張海港

（萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司，山東 萊蕪271104）

萊鋼燒結(jié)余熱發(fā)電量提升實(shí)踐

張海港

（萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司，山東 萊蕪271104）

通過分析燒結(jié)余熱發(fā)電原理及制約燒結(jié)余熱發(fā)電的因素，采取穩(wěn)定燒結(jié)工藝參數(shù)、保障設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行、改造環(huán)冷密封和鼓風(fēng)系統(tǒng)，提高余熱回收效率，燒結(jié)余熱發(fā)電量顯著提升。

余熱回收；余熱發(fā)電技術(shù)；環(huán)冷密封

1 前言

在整個(gè)鋼鐵生產(chǎn)流程中，燒結(jié)工序能耗僅次于煉鐵工序能耗，約占總能耗的10%。在燒結(jié)工序總能耗中，有近40%的熱能是以環(huán)冷卻機(jī)廢氣的顯熱形式排入大氣的，因此，加強(qiáng)能源管理，對(duì)減少能源消耗具有重要意義。在燒結(jié)生產(chǎn)中，大量的燒結(jié)礦冷卻廢氣（150～550℃）具有較高的回收利用價(jià)值。燒結(jié)機(jī)采用循環(huán)熱風(fēng)余熱回收裝置，用以回收燒結(jié)礦冷卻過程中高溫段產(chǎn)生的廢氣余熱資源，這樣易于設(shè)備布置，對(duì)燒結(jié)工藝過程影響較小，運(yùn)行可靠性較高。環(huán)冷機(jī)廢氣余熱回收不僅實(shí)現(xiàn)企業(yè)資源優(yōu)化配置，增加了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和市場競爭能力，還大幅度減少了環(huán)冷機(jī)廢氣向天空排放帶來的礦粉，節(jié)約能源，減少CO2及污染物的排放，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

2 燒結(jié)余熱發(fā)電原理及影響因素

燒結(jié)余熱發(fā)電技術(shù)是將燒結(jié)環(huán)冷機(jī)低溫?zé)煔庋h(huán)利用，充分利用燒結(jié)礦冷卻過程中煙氣帶出的熱量，經(jīng)過余熱鍋爐換熱，產(chǎn)生低品質(zhì)蒸汽，再利用汽輪機(jī)將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，拖動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。同時(shí)蒸汽凝結(jié)所產(chǎn)生的凝結(jié)水利用鍋爐給水泵重新送至鍋爐中，實(shí)現(xiàn)汽水的循環(huán)利用。換熱后的燒結(jié)煙氣，被循環(huán)風(fēng)機(jī)從余熱鍋爐中抽出再次送入環(huán)冷機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)燒結(jié)煙氣的循環(huán)利用。

1）燒結(jié)礦破碎平鋪至環(huán)冷機(jī)時(shí)的廢氣溫度在150～550℃，主要用于環(huán)冷I、II段的發(fā)電部分。如何快速完全地將I、II段廢氣余熱回收是影響余熱發(fā)電的重要環(huán)節(jié)。

2）燒結(jié)礦的顯熱受燒結(jié)工藝穩(wěn)定性影響很大，燒結(jié)工藝不穩(wěn)定會(huì)導(dǎo)致燒結(jié)礦帶入的熱量減少，如果進(jìn)入環(huán)冷I段的回收熱量不足300℃時(shí)，余熱鍋爐就會(huì)解列，燒結(jié)工藝的穩(wěn)定是發(fā)電的可靠保障。

3）頻繁的短時(shí)間故障停機(jī)對(duì)于燒結(jié)余熱發(fā)電影響較大，燒結(jié)機(jī)在停機(jī)0.5 h以上，發(fā)電就面臨解列，余熱鍋爐從解列到再次并網(wǎng)發(fā)電至少需要2～3 h。

3 提升燒結(jié)余熱發(fā)電措施

3.1 穩(wěn)定燒結(jié)工藝參數(shù)

燒結(jié)工藝關(guān)鍵參數(shù)的受控是燒結(jié)工藝穩(wěn)定主要影響因素，針對(duì)影響燒結(jié)工藝波動(dòng)的參數(shù)進(jìn)行梳理，通過建立“問題樹”查找影響工藝穩(wěn)定性的參數(shù)進(jìn)行管控，如圖1所示。

圖1 燒結(jié)關(guān)鍵參數(shù)控制

通過對(duì)以上參數(shù)的優(yōu)化和固化，實(shí)現(xiàn)了較為理想的煙氣溫度，并通過看板管理的方式，根植于崗位操作人員的的實(shí)際操作之中。通過看板、固化操作參數(shù)縮小了偏差，動(dòng)態(tài)掌握其變化趨勢。

3.2 保障設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行

燒結(jié)機(jī)開機(jī)后，鍋爐預(yù)熱時(shí)間長會(huì)導(dǎo)致主蒸汽溫度上升緩慢，從而導(dǎo)致無法盡早進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)，滯后時(shí)間根據(jù)發(fā)電機(jī)組狀態(tài)差異也不盡相同（見表1）。

表1 不同停機(jī)時(shí)間發(fā)電并網(wǎng)所需時(shí)間

由表1可見，發(fā)電機(jī)組在熱狀態(tài)下1 h內(nèi)能夠進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)，而冷態(tài)則需要3～4 h。按照3 h計(jì)算，發(fā)電損失2.73萬kW·h左右，因此杜絕燒結(jié)機(jī)和發(fā)電機(jī)組的頻繁停機(jī)是提高發(fā)電運(yùn)行效率的重要保障。為減少設(shè)備故障停機(jī)制定如下措施：

