周旭清

摘 要：燒結(jié)機組工作時煙氣顯熱和燒結(jié)礦顯熱一共占燒結(jié)工序能源消耗的一半以上。生產(chǎn)過程中釋放出來的可被利用的熱能資源高效率回收再利用是減少燒結(jié)工序能源消耗的主要方式之一。鋼鐵廠燒結(jié)余熱發(fā)電程序運用雙壓鍋爐和補汽汽輪機，滿足生產(chǎn)過程中釋放出來的熱能分級回收再利用，并且起到了均衡蒸汽的作用，實現(xiàn)蒸汽管道內(nèi)壓力穩(wěn)定的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：鋼鐵廠；燒結(jié)機；余熱回收

在鋼鐵廠生產(chǎn)鋼鐵流程中，燒結(jié)工序全部能源消耗，有大約一半的熱能浪費。由于當(dāng)前我國能源短缺，能源節(jié)約和降低損耗就顯得極為重要。因此鋼鐵廠采用各種各樣的余熱回收利用方式，希望滿足企業(yè)的節(jié)能減耗，也希望能創(chuàng)造更多的經(jīng)濟收益。

1 燒結(jié)工序余熱回收利用現(xiàn)狀

（1）燒結(jié)煙氣生產(chǎn)過程中釋放出來的可被利用的熱能采用的大多數(shù)是熱管工藝，不僅僅冷熱兩流體間所進行的熱量傳遞效率低下，產(chǎn)生的蒸汽也比較少。我國寶山鋼鐵公司和太原鋼鐵集團則運用的是利用各種工業(yè)過程中的廢氣、廢液，廢料中的余熱及其可燃物質(zhì)燃燒后產(chǎn)生的熱量把水加熱到一定工質(zhì)的鍋爐回收技術(shù)。寶山鋼鐵公司燒結(jié)機余熱回收利用設(shè)備是上世紀(jì)末期從日本引入的，利用各種工業(yè)過程中的廢氣、廢液中的余熱及其可燃物質(zhì)燃燒后產(chǎn)生的熱量把水加熱到一定工質(zhì)的鍋爐產(chǎn)生蒸汽并網(wǎng)為整個鋼鐵廠使用。太原鋼鐵集團是日本的綠援名目，雙方都未進行發(fā)電。當(dāng)前，燒結(jié)余熱發(fā)電技術(shù)基本老練，我國鋼鐵廠已經(jīng)熟練掌握這種技能，擁有獨立的知識財產(chǎn)權(quán)，且進行了深入探究，沒有伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、生產(chǎn)方式的改變而產(chǎn)生威脅人們生產(chǎn)與生活的風(fēng)險。

（2）這個項目運用燒結(jié)環(huán)冷機產(chǎn)生的蒸汽來發(fā)電，對外的供熱則全不考慮，每年供應(yīng)的電量總和大約18401萬千瓦時，能節(jié)省煤當(dāng)量七萬噸左右。如果把這個節(jié)省的煤當(dāng)量換算成尋常燃煤火力發(fā)電廠的排放標(biāo)準(zhǔn)，每年能夠降低二氧化碳排放量17萬噸左右，二氧化硫的排放量500噸左右，氮氧化物500噸左右，對節(jié)能減排的貢獻巨大。這種項目是利用各種工業(yè)過程中的廢氣、廢料或廢液中的余熱及其可燃物質(zhì)燃燒后產(chǎn)生的熱量把水加熱到一定工質(zhì)的鍋爐，采用環(huán)冷機排出高溫廢氣中的熱量，煙氣的溫度為300到400攝氏度，屬于低溫生產(chǎn)過程中釋放出來的可被利用的熱能。依據(jù)熱傳遞原理，煙氣溫度愈低，其與鍋爐的冷熱兩流體間所進行的熱量傳遞強度越小，生產(chǎn)過程中釋放出來的可被利用的熱能回收的難度愈大。為提升冷熱兩流體間所進行的熱量傳遞系數(shù)，運用的余熱鍋爐的冷熱兩流體間所進行的熱量傳遞器件為螺旋翅片管構(gòu)造，加大冷熱兩流體間所進行的熱量傳遞面積，增大余熱鍋爐對生產(chǎn)過程中釋放出來的可被利用的熱能回收效能。項目運用雙壓余熱鍋爐，熱量回收效能在目前的各種生產(chǎn)過程中釋放出來的可被利用的熱能回收方式中是效能最好的，能最大限度回收環(huán)冷廢氣中的熱能，最大程度運用熱能。這個項目運用的是低參數(shù)補汽汽輪機。因為這種補汽汽輪機進汽參數(shù)比較小，所以發(fā)電效能同樣較低?？蛇\用雙壓補汽方式，它增大的功率大約是總功率的五分之一，使發(fā)電效率多有增加。

