燒結(jié)余熱發(fā)電降低原因分析與改進(jìn)

王玉雷，吳玉紅

（山東泰山鋼鐵集團(tuán)有限公司，山東 萊蕪 271100）

燒結(jié)余熱發(fā)電降低原因分析與改進(jìn)

王玉雷，吳玉紅

（山東泰山鋼鐵集團(tuán)有限公司，山東 萊蕪 271100）

本文主要介紹了燒結(jié)余熱發(fā)電量降低的實(shí)際情況，并對(duì)影響余熱回收利用的主要因素進(jìn)行分析，找出了發(fā)電量降低的原因，根據(jù)分析結(jié)果制定了針對(duì)性控制措施，通過(guò)相應(yīng)的技術(shù)改造、工藝控制和設(shè)備改進(jìn)，使問(wèn)題得到解決，余熱發(fā)電量明顯提升。

燒結(jié)；余熱發(fā)電；分析；改進(jìn)

1 前言

燒結(jié)余熱發(fā)電技術(shù)是降低燒結(jié)工序能耗、提高能源利用效率，增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的一項(xiàng)重要途徑。我公司有180m2和265m2帶式燒結(jié)機(jī)各一臺(tái)，余熱回收發(fā)電系統(tǒng)于2012年9月投入運(yùn)行，經(jīng)過(guò)設(shè)備調(diào)試和摸索總結(jié)，發(fā)電量不斷提升，2013年11月份達(dá)到最高值17.22萬(wàn)kWh，但自12月份起發(fā)電量明顯下降，為了盡快找出原因使發(fā)電量恢復(fù)正常，我們對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)和因素進(jìn)行分析，找出了主要原因和解決辦法。

2 燒結(jié)余熱發(fā)電基本原理

燒結(jié)余熱發(fā)電大致分為三個(gè)系統(tǒng)：煙氣回收循環(huán)系統(tǒng)、鍋爐系統(tǒng)、汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)。基本原理為燒結(jié)礦在環(huán)冷機(jī)由底部鼓風(fēng)穿過(guò)燒結(jié)礦層產(chǎn)生高溫度氣體，將高溫度氣體導(dǎo)入余熱鍋爐，鍋爐中的水加熱產(chǎn)生蒸汽，蒸汽帶動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，所以余熱電站對(duì)蒸汽品質(zhì)要求較高，熱量必須連續(xù)穩(wěn)定，熱量帶來(lái)的蒸汽量多，從而帶動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電也就越多。

3 根據(jù)燒結(jié)余熱發(fā)電原理，影響發(fā)電量的主要因素有

余熱溫度、燒結(jié)機(jī)日歷作業(yè)率、停機(jī)次數(shù)等，要找出影響因素就必須從這幾個(gè)方面進(jìn)行分析改進(jìn)。

3.1 發(fā)電參數(shù)變化趨勢(shì)分析

2013年9月份-2014年1月份原始數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)對(duì)比如下：

數(shù)據(jù)顯示鍋爐入口溫度變化明顯，呈先升再降趨勢(shì)，11月份溫度最高對(duì)應(yīng)發(fā)電量也最高，溫度變化趨勢(shì)與發(fā)電量趨勢(shì)一致，說(shuō)明燒結(jié)余熱溫度是造成發(fā)電量下降的主要因素。

3.2 燒結(jié)過(guò)程參數(shù)對(duì)比

燒結(jié)過(guò)程參數(shù)變化：180帶燒落料口溫度11月份平均3469.03℃，12月份平均358.93℃，1，月份平均325.04℃，呈逐月下降趨勢(shì)，平均煤氣流量、抽風(fēng)機(jī)廢氣流量數(shù)據(jù)是逐月升高的；265帶燒11月份點(diǎn)火煤氣壓力最高，點(diǎn)火煤氣流量最低，預(yù)熱后煤氣溫度和空氣溫度最高，有利于燒結(jié)過(guò)程和燒結(jié)終點(diǎn)穩(wěn)定，這些對(duì)余熱發(fā)電是有利的因素。

