提高烧结余热发电量的生产技术实践

提高烧结余热发电量的生产技术实践

陈小龙

日照钢铁集团控股有限公司  山东省日照市   276800

摘要：改革后，受社会发展的影响，我国的各行业领域得到进一步提升，现阶段，对于钢铁生产而言,烧结工序的能耗占整个能耗比例较大,仅次于炼铁工序。烧结废弃除了数量较为庞大外,可回收的热量也较高。所以,对这些热量进行有效回收,有利于降低烧结工序能耗。烧结余热发电技术能够把烧结废弃余热资源转换为电力,节能效果明显,也不会滋生大规模的废气、废渣、粉尘。对此,以烧结余热发电技术为基础,重点分析了其在某钢铁企业中的具体应用。

关键词：烧结余热；发电量；生产技术

引言

据统计，钢铁工业能耗占全国总能耗的8.9%，其中炼铁系统能耗占整个钢铁冶炼流程总能耗的73.5%。近年来随着工艺技术不断进步，能耗降低明显，但存在企业间发展不平衡、差距较大的现象，平均能耗较国际先进水平仍具有10%以上的节能潜力。为实现节能降耗，一方面要实现钢铁长流程能源模块的全面调配，实现流程总能耗的降低；另一方面，要优化余热回收工艺技术，完善设施设备，提高余热回收率。近十几年来环冷机余热发电技术因其热量回收率高、效益显著，在烧结工序领域得以推广应用。随着对烧结余热的回收技术研究逐渐深入，业内专家学者们从烧结工艺参数控制、生产运行工况、余热回收技术、设备改进等方面研究了如何提升烧结余热回收水平。从生产工况、设备上分析了烧结不稳定对烧结余热回收的影响，提出了动态补燃系统在余热回收系统上的应用；分析了烧结余热的来源与热量传递关系，从热力学角度分析各环节的能量流，量化分析各项节能措施和节能潜力；从稳定烧结工艺制度角度研究了工艺参数对余热回收的影响，实现环冷余热回收率的提升；通过对环冷机密封改造、风量优化配置等手段实现余热回收率的提升。

1提高精细化操作水平

影响烧结余热发电量的因素较多且存在交织，最直接、直观的参数是烧结烟气温度，尽管前期围绕提升烟气温度采取了一些措施并取得一定成效，但更深层次的影响因素（如烧结矿粉配比、石灰掺入量、固体燃料消耗等烧结机内部因素）由于受专业、系统和管理体制等限制，无法进行具体的量化分析和明晰判定并整改；另外，当前循环风机的频率调整操作，由于没有一个直观性参数能反应出是否达到最佳取热效果，在发电量波动的情况下更增加了调整循环风机至最佳匹配工况的工作难度，一定程度上也制约了发电量的提升。在整体划归炼铁厂后，下一步要求炼铁厂进一步提高烧结生产的精细化操作水平，为定性定量分析余热发电量变化提供数据支撑，同时结合烧结工况条件继续探索循环风机的最佳运行工况，推进标准化操作，实现发电量最大化。

2冷机密封改造

对于环冷机漏风点而言，可引入密封改造技术，以实现最大化利用余热的目的。设计时，应重点考虑制造、安装、检修、维护是否便捷。(1)台车和风箱的密封。据调查，这一处是环冷机的重要部位，漏风率高达30%，会对烧结矿冷却产生巨大影响，也会造成余热发电风量较差。因该企业的烧结环冷机余热烟风系统采用闭式系统，鼓入风箱的烟气是热空气，温度在100～50℃，和原鼓入环境空气相比温度更高。通常情况下，环冷机主要采取弹性橡胶进行双层密封，可更换成耐高温的弹性材料，并及时更换破损的外层弹性橡胶，从而有效避免漏风。(2)台车与烟罩之间的密封。烧结环冷机台车与烟罩之间选择薄钢板密封，间隙比较常见。为了防止漏风，需重新改造这一部分，可选择水密封，密封效果好。(3)烟罩端部及中间挡板。这部分的串风情况比较常见，对此，可选择“固定板+翻板”的方式。在距离台车侧栏水平高度0.5m的地方，安装一块固定钢板，选择多块耐磨材料，且能够活动，并选择铰链连接、固定每一块翻板与固定钢板。(4)风箱端部密封。此处也常常出现串风的情况，严重影响烟气的循环利用效果。对此，选择使用钢板隔断两风箱端部，并在风箱结合处安装挡板，将多个钢刷安装在钢板上端，以此来减小间隙。(5)台车与车轮。这里联合使用钢板与弹性橡胶，对其进行接触式密封，间隙控制在0～2.5mm，可有效预防接触过大产生较大的摩擦阻力，以免影响卸矿。

3提高机组发电效率及持续稳定运行

重点针对余热蒸汽品质达不到设计标准导致发电汽耗高、效率低（主蒸汽设计指标为1.9MPa，现场实际仅为1.2~1.3MPa）和受烟气温度变化影响（烧结机计划、非计划检修、环保停机、故障停机、临停检修、工艺调整等因素均能造成烟气温度较大变化），机组的发电量波动现象，下一步在保证蒸汽产量的基础上要尽力提高蒸汽品质以提高发电效率，同时加强设施设备的巡检维护，尽量避免非计划故障停机，为稳定提升余热发电量奠定基础。

4烟罩及保温改造

原有环冷机的烟罩主要为普通钢板，并通过整体连接结构实现密封，实际运行时，只涉及高温烟气，回收运用热风烧结，部分采用烟囱排放。同时烟罩没有对保温装置进行安装，使烟罩出现了严重的散热损失。为了控制烟气散热损失，并避免出现串风的情况，应积极改造环冷机的烟罩，具体为：(1)在烟气系统方面，选择两端取风的方式，第一段的前端为烧结的落矿，烟气温度为400～450℃，可重新安装耐高温的钢板。(2)以往，烟罩密封端选择整体连接结构，可基于结构形式、余热取风段的具体角度，把烟罩设计为几段，将热膨胀用的伸缩节装在每一段烟罩中间的连接处，避免其变形或脱落。(3)因以前的烟罩不能保温，热量损失严重，可在确保环冷机矿料冷却效果的基础上，对密封端烟罩进行外保温处理，其材料选择硅酸盐棉毡和镀锌铁皮。(4)基于各种生产区域的实际情况，对密封烟罩、烟风管道进行适当的密封处理。(5)为了预防热量大量流失，提高余热回收率，对环冷机排放烟囱进行保温处理，将保温措施延伸到与余热烟风的接口处。

结语

钢铁企业积极应用余热发电技术，贯彻执行国家钢铁产业战略发展要求，迎合了循环经济构建的趋势，是升级与改造钢铁产业技术的有效方法。目前，我国钢铁企业针对余热发电技术的研究虽然起步较晚，却发展迅速，虽然使用过程中受到一些阻碍，但随着节能减排的全面落实，通过余热资源发电，是钢铁企业利用余热资源最有效方式之一。钢铁行业是我国节能减排的重点行业，烧结余热发电技术的前景十分广阔，有利于能源结构的全面优化。

参考文献

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