關于燒結環冷機余熱發電系統的設計與運用分析

金葉剛

摘 要：燒結環冷機在運行過程中，會有大量的余熱發生浪費，白白排放到外界的同時還對周邊環境造成不良影響，基于此，對其產生的余熱進行回收再利用——余熱發電工程。本文就燒結環冷機余熱發電系統的設計與運用進行詳細的論述，望對利用余熱發電系統技術的進步起到一定的促進作用，進而為環境污染的減少提供助力。

關鍵詞：燒結余熱；回收利用；發電

中圖分類號：TF046 文獻標志碼：A

我國處于發展中階段，目前社會之中有許多仍舊未得到完善的體制在運行，其中對于能源的消耗、利用就是其中重要的體現。目前利用化石燃料作為能量來源的運行模式的可持續性是欠缺的，并且在利用過程中會對環境造成嚴重的破壞，尤其以近年來資源利用對于環境的破壞尤為嚴重，已經對人們的生產生活甚至身體健康造成了不良影響，基于此，在人們進行新能源的研發和廢棄資源的再利用上發現了燒結環冷機余熱的回收再利用，利用其多余的熱能進行發電，既實現了對廢棄資源的回收再利用，又能夠緩解資源利用對環境造成的損害，可謂一舉多得。換言之，從能源利用效率的角度來講，利用余熱進行發電也是最有效的方式，如此能夠有效的降低電力來源的成本，本文以下就關于燒結環冷機余熱發電系統的設計與運用分析展開論述。

1 燒結環冷機發展現狀綜述

1.1 傳統燒結環冷機

對于傳統環冷機運行過程中存在著漏風嚴重的情況，當漏風率達到50%的時候已經屬于非常嚴重的狀況，而傳統的燒結環冷機的漏風率就高達30%，對于能源造成嚴重的浪費，同時燒結料的冷卻效果不佳，對于生產造成不利影響。此外，傳統的燒結環式冷卻機出現設備故障的頻率相對較高，對于燒結廠的生產造成限制效果，亟待改善。傳統的燒結環式冷卻機對于余熱的利用效率相對較低，電能生產的效率也極低，在對生產設備進行精細化管理過程中，表現出滯后的狀態，在回收利用效率低下的狀態下，對于環境造成的破壞也相對較大，不符合相關的環保要求。

傳統的燒結環冷機在設備的安裝和使用技術精度方面都有相對較高的要求，其中現場設備安裝的質量對于設備運行效率至關重要，在傳統的燒結環冷機現場安裝過程中，受到技術或是精度要求相對較低的限制，設備出現故障的頻率較高。設備在運行過程中，若是長時間處于“亞健康”狀態時，比如：軌道不同心、軌道高差偏大或是臺車輪與軌道之間存在相互啃咬的狀況，會大大的縮短設備的使用壽命。此外，安裝過程中焊接等施工也會導致構件之中殘存應力，進而降低設備的使用精度要求。

此外，在傳統的燒結環冷機構件中，冷卻機架的剛度較小，使用一段時間之后，容易出現形變，這也是導致余熱利用效率低、不能滿足發電設計要求的重要因素之一。

1.2 多功能高效燒結環冷機

在傳統的燒結環冷機設備的基礎上，對其在節能環保、余熱回收方面進行了深入的研究，對其性能進行了全方面的改造和完善，形成了全新的多功能高效燒結環冷機，設備運行在節能環保以及能源利用效率的提高上有顯著的改善與提高，為燒結環冷機余熱發電系統的誕生創造了先決條件。