3.3 燒結(jié)技術(shù)指標(biāo)對(duì)比

燒結(jié)礦合格率和堿度穩(wěn)定率趨勢(shì)圖（見(jiàn)圖1）。

資料顯示合理的溶劑加入量能改善料層的透氣性，影響燒結(jié)穩(wěn)定性，堿度穩(wěn)定率和燒結(jié)礦合格率變化趨勢(shì)大體相同，充分說(shuō)明燒結(jié)礦過(guò)程控制11月份最穩(wěn)定，之后逐月下降且下降幅度較大；

圖1

對(duì)燒結(jié)礦返礦率、燒結(jié)機(jī)有效作業(yè)率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，燒結(jié)礦返礦率11月份達(dá)到統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)最低值12.92%，1月份達(dá)到最高值14.23%，返礦率增加帶回的余熱增加，能源消耗增加，用于余熱發(fā)電的熱量減少；燒結(jié)機(jī)有效作業(yè)率11月份達(dá)到最高值，之后下降，1月份達(dá)最低值，燒結(jié)停機(jī)10分鐘以上都會(huì)造成煙氣大幅度降溫，從而迫使余熱發(fā)電解列。而解列后并網(wǎng)又將浪費(fèi)大量的熱量。發(fā)電機(jī)組停機(jī)后，重新啟動(dòng)需要2小時(shí)以上，因此，即使對(duì)于相同的燒結(jié)機(jī)作業(yè)率，停機(jī)時(shí)間的具體組成仍可能造成發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)率的較大差異，影響發(fā)電效率。

3.4 燒結(jié)工藝影響分析

從以上參數(shù)變化可以看出，所有有利于余熱回收的參數(shù)在11月份均達(dá)到幾個(gè)月的最佳值，變化趨勢(shì)說(shuō)明燒結(jié)過(guò)程控制變化是影響發(fā)電量的主要因素。

3.5 燒結(jié)機(jī)短時(shí)間停機(jī)較多

燒結(jié)是一個(gè)連續(xù)的燒結(jié)過(guò)程，余熱發(fā)電也是依靠持續(xù)不斷的熱量供應(yīng)來(lái)維持。一旦燒結(jié)系統(tǒng)停機(jī)，待重新開(kāi)機(jī)時(shí)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的冷卻，燒結(jié)礦層所蘊(yùn)含的熱量大部分已經(jīng)由燒結(jié)煙道排出，余熱回收量大幅度下降，直接影響余熱鍋爐的正常生產(chǎn)運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)產(chǎn)氣量過(guò)低將導(dǎo)致汽輪機(jī)組停機(jī)。由于使用的爐篦條和隔熱墊材質(zhì)存在問(wèn)題，燒損大，極易出現(xiàn)臺(tái)車掉爐篦條現(xiàn)象，出現(xiàn)后必須空臺(tái)車停機(jī)5-10min左右處理，而影響余熱生產(chǎn)將長(zhǎng)達(dá)1h甚至更長(zhǎng)，嚴(yán)重制約著余熱鍋爐的正常運(yùn)行。

3.6 余熱煙氣回收系統(tǒng)密封較差

燒結(jié)環(huán)冷臺(tái)車下部均采用耐熱橡膠條密封。尤其180m2燒結(jié)機(jī)，運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，各部位密封橡膠條磨損老化嚴(yán)重，且由于集氣罩處于冷卻機(jī)進(jìn)料端，大量熾熱的燒結(jié)礦經(jīng)常導(dǎo)致集氣罩處密封燒毀。如此一來(lái)，在整個(gè)煙氣循環(huán)系統(tǒng)中形成多處漏風(fēng)點(diǎn)，造成環(huán)冷機(jī)下方大量熱風(fēng)外溢，臺(tái)車上方大量冷風(fēng)吸入從而導(dǎo)致煙氣溫度降低，鍋爐產(chǎn)氣量下降。

4 改進(jìn)措施

4.1 優(yōu)化生產(chǎn)工藝，穩(wěn)定工況

（1）對(duì)燒結(jié)機(jī)布料、壓料設(shè)備進(jìn)行整改。設(shè)計(jì)制作了壓料裝置，利用檢修機(jī)會(huì)，對(duì)壓料裝置進(jìn)行安裝調(diào)試，通過(guò)使用，壓料效果明顯，燒結(jié)斷面厚度均勻統(tǒng)一，確保燒結(jié)機(jī)尾不過(guò)燒，不欠燒。

