新钢8#环冷机提高余热利用率综合改造张思平

新钢8#环冷机提高余热利用率综合改造张思平

张思平

新余钢铁公司烧结厂338000

摘要：对烧结环冷机的加强密封、取热改善等综合改造，提高烧结矿余热利用率。

关键词：烧结；余热回收；密封装置

一、前言

环冷机是与烧结机配套使用的热烧结矿冷却设备。烧结矿经单辊破碎后经板式给矿机进入环冷机，环冷机入口烧结矿温度有450℃～800℃，需要经过烧结环冷机进一步冷却至150℃以下以便于胶带机输送。

环冷机设备主要由回转台车及密封装置、鼓风系统、支承轨道装置、驱动装置、环式密封罩等组成。台车与密封装置和鼓风系统是环冷机的重要部件。其主要作用是将热烧结矿经单辊破碎后，由给料溜槽连续均匀地布在台车上，台车回转框架在驱动装置的作用下在水平轨道上作圆周运行。同时鼓风机将冷空气鼓入台车下部风箱，具有一定风压的冷风穿过台车篦板间隙进入热烧结矿料层进行热交换。在高温段（1#、2#风机供风段）的2#——5#风箱处设有箱形密封罩，热风由余热系统进行回收发电并入公司电网利用，最终使烧结矿达到合理的冷却温度，再由成品皮带机输送到筛分整粒系统，随后送往高炉使用。

环冷机比传统的带冷机的优势在于冷却大且占用场地较小，但缺点是密封效果差，易漏风，造成现场环境差、余热回收量减少、能耗及维修工作量增加等，故我们必须针对环冷机的余热利用效率提升进行改造。

二、环冷机使用中存在的问题：

作为烧结矿的主要冷却设备，鼓风系统能力和密封装置的密封性能是直接影响烧结矿冷却效果重要因素。环冷机余热回收量的多少，也直接影响到发电量，使用中存在以下问题：

1、环冷机在改造前环冷4#鼓风机需要经常开启，不但耗电量大，且一旦某台风机出故障，冷却风量将不足，会严重影响环冷机的冷却效果，导致进入下道工序皮带的烧结矿温度过高，不得不在环冷机或下道工序的输送皮带上有红矿处打水让烧结矿冷却，造成烧结矿转鼓强度下降，而且返矿增加，缩短皮带的使用寿命。

2、氟胶板备件量消耗极大，不但更换工作量大，车间成本也较紧张。

3、由于漏风严重，环冷机周边作业平台上的辐射温度也高达80℃左右，细小的烧结矿粉末及颗粒会随风吹出，飘散在空中并落到环冷机本体和过道及平台表面，严重影响了员工的身体健康及现场的环境卫生。

4、余热发电取热1段的热风收集效率低，导致1#取风口与2#取风口温差较大，降低了余热利用效率。

5、环冷机上部密封罩是余热利通取风口所在位置，密封罩与环冷台车栏板之间存在相对运动，由于环冷机的运行跑偏、栏板高度存在差异等因素导致此处没有设置有效的密封手段，大量冷空气在密封罩内负压作用下进入取风口，直接降低了热风品质。

三、原因分析

1、环冷机风道内在运行过程中存有大量颗粒状烧结矿，在蝶阀安装位置由于没有卸灰装置，导致积存的物料将蝶阀卡死，蝶阀运转不灵活带来的直接后果便是无法根据设计初衷对环冷风道进行分段控制，在余热取热段无法提供有效风压将烧结矿中的热量充分取出，而在环冷机后续运行中又冷却不足。

2、出环冷机集热罩后雨棚高度较低，没有足够大的空间使烧结矿上方的冷热空气进行热交换，进一步给环冷机排料温度带来了压力。

3、预制采购的密封用氟胶板虽以改进为我常利用废旧输送带自行制作，但是由于高风压、高热量的直接冲击导致密封皮极易变形，同时由于漏风的增大，高风速将小颗粒烧结矿直接带出环冷机风道，对周围环境造成了污染。

4、集热罩上的1#与2#余热取风口之间距离大概在5米左右，而1#取风口又不能够覆盖后面的位置，较远的距离导致大量热资源随烧结矿在两个取风口之间运行时被空气带走，降低了余热利用率。