2 基本原理以及工藝流程

2.1 利用余熱發電的基本原理

有效數字顯示，在燒結工藝中，余熱資源占噸鋼余熱資源總量的20%，對燒結余熱進行回收再利用，能夠有效的降低燒結工序對于能量的消耗、提高資源的利用效率。對于燒結環冷機中余熱發電的基本原理如下：熾熱的燒結礦在環式冷卻機上流轉的過程中，臺車底部通過鼓風設備吹進冷風，流經熾熱的燒結礦成為高溫氣體自上部流出，利用引風機將這部分高溫氣體引入鍋爐之中，利用其中的熱量對鍋爐中的水產生蒸汽，蒸汽推動汽輪機轉動帶動發電機進而發電，從而實現由余熱進行發電的目的。

2.2 利用余熱發電的工藝流程

對于利用燒結環冷機余熱進行發電的過程中，涉及3個重要的工序流程，其一就是煙氣回收以及循環系統，這個工序流程中含煙囪、煙氣引出管、煙氣流量控制閥和煙筒的遮斷閥，在整個流程中發揮的功效就是利用引風機將高溫氣體導入鍋爐之中，并有效地避免外界的冷空氣進入鍋爐之中；其二就是鍋爐系統，這個工序環節相對簡單，就是利用熱傳遞，即將熱空氣中的熱量對鍋爐水進行加熱使之產生蒸汽；其三就是汽輪機和發電機組成的發電系統，蒸汽帶動汽輪機轉動，汽輪機帶動發電機轉動，進而實現有熱能向電能的轉化，實現對燒結環冷機余熱的回收再利用。

3 燒結機余熱利用改造內容及技術方案

在整個燒結余熱資源回收利用過程中，涉及多個技術，其中的關鍵點在于對冷卻機廢棄余熱回收為重點回收對象，此外，系統運行的穩定性也是重要研究對象，在此基礎上盡量的提高余熱回收的效率，在整個技術工序之中，熱源參數的預測技術是基礎，熱風循環技術是有效手段，而余熱鍋爐和發電系統熱力參數優化、參數匹配和動態特性優化是整個余熱發電系統的核心技術。

采取梯度方式利用余熱，實施多爐帶一機措施：在利用燒結環冷機余熱進行發電過程中，發電效率受到兩個方面因素的影響：其一就是設備系統的科學性，也就是所謂的技術水平；其二就是余熱的溫度。從能量理論的角度來講，能量轉換構成中的不可逆過程都是朝著較低能量水平的方向，因此，傳熱的效率與余熱的溫度密切相關。基于此，在利用燒結環冷機余熱發電過程中，要充分的利用梯度余熱。在實際的運作過程中，能夠用燒結系統中溫度相對較高的熱量發電，溫度處于中間位置時，可用其燃燒空氣、點火爐等，當溫度達到一個相對較低的程度時，可以用其對燒結材料進行干燥處理，如此一來，可以大幅度的提高余熱的利用效率。

在實際的生產過程中，燒結設備難免會出現效率低下或是故障的時段，若是每一臺燒結環冷機都配備一臺發電機，難免會出現余熱不足以發電的情況，基于此，就要將多臺冷卻機與一臺發電機相連，若是出現某一臺設備關閉，并不會影響到發電機的正常運行，為穩定發電提供保障，目前國內較為先進的技術設備已經實現兩臺一體發電系統。

結語

綜上所述，在目前燒結環冷機余熱發電項目的研究上，并未有十分顯著的收益，其主要原因主要有以下幾個方面：第一就是產能擴張效率相對較低，并且客戶無法直接的衡量能源效率的高低；第二就是在燒結環冷機余熱發電系統方面的技術還不是十分的成熟，并未形成一種標準化的技術或是行業標準，在實際操作過程中，存在著較多的不確定因素；第三，在燒結環式冷卻機余熱利用問題上，面臨著來自各個方面的壓力相對較大，這些問題的協調與解決并非一朝一夕就能完成的。以上幾條原因，對目前燒結冷卻機余熱發電項目的開展形成限制作用。話雖如此，但在另一個角度來講，我國利用各項工業余熱進行發電的項目，是未來能源開發和利用的大趨勢，在這方面應該多投入資金和精力，為緩解當下環境壓力貢獻出一份力量。

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