陶壽松 劉小強 莫家讓

摘 要：文章簡要說明了韶鋼燒結(jié)環(huán)冷機余熱發(fā)電技術(shù)的原理與基本工藝，分析了韶鋼燒結(jié)環(huán)冷機廢氣余熱利用過程中存在的問題以及改進的方向。

關(guān)鍵詞：燒結(jié)余熱；環(huán)冷機；煙氣余熱；余熱回收；余熱發(fā)電；改進方向

1 燒結(jié)余熱發(fā)電技術(shù)在韶鋼的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 韶鋼燒結(jié)余熱發(fā)電項目建設(shè)背景

韶鋼原有5號和6號燒結(jié)機均為360m2，設(shè)計燒結(jié)礦年產(chǎn)量均為370萬噸；其中5號燒結(jié)機2005年2月建成投產(chǎn)，6號燒結(jié)機2008年2月建成投產(chǎn)，2臺燒結(jié)機均沒有建設(shè)環(huán)冷機煙氣余熱回收裝置。2010年韶鋼為滿足節(jié)能減排需要，利用當時國內(nèi)較成熟的技術(shù)水平，對燒結(jié)廠環(huán)冷機煙氣進行余熱回收利用技術(shù)改造，以回收5號和6號燒結(jié)環(huán)冷機的煙氣余熱進行發(fā)電。

1.2 燒結(jié)環(huán)冷機余熱發(fā)電原理與基本工藝

燒結(jié)礦在環(huán)冷機上通過鼓風進行冷卻，底部鼓入的冷風在穿過熱的燒結(jié)礦層時與熱燒結(jié)礦進行換熱，產(chǎn)生大量的高溫廢氣。將這些高溫的廢氣通過引風機引入鍋爐，加熱鍋爐內(nèi)的水產(chǎn)生蒸汽，蒸汽推動汽輪機轉(zhuǎn)動帶動發(fā)電機發(fā)電。

燒結(jié)余熱發(fā)電工藝流程由三部分組成：煙氣系統(tǒng)、鍋爐系統(tǒng)、汽輪機及發(fā)電機系統(tǒng)。煙氣回收系統(tǒng)主要由煙囪、煙氣引出管、煙氣流量控制閥和煙筒的對空排氣閥構(gòu)成，主要功能是利用鍋爐引風機產(chǎn)生的負壓將帶冷機煙罩內(nèi)溫度較高的煙氣引到鍋爐內(nèi)，同時避免外界的冷風進入鍋爐。鍋爐系統(tǒng)是余熱回收的核心，在鍋爐受熱面上，高溫煙氣將熱量逐級傳遞給受熱面內(nèi)的工質(zhì)（水或者蒸汽）生成過熱蒸汽。汽輪機及發(fā)電機系統(tǒng)將過熱蒸汽攜帶的能量轉(zhuǎn)化成電能，最終完成煙氣余熱能向電能的轉(zhuǎn)化。韶鋼燒結(jié)環(huán)冷機余熱發(fā)電工藝流程如圖1所示。

1.3 韶鋼燒結(jié)余熱發(fā)電的運行模式

燒結(jié)余熱熱源具有整體品質(zhì)低、廢氣溫度波動大和連續(xù)性差的特點。其中廢氣溫度波動大和熱源連續(xù)性差是當前技術(shù)條件下，燒結(jié)余熱發(fā)電技術(shù)應(yīng)用的最大難點。另外，如何有效的提高系統(tǒng)的回收效率，盡可能多的提高噸礦發(fā)電量也是燒結(jié)廠所關(guān)心的。

韶鋼燒結(jié)余熱發(fā)電系統(tǒng)結(jié)合本廠生產(chǎn)工藝特點，采用“二爐帶一機”的配置模式：配有二臺雙壓余熱鍋爐（型號：QC360（410）/400（285）-47（20）-2.45（0.78）/375（225））和一臺25MW補汽式凝汽機組（型號：BN25-1.96/0.49）。

在兩臺燒結(jié)機旁分別建設(shè)一臺余熱鍋爐，用兩臺余熱鍋爐帶動一套汽輪機發(fā)電機組（簡稱“兩爐帶一機”）。當一臺燒結(jié)機出現(xiàn)故障后，其對應(yīng)的鍋爐熱源中斷后，另一臺燒結(jié)余熱鍋爐可以維持機組的正常運行，不至于出現(xiàn)解列；除此之外，兩臺鍋爐并行運行對穩(wěn)定蒸汽溫度也有一定的作用。

