李興友 劉辛酉

（日照鋼鐵有限公司，山東 日照 276806）

0 引言

余熱利用是燒結(jié)節(jié)能的重要方面，目前國內(nèi)很多燒結(jié)廠都建設(shè)了余熱發(fā)電系統(tǒng)。雖然余熱發(fā)電是一項成熟技術(shù)，但實際應(yīng)用中卻出現(xiàn)了投資大、效率低的現(xiàn)象。究其原因，主要有兩方面：一是廢氣沒有很好地循環(huán)利用；二是系統(tǒng)漏風(fēng)造成冷卻機(jī)外排廢氣溫度低，難于回收，余熱利用效率低。

環(huán)冷機(jī)柔磁性密封就是為解決環(huán)冷機(jī)漏風(fēng)而開發(fā)的一項新技術(shù)，其獨特的密封方式可大幅降低漏風(fēng)、現(xiàn)場粉塵及噪音，提高余熱發(fā)電效率。

1 問題的提出

日照鋼鐵有限公司有2 臺360m2燒結(jié)機(jī)建有余熱發(fā)電項目，于2009 年建成投入使用。經(jīng)運(yùn)行余熱發(fā)電效果較差，在全國同行業(yè)處于較低水平。通過分析原因為：環(huán)冷機(jī)漏風(fēng)嚴(yán)重，煙氣入口溫度低。經(jīng)考察論證認(rèn)為環(huán)冷機(jī)柔磁性密封治理技術(shù)成熟，現(xiàn)場使用效果良好，能夠解決此問題。

2 環(huán)冷機(jī)漏風(fēng)的主要原因

經(jīng)現(xiàn)場分析，環(huán)冷機(jī)漏風(fēng)主要有以下四個方面的原因：

2.1 底部漏風(fēng)

現(xiàn)有的鼓風(fēng)式環(huán)冷機(jī)底部密封采用橡膠密封，橡膠板采用耐磨橡膠，具有一定硬度和彈性。由于鼓風(fēng)環(huán)冷機(jī)長期在高溫、高粉塵環(huán)境下運(yùn)行，密封板磨損較嚴(yán)重；其次，橡膠板有一定硬度，當(dāng)其與臺車梁底部或塊料碰撞時易發(fā)生折斷，從而導(dǎo)致漏風(fēng)。

2.2 欄板漏風(fēng)

由于冷卻機(jī)工作環(huán)境惡劣，臺車欄板會產(chǎn)生不同程度的變形，形成縫隙，造成漏風(fēng)。

2.3 橫梁漏風(fēng)

運(yùn)動過程中，臺車輪上的橫梁與密封膠板接觸不良，造成漏風(fēng)，即三角梁處漏風(fēng)。

2.4 煙罩漏風(fēng)

為防止運(yùn)動的臺車攔板碰撞煙罩，攔板與煙罩之間留有一定的間隙，當(dāng)余熱系統(tǒng)的引風(fēng)機(jī)通過煙罩抽取燒結(jié)礦的熱量時，大量的冷風(fēng)就會從間隙處進(jìn)入，影響煙氣溫度，降低發(fā)電量。

3 環(huán)冷機(jī)柔磁性密封技術(shù)

以上幾處漏風(fēng)中，第一、三、四項比較嚴(yán)重，因此治理環(huán)冷機(jī)漏風(fēng)須從這幾個方面入手。

3.1 環(huán)冷機(jī)底部柔磁性密

運(yùn)行過程中，固定在冷卻機(jī)上的底部彈性密封裝置與底部柔磁性鋼刷密封裝置緊密接觸。設(shè)備安裝后，在磁性物質(zhì)上撒上精礦粉，柔磁層起密封作用。柔磁層外面為彈性鋼刷，一者可以起到密封作用，二者阻止鐵精粉透過?？紤]到環(huán)冷機(jī)臺車可能出現(xiàn)跑偏、變形等情況，底部彈性密封裝置和底部柔磁性鋼刷密封裝置具有一定寬度，防止接觸面漏風(fēng)。

3.2 臺車橫梁密封

車輪與橫梁經(jīng)過V 字型卸料溝后，橫梁逐漸接近臺車體，為防止塊料卡在中間，橫梁與臺車體之間有一定的間隙，間隙用鋼刷式密封代替原橡膠密封。該結(jié)構(gòu)采用密集的耐溫耐磨鋼刷制作，外面帶有磁性物質(zhì)，生產(chǎn)運(yùn)行中，鋼刷吸附鐵粉粒呈圓束狀在外層更好地進(jìn)行密封。

3.3 煙罩密封

煙罩兩側(cè)漏風(fēng)改造前采取的方法：采用耐熱輸送帶或石棉布制作密封件，使之接觸臺車攔板。但耐熱輸送帶經(jīng)常會出現(xiàn)燒毀現(xiàn)象，石棉布雖然耐高溫效果較好，但使用一段時間后，老化斷裂現(xiàn)象極為嚴(yán)重。