2 燒結(jié)余熱發(fā)電方案規(guī)劃和建造

2.1 氣體和煙塵混合物規(guī)劃參數(shù)的確定和流程

研究得出，氣體和煙塵混合物的溫度越高，循環(huán)效能越高。所以在規(guī)劃中運用熱風(fēng)循環(huán)模式，其參數(shù)設(shè)定：氣體和煙塵的混合物流量24萬立方米/小時，溫度為380～400攝氏度，顆粒立方米為0.2～0.9克。燒結(jié)余熱發(fā)電項目氣體和煙塵的混合物流程：燒結(jié)爐原料在燒結(jié)工序過程中，通過冷卻風(fēng)機進行鼓風(fēng)使熱物體的溫度降低而不發(fā)生相變化的過程。加熱空氣從煙囪排放，鐵礦石燒結(jié)過程中的原料的溫度降到大約120攝氏度。排氣為三相聯(lián)通，每路都安置可調(diào)整電動翻板閥，分別將廢氣排入空氣和余熱鍋爐進煙道。中溫段氣體和煙塵的混合物引出管把部分加熱空氣送進鍋爐煙道，并且安裝調(diào)節(jié)電動翻板閥。余熱鍋爐排放口加裝使用循環(huán)風(fēng)的風(fēng)機，利用循環(huán)風(fēng)管線，把余熱鍋爐排放的氣體和煙塵的混合物回送到環(huán)冷機的配風(fēng)室。鼓風(fēng)機排出口加裝電動翻板閥，局部通風(fēng)機的部分回風(fēng)或全部回風(fēng)再進入局部通風(fēng)機進風(fēng)流中的風(fēng)流管道上安裝電動翻板閥。余熱回收裝置正常運轉(zhuǎn)的時候，煙囪的可調(diào)節(jié)電動翻板閥處于關(guān)閉模式；開啟或者調(diào)節(jié)的時候，電動翻板閥與余熱鍋爐進口的電動翻板閥都能夠調(diào)節(jié)到合適的打開角度；氣體和煙塵的混合物引出翻板閥依據(jù)運行狀況，調(diào)節(jié)到合適的打開角度。停止運轉(zhuǎn)鼓風(fēng)機，利用使用風(fēng)循環(huán)的風(fēng)機，用加熱氣體和煙塵的混合物對原材料實行冷卻。余熱回收設(shè)備停止運轉(zhuǎn)的時候，煙囪的可調(diào)節(jié)電動翻板閥處在完全開合的狀態(tài)，余熱鍋爐進口的電動翻板閥處在完全關(guān)閉的狀態(tài)。與此同時，關(guān)閉循環(huán)風(fēng)機，閉合循環(huán)風(fēng)管電動翻板閥，閉合引出管線翻板閥，隔絕氣體和煙塵的混合物，避免其混入余熱鍋爐，這時候可以對余熱鍋爐進行檢查修護等工作。開啟鼓風(fēng)機出口電動翻板閥，使鼓風(fēng)機運轉(zhuǎn)，以此對原材料實行冷卻工序。采用循環(huán)風(fēng)機是為了給鍋爐供給適量的煙氣瞬時流量，避免余熱鍋爐中氣體和煙塵的混合物與物料層產(chǎn)生阻礙事物發(fā)展或前進的外力，達(dá)到鍋爐煙、風(fēng)系統(tǒng)中同時裝設(shè)送風(fēng)機和引風(fēng)機。最大可能使煙罩內(nèi)保持比常壓的氣體壓力低的狀態(tài)，降低冷空氣流通形成的風(fēng)的進入和熱風(fēng)的流出；降低物料層的比常壓的氣體壓力高狀態(tài)，降低包括礦粉在內(nèi)的集料飛散，避免了包括礦粉在內(nèi)的集料損失與環(huán)境影響。安置氣體和煙塵的混合物擋板是用因為其能夠?qū)熣址殖筛邷睾偷蜏貐^(qū)段，把能夠利用和不能夠利用的氣體和煙塵的混合物隔斷開，保持氣體和煙塵混合物的溫度在大約375攝氏度，用來提升余熱利用效率。