（2）優(yōu)化配礦工藝，合理增加燒結(jié)性能較好的礦粉比例，保證燒結(jié)過(guò)程穩(wěn)定，將燒結(jié)終點(diǎn)嚴(yán)格控制在倒數(shù)第二個(gè)風(fēng)箱。

（3）增設(shè)燒結(jié)礦落料點(diǎn)、測(cè)溫點(diǎn)，可隨時(shí)反應(yīng)燒結(jié)礦落礦處的煙氣溫度，并嚴(yán)格要求控制在350℃以上，并納入制度進(jìn)行考核。

（4）為保證落料點(diǎn)溫度控制在范圍內(nèi)，采取關(guān)閉風(fēng)箱閘閥開(kāi)度及抽風(fēng)機(jī)風(fēng)門開(kāi)度的措施，嚴(yán)格將燒結(jié)終點(diǎn)控制在倒數(shù)第二個(gè)風(fēng)箱。

（5）合理匹配燒結(jié)機(jī)機(jī)速和環(huán)冷機(jī)機(jī)速，在保證冷卻機(jī)出料口下料正常，不出現(xiàn)堵料的前提下，適當(dāng)降低環(huán)冷機(jī)速。適度提高冷卻機(jī)料層厚度，使熱量富集，增大余熱回收量。

4.2 減少燒結(jié)機(jī)主機(jī)停機(jī)次數(shù)

（1）各班次安排專人對(duì)爐床進(jìn)行整理，對(duì)爐條松的及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)缺，再是定期更換臺(tái)車，將排好爐條的臺(tái)車達(dá)到一定數(shù)量后，利用其他因素停機(jī)機(jī)會(huì)對(duì)爐條松的臺(tái)車進(jìn)行更換，從而縮小了掉爐條次數(shù)，減少了主機(jī)停機(jī)頻次。

（2）做好設(shè)備的檢修管理工作。利用檢修時(shí)間將整套設(shè)備徹底進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，杜絕小故障的發(fā)生。

（3）在短時(shí)間停機(jī)前，提前與余熱發(fā)電站聯(lián)系溝通，讓其提前進(jìn)行調(diào)整，把損失降到最低。

4.3 煙氣回收系統(tǒng)密封改造

（1）治理冷卻機(jī)本體漏風(fēng)。對(duì)冷卻機(jī)臺(tái)車下方動(dòng)密封、靜密封膠條，以及臺(tái)車與臺(tái)車之間密封橡膠每班進(jìn)行檢查一次，利用其他工序停機(jī)或檢修進(jìn)行更換，確保密封效果。

（2）在環(huán)冷臺(tái)車外沿焊接M10mm厚的弧形錳板，在集氣煙罩下方安裝M0.5mm厚的不銹鋼薄板，使錳板與不銹鋼薄板形成軟連接，起到密封的目的和作用。杜絕冷風(fēng)進(jìn)入集煙罩內(nèi)，有效提高了回收煙氣溫度。

5 改進(jìn)效果

通過(guò)采取上述一系列改進(jìn)措施，燒結(jié)余熱發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行逐步趨于穩(wěn)定，余熱回收利用效率顯著提升，至2014年3月份噸燒結(jié)礦發(fā)電量提升至17.52kWh，達(dá)到了預(yù)期效果。

6 結(jié)語(yǔ)

控制廢氣溫度穩(wěn)定減少波動(dòng)次數(shù)、減小波動(dòng)范圍是提高燒結(jié)余熱發(fā)電量的基本措施，而要保證該參數(shù)穩(wěn)定，需要燒結(jié)工作者做大量細(xì)致的工作，燒結(jié)過(guò)程每個(gè)環(huán)節(jié)的穩(wěn)定性及設(shè)備完好狀態(tài)是保證余熱發(fā)電發(fā)揮最佳效率，創(chuàng)造最佳效益的重要途徑。