陶壽松 劉小強(qiáng) 莫家讓

摘 要：文章簡(jiǎn)要說(shuō)明了韶鋼燒結(jié)環(huán)冷機(jī)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(jī)廢氣余熱利用過(guò)程中存在的問(wèn)題以及改進(jìn)的方向。

關(guān)鍵詞：燒結(jié)余熱；環(huán)冷機(jī)；煙氣余熱；余熱回收；余熱發(fā)電；改進(jìn)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(xiàng)目建設(shè)背景

韶鋼原有5號(hào)和6號(hào)燒結(jié)機(jī)均為360m2，設(shè)計(jì)燒結(jié)礦年產(chǎn)量均為370萬(wàn)噸；其中5號(hào)燒結(jié)機(jī)2005年2月建成投產(chǎn)，6號(hào)燒結(jié)機(jī)2008年2月建成投產(chǎn)，2臺(tái)燒結(jié)機(jī)均沒(méi)有建設(shè)環(huán)冷機(jī)煙氣余熱回收裝置。2010年韶鋼為滿(mǎn)足節(jié)能減排需要，利用當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)較成熟的技術(shù)水平，對(duì)燒結(jié)廠環(huán)冷機(jī)煙氣進(jìn)行余熱回收利用技術(shù)改造，以回收5號(hào)和6號(hào)燒結(jié)環(huán)冷機(jī)的煙氣余熱進(jìn)行發(fā)電。

1.2 燒結(jié)環(huán)冷機(jī)余熱發(fā)電原理與基本工藝

燒結(jié)礦在環(huán)冷機(jī)上通過(guò)鼓風(fēng)進(jìn)行冷卻，底部鼓入的冷風(fēng)在穿過(guò)熱的燒結(jié)礦層時(shí)與熱燒結(jié)礦進(jìn)行換熱，產(chǎn)生大量的高溫廢氣。將這些高溫的廢氣通過(guò)引風(fēng)機(jī)引入鍋爐，加熱鍋爐內(nèi)的水產(chǎn)生蒸汽，蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)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(jī)及發(fā)電機(jī)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(duì)空排氣閥構(gòu)成，主要功能是利用鍋爐引風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的負(fù)壓將帶冷機(jī)煙罩內(nèi)溫度較高的煙氣引到鍋爐內(nèi)，同時(shí)避免外界的冷風(fēng)進(jìn)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?zé)煔鈱崃恐鸺?jí)傳遞給受熱面內(nèi)的工質(zhì)（水或者蒸汽）生成過(guò)熱蒸汽。汽輪機(jī)及發(fā)電機(jī)系統(tǒng)將過(guò)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(jī)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(yùn)行模式

燒結(jié)余熱熱源具有整體品質(zhì)低、廢氣溫度波動(dòng)大和連續(xù)性差的特點(diǎn)。其中廢氣溫度波動(dòng)大和熱源連續(xù)性差是當(dāng)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(diǎn)。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(diǎn)，采用“二爐帶一機(jī)”的配置模式：配有二臺(tái)雙壓余熱鍋爐（型號(hào)：QC360（410）/400（285）-47（20）-2.45（0.78）/375（225））和一臺(tái)25MW補(bǔ)汽式凝汽機(jī)組（型號(hào)：BN25-1.96/0.49）。

在兩臺(tái)燒結(jié)機(jī)旁分別建設(shè)一臺(tái)余熱鍋爐，用兩臺(tái)余熱鍋爐帶動(dòng)一套汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組（簡(jiǎn)稱(chēng)“兩爐帶一機(jī)”）。當(dāng)一臺(tái)燒結(jié)機(jī)出現(xiàn)故障后，其對(duì)應(yīng)的鍋爐熱源中斷后，另一臺(tái)燒結(jié)余熱鍋爐可以維持機(jī)組的正常運(yùn)行，不至于出現(xiàn)解列；除此之外，兩臺(tái)鍋爐并行運(yùn)行對(duì)穩(wěn)定蒸汽溫度也有一定的作用。

采用“二爐帶一機(jī)”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(wèn)題，大大減少了發(fā)電機(jī)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(xiàng)目生產(chǎn)情況

韶鋼燒結(jié)余熱發(fā)電項(xiàng)目于2011年4月投產(chǎn)，2011年至2013年間，分別發(fā)電7427萬(wàn)kWh、8408萬(wàn)kWh、10670萬(wàn)kWh，累計(jì)達(dá)26505萬(wàn)kWh。按同規(guī)模燃煤電廠煤耗460g/kWh計(jì)算，年可節(jié)約標(biāo)煤121913t，減排SO2（Sy=0.6%計(jì)算）1463噸，減排CO2量約31.7萬(wàn)噸。為韶鋼在日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本、實(shí)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(xiàng)目存在的問(wèn)題及改進(jìn)方向

韶鋼燒結(jié)余熱發(fā)電項(xiàng)目投產(chǎn)三年來(lái)，相關(guān)技術(shù)、運(yùn)行人員積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)測(cè)試找出了存在的問(wèn)題，摸索出了解決問(wèn)題的改進(jìn)方向。

2.1 韶鋼燒結(jié)余熱發(fā)電項(xiàng)目存在的問(wèn)題

2.1.1 五號(hào)燒結(jié)環(huán)冷機(jī)的1#、2#鼓風(fēng)機(jī)存在風(fēng)壓低、風(fēng)量不足的嚴(yán)重問(wèn)題。其風(fēng)壓比六號(hào)燒結(jié)機(jī)低900Pa左右，1#鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量比六號(hào)燒結(jié)機(jī)低10萬(wàn)Nm3/h以上，2#鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量比六號(hào)燒結(jié)機(jī)低2萬(wàn)Nm3/h以上。

2.1.2 兩臺(tái)環(huán)冷機(jī)的漏風(fēng)率較高。I、II號(hào)余熱鍋爐的漏風(fēng)率分別為27%、29%左右，另外，環(huán)冷機(jī)臺(tái)車(chē)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(shì)。設(shè)計(jì)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(shuō)明在高負(fù)荷時(shí)熱量的利用更充分。

2.2 改進(jìn)方向

2.2.1 對(duì)五號(hào)燒結(jié)環(huán)冷機(jī)的鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行整修，確保鼓風(fēng)風(fēng)壓、風(fēng)量，滿(mǎn)足鍋爐額定熱煙氣量。

2.2.2 對(duì)環(huán)冷機(jī)的密封進(jìn)行進(jìn)一步的完善，對(duì)環(huán)冷機(jī)臺(tái)車(chē)下部老化損壞的密封橡膠進(jìn)行更換，降低漏風(fēng)率，減少熱量流失。

2.2.3 余熱發(fā)電成套設(shè)備在滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，熱耗率低，自用電率低，經(jīng)濟(jì)效益高，建議在滿(mǎn)足燒結(jié)廠生產(chǎn)要求的前提下，盡量高負(fù)荷運(yùn)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(fēng)機(jī)的入口氣體，以進(jìn)一步利用煙氣的余熱。

3 結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前，鋼鐵行業(yè)發(fā)展面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)和新的發(fā)展機(jī)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(jì)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(xiàn)

[1]中國(guó)金屬學(xué)會(huì)，冶金工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展研究中心.2006年度冶金科技進(jìn)步發(fā)展報(bào)告（之二），中國(guó)冶金，2008，18（2）：2.

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