燒結余熱發電的基本特點及對燒結余熱發電的影響

何彥平

摘要：鋼鐵工業是我國經濟發展過程中的重要支柱型產業，雖然能夠促進我國社會經濟的整體發展，但是在具體冶金生產過程中，將會排放出大量的高溫廢氣，所以導致了十分嚴重的能源浪費現象。現階段，節能減排逐漸成為了我國發展的重要理念，這就需要鋼鐵企業充分利用燒結過程中產生的燒結余熱，從而起到一個對生態環境的保護作用，實現鋼鐵企業的可持續發展。雖然我國大力推廣燒結余熱發電技術，并且燒結余熱也得到了良好的回收和再利用，但是在燒結余熱發電過程中依然存在著部分丞待解決的問題。基于此，本文主要分析燒結余熱發電的基本特點和影響發電的因素，并提出幾點有效的改善對策，以期能夠進一步提高我國能源利用效率。

關鍵詞：燒結余熱;發電;特點;影響

一、燒結余熱發電的基本特點

（一）熱源品質低

冷卻燒結礦時，帶冷機（環冷機）煙囪排放出來的氣體溫度會隨時間逐漸降低，從最開始的450℃能夠降至150℃一下，大約有30%的高溫廢氣在300℃到450℃的范圍內，低于300℃的廢氣占據重量的3/5，主要影響因素是燒結機落礦溫度、環冷機臺車密封效果差漏風量大和冷卻風機的漏風率。由此可見，從整體來看燒結余熱氣體屬于一種低品質熱源，且占據著較大比例，因此將很難進行回收利用[1]。

（二）燒結氣體溫度波動大

鋼鐵企業在燒結生產過程中，由于燒結機燒結情況的不同，所以冷卻時燒結氣體的溫度也會存在較大差異。燒結熱力系統的穩定性不夠強，廢氣溫度的波動范圍處在100℃以上浮動，從而導致主汽溫度超出標準，對技術經濟指標造成惡劣影響，余熱電站迫不得已只能頻繁的停機。燒結氣體溫度波動大對燒結余熱回收發電技術的應用帶來的較大難度，這也是發電系統需要重點處理的問題之一。

（三）熱源連續性差

燒結余熱發電的基礎前提是確保熱源具有良好的連續性，但由于燒結余熱是熱燒結礦而產生的物理性顯熱，只有在煙氣回收過程中確保燒結礦能夠持續通過，才可以保證燒結熱源具有連續性。若是燒結礦輸送中斷，那么同時就會導致煙氣回收系統中斷，再加上燒結過程中設備經常處在不穩定的狀態下，最終導致發電機間歇停機。

二、燒結余熱發電的溫度要求及影響發電量的因素

對于燒結余熱發電來說，發電機機組包括汽輪機、發電機和余熱鍋爐等，同時對于廢棄熱源的要求也相對較高，不僅數量充足，同時也要具備能夠回收再利用的條件，溫度也必須保持穩定[2]。若是熱源溫度較高，那么就會導致余熱鍋爐的老化程度加快，減少其使用壽命，甚至也極有可能對汽輪機的運行埋下安全隱患;若是熱源過低，那么就會導致蒸汽溫度無法長時間維持，同樣也會影響汽輪機的安全運行，一旦溫度降低到汽輪機要求的最低限度時，就會造成機組停機。

在應用燒結余熱發電技術時，應著重考慮到煙氣溫度大范圍波動的因素。通常來講，發電機組汽輪機允許蒸汽溫度波動范圍在15℃作用，煙氣波動幅度最大值盡可能不要超過30℃，一旦超過這一溫度就需要及時采取相應的處理措施。

燒結余熱熱源品質的不同將會對汽輪機的動力造成直接影響，若是廢氣溫度過低產生的蒸汽將無法帶動汽輪機引導發電機發電;燒結余熱的波動性和不連續性對整個系統的穩定運行造成直接影響。

三、改善燒結余熱發電的對策建議

（一）合理匹配汽輪機和設置溫度調節充分利用低溫熱源

由于燒結余熱屬于低品質熱源，所以廢氣中低溫熱源的占據比例也相對較多，若是低溫熱源進入鍋爐內加熱蒸汽，那么就無法帶動汽輪機轉動，同時也會導致燒結余熱發電設備的浪費。根據燒結余熱氣體的這一顯著特點，可以將汽輪機的進氣參數調低，從而確保汽輪機能夠正常運行[3]。同時，對于熱源中的高溫部分也要充分考慮，由于產生過高壓的蒸汽會損壞汽輪機，為了解決這一問題，可以在鍋爐引風機處安裝進氣閥門，通過溫度感應自動控制閥門開關，一旦回收燒結余熱氣體溫度過高，就可以打開進氣閥門吸收外部冷空氣，從而起到高溫余熱降低的效果。

（二）循環利用熱源改善熱源波動性

燒結機在具體運行時，燒結礦在冷卻機上的溫度變化將直接受到燒結礦成分與燒成情況的影響，這也是導致燒結產生的廢氣溫度大幅度波動的主要原因。若是廢氣通過鍋爐回收再利用時，廢氣溫度較高，就會將部分熱能傳遞給水后從鍋爐煙囪排出，但排出的蒸汽依然有著較高的溫度，這部分熱能相當于直接排放，造成了極大的能源浪費。為了減少浪費，保證燒結余熱的利用效率能夠得到提高，就需要建立完善的廢氣循環系統，將鍋爐排出的廢氣通過循環引風機再次金屬燒結礦冷卻機底部，與冷空氣冷卻產生的燒結余熱相比，這種方式有著溫度更高的優勢[4]。

（三）合理設施規劃應對熱源的間斷不連續性

規模較大的鋼鐵企業中都有著多臺燒結機，并有著對應的回收利用設備，由于每一個燒結機產生的燒結余熱情況各不相同，如有的燒結機由于出現故障需要短時間內停機，那么其中的燒結余熱發電系統就會停止運行，造成設備閑置浪費。為了解決這一問題，就需要保證三臺燒結機對應三臺余熱鍋爐，共用一個汽輪發電機組，從而將整個設備組中產生的廢氣綜合利用，確保燒結機能夠在穩定運行的同時，也能夠合理規劃好燒結機與燒結余熱回收裝置。

結束語：

總而言之，燒結余熱發電技術不僅能夠降低能源消耗，同時也能夠保護環境，這就需鋼鐵企業對燒結余熱發電設備進行合理優化，改善其中的問題，保證燒結余熱發電系統穩定運行。

參考文獻

[1]靳華東，劉相伯.燒結及球團環冷機高溫廢氣余熱回收應用研究[J].科技資訊，2021，19（24）：30-33.

[2]張樹剛.燒結余熱回收利用現狀與發展[J].天津冶金，2018（03）：67-69.

[3]鄭成博.唐鋼、承鋼燒結余熱發電工藝特點及對比分析[J].當代化工研究，2017（06）：192-194.

[4]張士超，徐秋敏.燒結余熱發電關鍵技術分析[J].現代冶金，2014，42（02）：53-55.