萊鋼燒結余熱發電量提升實踐

張海港

（萊蕪鋼鐵集團有限公司，山東 萊蕪271104）

萊鋼燒結余熱發電量提升實踐

張海港

（萊蕪鋼鐵集團有限公司，山東 萊蕪271104）

通過分析燒結余熱發電原理及制約燒結余熱發電的因素，采取穩定燒結工藝參數、保障設備穩定運行、改造環冷密封和鼓風系統，提高余熱回收效率，燒結余熱發電量顯著提升。

余熱回收；余熱發電技術；環冷密封

1 前言

在整個鋼鐵生產流程中，燒結工序能耗僅次于煉鐵工序能耗，約占總能耗的10%。在燒結工序總能耗中，有近40%的熱能是以環冷卻機廢氣的顯熱形式排入大氣的，因此，加強能源管理，對減少能源消耗具有重要意義。在燒結生產中，大量的燒結礦冷卻廢氣（150～550℃）具有較高的回收利用價值。燒結機采用循環熱風余熱回收裝置，用以回收燒結礦冷卻過程中高溫段產生的廢氣余熱資源，這樣易于設備布置，對燒結工藝過程影響較小，運行可靠性較高。環冷機廢氣余熱回收不僅實現企業資源優化配置，增加了企業的經濟效益和市場競爭能力，還大幅度減少了環冷機廢氣向天空排放帶來的礦粉，節約能源，減少CO2及污染物的排放，保護生態環境。

2 燒結余熱發電原理及影響因素

燒結余熱發電技術是將燒結環冷機低溫煙氣循環利用，充分利用燒結礦冷卻過程中煙氣帶出的熱量，經過余熱鍋爐換熱，產生低品質蒸汽，再利用汽輪機將蒸汽的熱能轉化為機械能，拖動發電機發電。同時蒸汽凝結所產生的凝結水利用鍋爐給水泵重新送至鍋爐中，實現汽水的循環利用。換熱后的燒結煙氣，被循環風機從余熱鍋爐中抽出再次送入環冷機，從而實現燒結煙氣的循環利用。

1）燒結礦破碎平鋪至環冷機時的廢氣溫度在150～550℃，主要用于環冷I、II段的發電部分。如何快速完全地將I、II段廢氣余熱回收是影響余熱發電的重要環節。

2）燒結礦的顯熱受燒結工藝穩定性影響很大，燒結工藝不穩定會導致燒結礦帶入的熱量減少，如果進入環冷I段的回收熱量不足300℃時，余熱鍋爐就會解列，燒結工藝的穩定是發電的可靠保障。

3）頻繁的短時間故障停機對于燒結余熱發電影響較大，燒結機在停機0.5 h以上，發電就面臨解列，余熱鍋爐從解列到再次并網發電至少需要2～3 h。

3 提升燒結余熱發電措施

3.1 穩定燒結工藝參數

燒結工藝關鍵參數的受控是燒結工藝穩定主要影響因素，針對影響燒結工藝波動的參數進行梳理，通過建立“問題樹”查找影響工藝穩定性的參數進行管控，如圖1所示。

圖1 燒結關鍵參數控制

通過對以上參數的優化和固化，實現了較為理想的煙氣溫度，并通過看板管理的方式，根植于崗位操作人員的的實際操作之中。通過看板、固化操作參數縮小了偏差，動態掌握其變化趨勢。

3.2 保障設備穩定運行

燒結機開機后，鍋爐預熱時間長會導致主蒸汽溫度上升緩慢，從而導致無法盡早進入發電狀態，滯后時間根據發電機組狀態差異也不盡相同（見表1）。

表1 不同停機時間發電并網所需時間

由表1可見，發電機組在熱狀態下1 h內能夠進入發電狀態，而冷態則需要3～4 h。按照3 h計算，發電損失2.73萬kW·h左右，因此杜絕燒結機和發電機組的頻繁停機是提高發電運行效率的重要保障。為減少設備故障停機制定如下措施：