1）開展設(shè)備技能培訓(xùn)。學(xué)習(xí)設(shè)備事故案例，深刻汲取教訓(xùn)，引以為戒，提高點(diǎn)檢維護(hù)的責(zé)任心，避免類似故障發(fā)生。更換篦條時(shí)由“停機(jī)等”改為“等停機(jī)”，做好一切更換前的準(zhǔn)備，盡可能縮短停機(jī)時(shí)間。

2）開展設(shè)備技術(shù)改造。對(duì)滿足不了工藝、生產(chǎn)、環(huán)保要求的設(shè)備進(jìn)行改造，提高設(shè)備運(yùn)行可靠性。

3）落實(shí)檢修項(xiàng)目、重點(diǎn)管控檢修過程，確保檢修質(zhì)量。檢修前制定詳細(xì)的檢修方案，明確責(zé)任班組和責(zé)任人。檢修時(shí)通過檢修責(zé)任人做好檢修過程監(jiān)控，嚴(yán)把檢修質(zhì)量關(guān)，對(duì)平時(shí)不能點(diǎn)檢的部位重點(diǎn)檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)反映和處理。

4）抓好設(shè)備點(diǎn)檢、潤滑、調(diào)整、緊固工作。

3.3 改造環(huán)冷密封

燒結(jié)機(jī)的環(huán)冷工藝，是把熱態(tài)燒結(jié)礦平鋪在臺(tái)車上緩慢移動(dòng)，利用下部鼓風(fēng)、上部抽風(fēng)的方式實(shí)現(xiàn)燒結(jié)礦的冷卻，加熱后的熱風(fēng)輸送到鍋爐生產(chǎn)蒸汽進(jìn)行發(fā)電，其中換熱效率的高低與環(huán)冷機(jī)密封水平息息相關(guān)。環(huán)冷的上部密封是指環(huán)冷臺(tái)車沿與集氣罩間的密封，環(huán)冷下部密封主要存在于內(nèi)外動(dòng)、靜雙密封處及臺(tái)車輪周圍，由于環(huán)冷上、下部結(jié)構(gòu)的特殊性加大了其密封的難度，經(jīng)過不斷攻關(guān)，采用動(dòng)靜相結(jié)合的密封方式對(duì)環(huán)冷上下部進(jìn)行密封處理，漏風(fēng)率明顯下降。

3.4 改造鼓風(fēng)系統(tǒng)

利用流體力學(xué)軟件FLENT模擬環(huán)冷鼓風(fēng)系統(tǒng)氣流分布情況，摸清環(huán)冷鼓風(fēng)量、漏風(fēng)率，通過計(jì)算和檢測有效煙氣量，與煙氣溫度相結(jié)合。根據(jù)發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，尋找最佳的風(fēng)量、風(fēng)溫參數(shù)。對(duì)環(huán)冷風(fēng)量分配不均問題進(jìn)行科學(xué)論證，通過移動(dòng)鼓風(fēng)點(diǎn)及環(huán)冷降塵管內(nèi)加裝隔板等方式使環(huán)冷鼓風(fēng)氣流均勻通過環(huán)冷臺(tái)車，從而高效快速提取燒結(jié)礦熱量，以提升發(fā)電量。環(huán)冷鼓風(fēng)改造見圖2。

圖2 環(huán)冷機(jī)鼓風(fēng)系統(tǒng)改造

通過對(duì)鼓風(fēng)系統(tǒng)改造后，利用流體力學(xué)軟件FLENT模擬煙道內(nèi)氣流分布成像可以看出，顏色艷的部分風(fēng)速越快，顏色深的部分流速慢，改造前通過成像可以看出煙道內(nèi)有多處湍流，改造后顏色大部分成綠色，流速較為均勻。

4 結(jié)語

通過減少燒結(jié)工藝波動(dòng)和設(shè)備故障停機(jī)時(shí)間，保證了燒結(jié)生產(chǎn)的連續(xù)穩(wěn)定，使燒結(jié)礦攜帶大量的顯熱進(jìn)入環(huán)冷機(jī)。做好環(huán)冷的密封工作，減少熱量的損失及冷風(fēng)的摻入，提高環(huán)冷鼓風(fēng)的氣流分布以及環(huán)冷熱量置換效率等技術(shù)手段提高燒結(jié)余熱發(fā)電量。目前兩臺(tái)燒結(jié)余熱發(fā)電機(jī)組運(yùn)行正常，其中400m2燒結(jié)余熱發(fā)電機(jī)組小時(shí)發(fā)電量由以前的7000 kW提升至8200 kW，日發(fā)電量提升2.88萬kW·h。265m2燒結(jié)余熱發(fā)電機(jī)組小時(shí)發(fā)電負(fù)荷由以前的7000 kW提升至8500 kW以上，日發(fā)電量提升3.6萬kW·h。

Practice on Efficiency Improving of Laiwu Steel’s Sintering Machine Waste Heat Power Generation

ZHANG Haigang
（Laiwu Iron and Steel Group Corporation,Laiwu 271104,China）

By introducing the principle of sintering waste heat power generation and analyzing systematicallythe factors what restrict the sintering waste heat power generation system,fourmeasures were taken that are improving stability of sintering,ensuring stable operation of equipment,converting?sealofringcoolingequipmentand blastsystems,thewasteheatrecoveryefficiencyand theeffectisobviouslyimproved.

waste heat recovery;waste heat power generation technology;sealing of ring cooling equipment

TM617

B

1004-4620（2017）04-0028-02

2017-02-27

張海港，男，1983年生，2008年畢業(yè)于重慶科技學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)?，F(xiàn)為萊鋼型鋼煉鐵廠工程師，從事煉鐵設(shè)備管理工作。