四、环冷机的漏风及余热发电的热风收集改造实践

根据上述情况，通过现场检修时观察，要提高环冷机的冷却效果、提高发电量、节约鼓风机的用电、改善岗位员工作业环境等，我们认为关键在于改善环冷机的密封集热效果：

1、针对环冷风道积料现象，在两个卸灰阀之间安装一个下料管，定期对其进行放料操作，将影响蝶阀运行的积料清除，使蝶阀能够正常运行，在高温段提供足够的风压对烧结矿热能进行充分取出。

2、所有台车横梁处密封皮恢复，该密封皮在运行过程中会与端部密封板产生摩擦而起到端部密封效果。

3、集热罩之后的环冷机雨棚加高300mm以增加烧结矿散热空间，使烧结矿与周围环境中的冷空气进行充分热交换，利于降低环冷机排料温度。

4、风道内高温段增加挡风抑尘板：风道内漏风及小颗粒的吹出主要是从台车下栏板密封皮处，我们利用风箱的H型钢梁作为基础在风道内密封皮处安装挡风抑尘板，该装置由一大一小两块板构成，大板主要作用阻止风和小颗粒直接吹到密封皮上，小板主要作用是改变风流方向尽量使风朝上，大板与小板之间留有一定间隙防止卡料。

5、增加1#风管取热面积：在1#取热管与2#取热管之间增加一个取热风口，该取热风口所取热风直接并入1#取风管，将1#与2#之间损失的热量进行回收利用。

6、高温段集热罩与台车栏板间改为柔性密封：首先在环冷机台车栏板上焊接宽度为150mm的钢板，增加台车栏板水平宽度，在水平方向上包纳环冷机不规则圆周运动带来的位移变化量，第二步是在集热罩上安装钢丝刷密封装置与栏板上预先安装的钢板配合密封，安装时下压钢丝刷，施以一定预紧力来保证在运行过程中消除竖直方向上的间隙。同时在后续运行中定期检查调整间隙以保证密封效果。

7、环冷受料端除尘风管增加阻力平衡器，尽量减少热风的散失，同时又不至于影响除尘效果。环冷给料端除尘罩进口及出口增加挡风活页板，除尘罩进口端活页挡风板主要是减少外面冷风的进入加大除尘效果，除尘罩出口活页挡风板主要是阻止环冷一段的热风被除尘抽走。该挡风活页板即起到挡风效果又不影响台车上烧结矿的通过

8、所有密封侧板更换并加高：密封侧板主要是与台车下栏板处密封皮形成一种动静摩擦密封，由于长时间的运行导致该侧板磨损严重。我们利用检修将该侧板全部更换，并在原设计基础上将该侧板加高20mm，加高后侧板与密封皮接触面积加大，密封效果更好。

五、本项目主要创新点

1、环冷机两个卸灰阀之间的下料管作用明显，不但解决了蝶阀运转不灵活的问题，同时降低了环冷风道积存物料高度，减少了环境中的颗粒状烧结矿，积料的清除使得风道内更为畅通，也为今后的检修工作提供了有利条件。

2、环冷雨棚高度的增加，在不增设外部设备的情况下有效增加了环冷机的冷却效果。

3、风道内两侧密封板的安装，避免了冷却风对下部密封皮的直接冲击，同时风向的改变使得惯性较大的颗粒状烧结矿不易飘洒到环冷以外，对现场环境的改善效果明显。

4、集热罩与环冷台车间的柔性密封是一种新型密封装置，经过改造后的运行发现，密封效果良好，外部冷风不再通过集热罩进入锅炉烟气系统，使得余热烟气温度提高了5℃左右，同时杜绝了颗粒状烧结矿自上部飘洒的现象。

5、由于密封效果好，故与环冷机配套的余热发电装置能大幅增加热风量，提高了余热发电量。

六、改进后效益

环冷综合治理后，8#烧结机环冷机风箱风压由3200～3300pa上升到3600～3700pa，烟气循环加大，使余热发电一段回收烟气温度提高，综合吨矿发电量由治理前的11.64千瓦上升到了13.03千瓦，增加了多达12%。每月8#机环冷密封装置改造后多发电创效1.39kwh/吨×1.2万吨/天×30天×0.45元/kwh=约22万元。按6、7#两台机生产平均用10t/h蒸汽计算，如果买永清发电的蒸汽的话，每吨90元，那么每天所需费用为：10*90*24=2.16万。此改造方案完成后，由于6、7#机作业率≧97.6%，那么每年可产生直接经济效益2.16*365*97.6%=769万左右。