采用“二爐帶一機”的配置模式，較好的解決了燒結(jié)余熱熱源穩(wěn)定性差的問題，大大減少了發(fā)電機組的解列次數(shù)，增加發(fā)了電量。

1.4 韶鋼燒結(jié)余熱發(fā)電項目生產(chǎn)情況

韶鋼燒結(jié)余熱發(fā)電項目于2011年4月投產(chǎn)，2011年至2013年間，分別發(fā)電7427萬kWh、8408萬kWh、10670萬kWh，累計達26505萬kWh。按同規(guī)模燃煤電廠煤耗460g/kWh計算，年可節(jié)約標煤121913t，減排SO2（Sy=0.6%計算）1463噸，減排CO2量約31.7萬噸。為韶鋼在日益激烈的市場競爭中進一步降低生產(chǎn)成本、實現(xiàn)節(jié)能降耗發(fā)揮積極作用。

2 韶鋼燒結(jié)余熱發(fā)電項目存在的問題及改進方向

韶鋼燒結(jié)余熱發(fā)電項目投產(chǎn)三年來，相關(guān)技術(shù)、運行人員積累了一定的經(jīng)驗，通過測試找出了存在的問題，摸索出了解決問題的改進方向。

2.1 韶鋼燒結(jié)余熱發(fā)電項目存在的問題

2.1.1 五號燒結(jié)環(huán)冷機的1#、2#鼓風機存在風壓低、風量不足的嚴重問題。其風壓比六號燒結(jié)機低900Pa左右，1#鼓風機風量比六號燒結(jié)機低10萬Nm3/h以上，2#鼓風機風量比六號燒結(jié)機低2萬Nm3/h以上。

2.1.2 兩臺環(huán)冷機的漏風率較高。I、II號余熱鍋爐的漏風率分別為27%、29%左右，另外，環(huán)冷機臺車下部的密封橡膠存在老化和損壞現(xiàn)象。

2.1.3 鍋爐的熱效率在0.54～0.63之間，而且存在隨落料量的增加而增加的趨勢。設(shè)計工況下，鍋爐的熱效率高于0.63。

2.1.4 隨著蒸汽熱量的增加，發(fā)電功率增加，熱耗率和汽耗率均降低，說明在高負荷時熱量的利用更充分。

2.2 改進方向

2.2.1 對五號燒結(jié)環(huán)冷機的鼓風機進行整修，確保鼓風風壓、風量，滿足鍋爐額定熱煙氣量。

2.2.2 對環(huán)冷機的密封進行進一步的完善，對環(huán)冷機臺車下部老化損壞的密封橡膠進行更換，降低漏風率，減少熱量流失。

2.2.3 余熱發(fā)電成套設(shè)備在滿負荷運行時，熱耗率低，自用電率低，經(jīng)濟效益高，建議在滿足燒結(jié)廠生產(chǎn)要求的前提下，盡量高負荷運行。

2.2.4 余熱發(fā)電成套設(shè)備可考慮改用閉式系統(tǒng)，將排煙作為鼓風機的入口氣體，以進一步利用煙氣的余熱。

3 結(jié)束語

當前，鋼鐵行業(yè)發(fā)展面臨嚴峻挑戰(zhàn)和新的發(fā)展機遇，傳統(tǒng)的粗放型發(fā)展模式已難以為繼，迫切要求行業(yè)企業(yè)以節(jié)能減排為抓手，積極轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，利用高新技術(shù)改造、提升行業(yè)技術(shù)管理水平，走科技含量高、經(jīng)濟效益好、資源消耗低、環(huán)境污染少的新型工業(yè)化道路。

參考文獻

[1]中國金屬學會，冶金工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展研究中心.2006年度冶金科技進步發(fā)展報告（之二），中國冶金，2008，18（2）：2.

[2]盧紅軍，戚云峰.燒結(jié)余熱的基本特點及對燒結(jié)余熱發(fā)電的影響[J].燒結(jié)球團，2008，33（1）：35-36.