2.2 鍋爐汽水系統(tǒng)

余熱鍋爐采用高低壓模式，運用高壓蒸汽來產(chǎn)生電力，低壓蒸汽系統(tǒng)則用來鍋爐給水除氧和低壓端的補汽。鍋爐產(chǎn)生過熱蒸汽進入主蒸汽管道系統(tǒng)，輸送到汽輪發(fā)電機，主蒸汽經(jīng)過開關(guān)閥到汽輪機的主汽門，其內(nèi)安裝有蒸汽過濾器，用來分隔蒸汽中的水分，防止零碎物品進入汽輪機。低壓蒸發(fā)系統(tǒng)產(chǎn)生的飽和狀態(tài)下的蒸汽除了除氧的損耗之外，其余的低壓蒸汽經(jīng)過補汽控制閥進入汽輪機的較低壓力部分，兩種蒸汽在其中膨大，能量由一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式后，運用復(fù)水器凝結(jié)成水，其表面上凝結(jié)而成的水經(jīng)過水泵增壓后，在汽封加熱器中升溫，之后進行除氧，氧去除后的水再經(jīng)過鍋爐。

2.3 鍋爐型號選用

這個工程采用不需要額外能源消耗的余熱鍋爐。選用鍋爐型號為Q240/375-22.5（4.0）-1.57（0.35）/320（147.7）。環(huán)境冷熱程度為15攝氏度的時候，進入余熱鍋爐氣體和煙塵的混合物流量為24萬立方米/小時、溫度為375攝氏度，作為工質(zhì)的水進入蒸汽鍋爐時的溫度為104攝氏度。在鍋爐范圍內(nèi)最后一個受熱面出口排出煙氣的平均溫度低于160攝氏度的狀況下，生產(chǎn)1.57MPa、320攝氏度蒸汽22.5t/h；0.35MPa飽和狀態(tài)下蒸汽4.0t/h。

3 結(jié)束語

燒結(jié)余熱發(fā)電技術(shù)采用余熱能源來發(fā)電，并不直接消耗其他能源，可以很好地節(jié)省資源能源。另外，整個項目資金投入相對較低，回收時間相對較少，不僅能夠很好的減少鋼鐵廠的高額電費，而且這種項目是環(huán)保型工程，避免了二次污染，還能對減少余熱排入空氣對環(huán)境造成的污染。

參考文獻

[1]夏立峰.海水淡化發(fā)電在鋼鐵廠的應(yīng)用[J].華中電力，2014（5）：647-648.

[2]彭巖.純低溫余熱發(fā)電雙壓技術(shù)分析[J].中國鋼鐵，2006（6）.

[3]肖衍黨，李晨飛，韓濤.燒結(jié)余熱發(fā)電技術(shù)及系統(tǒng)的優(yōu)化分析[J].燒結(jié)球團，2011（3）：47-53.