圖1 底部柔磁性密封

針對以上問題，設(shè)計了一種帶有韌性和彈性的高溫鋼刷密封體，安裝在煙罩兩側(cè)，高溫鋼刷與臺車攔板接觸，防止冷風(fēng)竄入。而冷卻機(jī)環(huán)型截面采取鉸鏈?zhǔn)矫芊獍迮浜细邷劁撍⒌臒煔飧舭?，?dāng)有小塊燒結(jié)礦時，可從鋼刷中穿過，當(dāng)有大塊燒結(jié)礦時，鉸鏈?zhǔn)矫芊獍逄?，以避免卡阻和損壞。

4 改造項目實施及效果

項目于2 月20 日投入使用后效果明顯。主要體現(xiàn)以下幾個方面：

4.1 煙氣溫度提高，產(chǎn)汽量增加，發(fā)電量大幅提高。

經(jīng)過近一個月的運(yùn)行情況來看，漏風(fēng)率明顯降低，余熱發(fā)電鍋爐入口煙氣溫度顯著提高，發(fā)電量大幅度上升，見表1。目前，日發(fā)電量（上網(wǎng)）由原來的兩臺機(jī)平均10 萬kWh，到現(xiàn)在的日發(fā)電量（上網(wǎng)）平均17 萬kWh，增幅較大，效果明顯。

表1 12#環(huán)冷機(jī)改造前后及與13#環(huán)冷機(jī)密封效果對比

4.2 現(xiàn)場環(huán)境得到改善，漏風(fēng)基本得到治理

通過項目實施，現(xiàn)場環(huán)境得到了極大的改善。揚(yáng)塵及外吹積料明顯降低，減輕了一線工人的勞動強(qiáng)度,也為環(huán)境保護(hù)起到了較好的推動作用。

4.3 維修量以及備品備件使用量大幅降低

原橡膠密封需1～2 個月進(jìn)行維護(hù)，維護(hù)工作量、備品備件使用量較大,增加了維修工人勞動強(qiáng)度和維修費(fèi)用。通過改造后，密封裝置壽命大大延長,降低了維修工作量及備品備件費(fèi)用，降低了維護(hù)成本。

5 經(jīng)濟(jì)效益分析

（1）目前環(huán)冷機(jī)鼓風(fēng)機(jī)裝機(jī)功率為5×710kW，通過實施漏風(fēng)治理技術(shù)，環(huán)冷機(jī)漏風(fēng)率降低，可減少環(huán)冷鼓風(fēng)機(jī)開機(jī)數(shù)1～2 臺，目前12#環(huán)冷鼓風(fēng)機(jī)開4 臺，較先前減少了1 臺。按停一臺鼓風(fēng)機(jī)計算，每天節(jié)約用電量為：710×24=17040kWh/d，按電價0.60 元/kWh 設(shè)備作業(yè)率97%計算，每年節(jié)約電費(fèi)約為：17040×365×0.6×0.97≈362 萬元。

（2）燒結(jié)礦冷卻效果提高，下游皮帶壽命延長。360m2燒結(jié)機(jī)成品皮帶設(shè)計壽命為3 個月，環(huán)冷密封改造后，燒結(jié)礦冷卻效果改善，皮帶使用壽命可提高至4 個月以上，按每條皮帶20 萬元計算，每年至少節(jié)約成本100 萬元以上。

（3）原橡膠密封每月需停機(jī)更換一次，人工及材料費(fèi)用高，新密封系統(tǒng)能耐700℃高溫，壽命長達(dá)2 年以上，減少了更換密封板的次數(shù)，提高了系統(tǒng)作業(yè)率，也節(jié)約了維修和備件費(fèi)用。按壽命一年計算，采用新型密封后，可節(jié)約維修和備件費(fèi)用50 萬元。

（4）隨著漏風(fēng)率的大幅度降低,余熱回收廢氣溫度升高60～90℃左右，發(fā)電效率提高15%以上，按12# 環(huán)冷機(jī)密封改造前后日發(fā)電量（上網(wǎng)）增加約6 萬kWh 計算，年增加發(fā)電效益：60000kWh/×0.60 元×365×0.97≈1257 萬元。

上述幾項合計，年效益約為：362+100+50+1257=1769 萬元。

6 小結(jié)

環(huán)冷機(jī)柔磁性密封技術(shù)突破了傳統(tǒng)的環(huán)冷機(jī)漏風(fēng)治理思路，實踐證明是行之有效的，它不但解決了現(xiàn)場的漏風(fēng)、粉塵、熱污染等問題，而且減少了設(shè)備維護(hù)量、提高了余熱發(fā)電效率、減少了冷卻風(fēng)機(jī)開啟臺數(shù)，具有節(jié)能、環(huán)保、改善現(xiàn)場環(huán)境等多重效果，效益顯著。