1）開展設備技能培訓。學習設備事故案例，深刻汲取教訓，引以為戒，提高點檢維護的責任心，避免類似故障發生。更換篦條時由“停機等”改為“等停機”，做好一切更換前的準備，盡可能縮短停機時間。

2）開展設備技術改造。對滿足不了工藝、生產、環保要求的設備進行改造，提高設備運行可靠性。

3）落實檢修項目、重點管控檢修過程，確保檢修質量。檢修前制定詳細的檢修方案，明確責任班組和責任人。檢修時通過檢修責任人做好檢修過程監控，嚴把檢修質量關，對平時不能點檢的部位重點檢查，發現問題及時反映和處理。

4）抓好設備點檢、潤滑、調整、緊固工作。

3.3 改造環冷密封

燒結機的環冷工藝，是把熱態燒結礦平鋪在臺車上緩慢移動，利用下部鼓風、上部抽風的方式實現燒結礦的冷卻，加熱后的熱風輸送到鍋爐生產蒸汽進行發電，其中換熱效率的高低與環冷機密封水平息息相關。環冷的上部密封是指環冷臺車沿與集氣罩間的密封，環冷下部密封主要存在于內外動、靜雙密封處及臺車輪周圍，由于環冷上、下部結構的特殊性加大了其密封的難度，經過不斷攻關，采用動靜相結合的密封方式對環冷上下部進行密封處理，漏風率明顯下降。

3.4 改造鼓風系統

利用流體力學軟件FLENT模擬環冷鼓風系統氣流分布情況，摸清環冷鼓風量、漏風率，通過計算和檢測有效煙氣量，與煙氣溫度相結合。根據發電機組的設計特點，尋找最佳的風量、風溫參數。對環冷風量分配不均問題進行科學論證，通過移動鼓風點及環冷降塵管內加裝隔板等方式使環冷鼓風氣流均勻通過環冷臺車，從而高效快速提取燒結礦熱量，以提升發電量。環冷鼓風改造見圖2。

圖2 環冷機鼓風系統改造

通過對鼓風系統改造后，利用流體力學軟件FLENT模擬煙道內氣流分布成像可以看出，顏色艷的部分風速越快，顏色深的部分流速慢，改造前通過成像可以看出煙道內有多處湍流，改造后顏色大部分成綠色，流速較為均勻。

4 結語

通過減少燒結工藝波動和設備故障停機時間，保證了燒結生產的連續穩定，使燒結礦攜帶大量的顯熱進入環冷機。做好環冷的密封工作，減少熱量的損失及冷風的摻入，提高環冷鼓風的氣流分布以及環冷熱量置換效率等技術手段提高燒結余熱發電量。目前兩臺燒結余熱發電機組運行正常，其中400m2燒結余熱發電機組小時發電量由以前的7000 kW提升至8200 kW，日發電量提升2.88萬kW·h。265m2燒結余熱發電機組小時發電負荷由以前的7000 kW提升至8500 kW以上，日發電量提升3.6萬kW·h。

Practice on Efficiency Improving of Laiwu Steel’s Sintering Machine Waste Heat Power Generation

ZHANG Haigang
（Laiwu Iron and Steel Group Corporation,Laiwu 271104,China）

By introducing the principle of sintering waste heat power generation and analyzing systematicallythe factors what restrict the sintering waste heat power generation system,fourmeasures were taken that are improving stability of sintering,ensuring stable operation of equipment,converting?sealofringcoolingequipmentand blastsystems,thewasteheatrecoveryefficiencyand theeffectisobviouslyimproved.

waste heat recovery;waste heat power generation technology;sealing of ring cooling equipment

TM617

B

1004-4620（2017）04-0028-02

2017-02-27

張海港，男，1983年生，2008年畢業于重慶科技學院機械工程學院機械設計制造及其自動化專業。現為萊鋼型鋼煉鐵廠工程師，從事煉鐵設備管理工作。