
〔2〕《烧结设计手册》 冶金工业部长沙黑色冶金矿山设计院编
〔3〕《汽化冷却设计》（氧气顶吹转炉）
〔4〕《工程热力学》沈维道 童钧耕编
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词 烧结烟气解冻库节能效益分析
AbstractIntroduce the freeze thaw, thawing material medium and sintering flue gas in unfreezing application, and analysis of its energy saving
Keywords sintering flue gas the unfreezing energy efficiency analysis
中圖分类号：TE0文献标识码A 文章编号：
1 前言
目前，我国大力倡导节约能源，循环经济，按照国家的能源政策，各企业都在积极地挖潜，进行节能减排的探索。为减少热量放散，实现资源合理利用，我们将烧结废气的余热利用在解冻库物料的冬季解冻上，取得了很好的经济效益。
在产品生产过程中，360m2环冷烧结机生产线有大量热废气产生并排放，余热没能被充分利用，其中烧结机一冷段、二冷段两部分可利用的废气余热量约为：12950×104千焦/小时，按360m2烧结机生产线冬季运行3600小时计算，则冬季排放热量折蒸汽量52吨，折标煤约15984吨，能源浪费惊人。
2 解冻库及物料种类
在冬季寒冷、严寒地区，由于物料的表面水分大，加上长距离运输，经常引起物料与火车车辆发生冻结，为便于卸载冻结的物料，设有解冻设施----解冻库。
解冻库是利用对流、辐射加热原理，通过蒸汽、热风、红外线等不同的解冻方式，有效地将热量传给物料车，使物料在尽可能短的时间内与车帮分离，达到卸车目的。
2.1物料种类
2.1.1钢厂的原料系统
需解冻的物料种类：煤粉、含铁原料（铁精粉、矿粉）
煤粉用于高炉喷煤系统、焦炉、烧结
铁精粉用于烧结、球团
矿粉用于高炉、球团
3 解冻方式
3.1 蒸汽解冻室
以蒸汽做热媒，排管为加热设备，空气被排管加热，以自然对流传热为主，排管辐射传热为辅。解冻室温度100℃.
3.2 热风解冻库：
a.以蒸汽做热媒，空气加热器为加热设备，以热风强制对流为主，辐射传热为辅。送库内热风温度120℃，库内温度100℃.
b.以煤气做热媒，煤气加热炉为加热设备，以热风强制对流为主，辐射传热为辅。送库内热风温度180~200℃， 库内温度100℃.
c.以废烟气做热媒，以热风自然对流为主，辐射传热为辅。送库内热风温度180~200℃，库内温度100℃.
3.3 红外线解冻库（电红外线解冻室、煤气红外线解冻库）
a.电红外线解冻室选用板状远红外线辐射加热器。
b. 煤气红外线解冻库选用煤气红外线辐射器。
4 工程实例及节能效果分析
4.1 工程概况
吉林某钢厂新建解冻库一座，共52节车厢，每节车厢载货量60吨，物料为煤粉，解冻库建筑面积4900平米，高6.4米。
4.2设计参数
4.2.1解冻库的耗热量计算〔1〕
a.围护结构耗热量Q1
与供暖耗热量计算相同，解冻库室内温度取100℃
b.加热煤需要的热量Q2
c.加热及融化冰需要的热量Q3
d.加热煤中表面水份需要的热量Q4
e.蒸发煤中表面水份需要的热量Q5
f.车辆的吸热量Q6
g.解冻库总耗热量Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6
经计算：解冻库总耗热量Q=12500×104千焦/小时，解冻时间4小时。
4.2.2热源：
本厂一台360m2环冷烧结机设有余热锅炉一座，一冷段三座烟囱排放的烟气量 356000~484000Nm3 /h，取平均值～400000Nm3/h，温度～200℃；二冷段一座烟囱，排放空气量～400000Nm3 /h，温度～250℃，一、二冷段合计废气量共~800000Nm3 /h，混合温度～223.7℃。
4.3烟气余热利用流程：
本工程是以废烟气做热媒，库内以热风自然对流传热为主，辐射传热为辅。送库内热风温度~200℃，保持库内温度100℃，烟气经吸收热量后排放至大气。
4.4节能效果分析
4.4.1烟气焓
（1）烟气成分〔2〕
烧结机烟气主要成分如下：
成分CO2 O2CON2
体积分数% 5 15.8 0.2 79
（2）烟气焓的计算〔3〕
根据烟气中各组分的比例、烟气焓的计算式
It=iN2×N2%+ iO2×O2%+ iCO×CO%+ iCO2×CO2%
I200=(62.1×79%+ 63.8×15.8%+ 62.5×0.2%+ 85.4×5% )x4.1868=(63.53Kcal/ Nm 3) 266 kJ/Nm 3
I100=(31×79%+ 31.5×15.8%+31.1×0.2%+ 40.6×5% )x4.1868=(31.56Kcal/ Nm 3) 132.13kJ/Nm 3
I223.7=(70.85×79%+ 71.7×15.8%+70.06×0.2%+ 96.8×5% )x4.1868=(72.28Kcal/ Nm 3) 302.6kJ/Nm 3
(3)空气焓的计算〔3〕
I250=79.9Kcal/ Nm 3=334.46 kJ/Nm 3
各温度下烟气焓如下：
温度t/ºC223.7200100
烟气焓It/ kJ/Nm 3 302.6 266132.13
4.4.2回收的烟气热量
按烧结厂烟气利用流程，从烧结机到解冻库的管网温度降约23°C，则到达解冻库的烟气温度按200 ºC 计算，烟气总放热量
Qf= I200×800000=266×800000=21280×104 kJ/Nm3
烟气经过解冻库后的体积按理想气体状态方程：P180V180/T180=P100V100/T100
则V100=630000 Nm3 /h
解冻后排放的烟气热量Qp= I100×630000=132.13X800000=8335×104 kJ/Nm3
则利用的余热量=21280×104-8335×104=12950×104 kJ/Nm3
此热量满足解冻库解冻物料的要求。
按360m2环冷烧结机生产线冬季运行3600小时计算，则冬季排放热量折合蒸汽量52吨，折合标煤约15984吨。
5结语
对环冷烧结机生产后的排放废烟气进行余热回收，不仅减少了能源浪费，降低了生产成本，还符合国家大力提倡的循环经济、节能减排的要求。在提高企业经济效益的同时，还会带来更大的环境效益和社会效益。
参考文献：
〔1〕《供暖通风空调设计手册》(火力发电厂及变电所) 中国电力出版社
〔2〕《烧结设计手册》 冶金工业部长沙黑色冶金矿山设计院编
〔3〕《汽化冷却设计》（氧气顶吹转炉）
〔4〕《工程热力学》沈维道 童钧耕编
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。