燒結工程中環冷機余熱發電利用技術的應用與探索

摘要：節能環保、資源回收再利用是社會的主題。鋼鐵行業耗能巨大，其中，燒結環冷機節耗能就占鋼鐵生產1/10，并浪費巨大的可再用能源。高溫廢氣中含有大量粉塵，若不經處理向大氣直接排放，則會造成粉塵污染與熱污染，同時浪費能源。在調查研究某鋼鐵企業的余熱資源后得出，環冷機的余熱資源充足，因此有必要對高溫廢氣余熱資源進行利用，余熱發電工程投產之后，其經濟效益、社會效益、環境效益十分顯著。

關鍵詞：環冷機；余熱發電；技術應用

1.目前國內外燒結工程中余熱利用情況介紹

世界主要發達國家中，日本的資源尤其稀缺，其能源利用率處于世界先進水平。在余熱利用技術上，其理論與實踐應用領先于其他發達國家，取得成效明顯。在該國，鋼鐵企業都普遍安裝了余熱利用設施，用以發電或供熱，從而降低鋼鐵廠能耗[1]。

在我國，上世紀90年代，上海寶鋼新建2#燒結機，向日本進口環冷機2臺。并在隨后改造了3#燒結機，寶鋼依靠自主創新，安裝了余熱利用設施，已投入使用。另外，太鋼、馬鋼等企業也相應從日本進口余熱鍋爐。在國外同行業余熱利用技術不斷進步現狀下，國內鋼鐵行業不甘落后，在余熱利用技術自主創新能力明顯增強，技術瓶頸也逐漸被突破。但是，當前我國余熱利用的燒結機仍然僅占總量的5%左右，余熱發電設施也并無大規模興建。利用余熱利用技術和設施，實現現有資源利用的最大化，將是今后鋼鐵企業節能減排、降本增效的必然趨勢和要求。

2.本次工程概述

3.設計余熱利用的方案

3.1.環冷機熱風數據

3.2.機爐選擇

在廢氣余熱發電中，為使熱力循環系統運行成效提高，可最大限度提升主蒸汽參數；而多壓系統可對煙氣熱量有效利用。就單壓與多壓系統而言，二者關系為：在計算鍋爐結構與熱平衡時，若釋放的煙氣熱量可由鍋爐全部吸收，那么單壓設計是首選；若完全利用部分熱量，只可將部分熱量以低壓系統吸收，并將熱量送回汽輪機，那么，雙壓系統較為適用。如果熱源比較單一，那么多壓系統是可提升3%的系統熱效[4]。

在本次項目實施中，經企業與鍋爐廠的仔細研究，環冷機1段風箱排除的部分煙氣熱量被單壓系統鍋爐吸收，通過計算發現，燒結環冷機1、2段高溫處的吸收煙氣熱量大于單壓系統吸收的熱量。為充分利用余熱，提升系統熱效率，參考環冷機工作現狀，余熱鍋爐最終采用單流程、立式、雙壓系統型，合并使用汽輪機低壓補汽。

3.3.裝機規模

3.5.布置余熱鍋爐

當前，環冷機布置對稱，余熱鍋爐在環冷機附近不可布置，在設計人員對土建圖紙與燒結工藝查閱過后，在保證余熱鍋爐存在過短煙氣與環冷機通道不被占用，且方便安裝檢修的基礎上，經仔細分析，提出了獨創性布置辦法：將余熱鍋爐布置在環冷機內部，考慮架設高余熱鍋爐。余熱鍋爐現有鋼柱，鼓風機間坐落在鋼柱的基礎上，升高鋼柱從而滿足鍋爐操作平臺的要求，讓風機在鍋爐之下，原燒結機房與鍋爐平臺接通[5]。在環冷機外圈位置，布設循環風機。此布置法是對現有空間的充分利用，在安裝余熱鍋爐或其檢修時，可借用環冷機之上的檢修吊車。具體布置可見下圖。

3.6.布置廠房

在汽輪機原拖動站的固定處外端布置汽輪機廠房，可利用原站部分設施與空余空間，減少固定投資。

4.效益

5.結語

參考文獻：

[1] 趙斌，杜小澤，張弋等.燒結環冷機余熱電站運行特性研究[J].汽輪機技術，2012，54（2）：85-85，125，126，127，128.D

[2] 沈東，張皓，周勇平等.安鋼燒結環冷機低溫余熱發電工程[J].能源工程，2009，（3）：58-60.

[3] 王峰.一種燒結環冷機煙氣余熱梯級利用系統[J].礦業工程，2013，11（6）：63-65.

[4] 呂子祥，王飛，房洪杰等.泰鋼180m2燒結環冷機廢氣余熱發電設計方案[J].山東冶金，2010，32（3）：19-20，26.

[5] 彭新亮.燒結余熱發電技術在濟鋼的應用430m2燒結環冷機余熱發電技術實踐[J].中國科技博覽，2012，（10）：273-273.