燒結余熱鍋爐蒸汽產量低原因分析及處理措施

馬章波

西昌鋼釩公司建有2臺360m2燒結機，燒結機出來的燒結礦進入環冷機冷卻后輸送給高爐，在環冷機內的燒結礦與煙氣進行熱交換，產生高溫熱風，煙氣通過管道輸送到余熱爐，加熱水產生蒸汽，實現余熱回收。在運行中，出現余熱爐的產汽量達不到設計值，余熱資源回收效率較低。

一、燒結余熱鍋爐系統運行現狀

1、1#燒結余熱鍋爐運行情況

一段煙氣溫度在370～410℃（90%時間運行在400℃附近），二段煙氣溫度在280～320℃（90%時間運行在310℃附近），其排煙溫度為135～145℃，循環風機轉速≦600 r/min，鍋爐產汽量25～35t/h。

2、2#燒結余熱鍋爐運行情況

一段煙氣溫度在340～380℃（90%時間運行在370℃附近），二段煙氣溫度在300～340℃（90%時間運行在320℃附近），其排煙溫度為145～155℃，循環風機轉速≦700 r/min，鍋爐產汽量30～45t/h。

3、環冷機的運行情況

1#環冷機上礦溫度420～430℃，下礦溫度80～110℃，礦產量500t/h。2#環冷機上礦溫度420～430℃，下礦溫度40～60℃，礦產量500t/h。其運行的冷風機為2#、3#、4#。

二、燒結余熱鍋爐產汽量低原因分析

1、循環風機軸承振動導致風機轉速低，影響鍋爐產汽量。

1）1#余熱爐循環風機運行轉速能在850r/min以上運行，能滿足運行需要。

2014年12月15日15：30在現場就循環風機的軸承振動進行實測，轉速在780轉情況下的振動值：

2）2#余熱爐循環風機運行轉速只能在750r/min以下運行（基礎振動，導致軸承振動），影響產量。

2014年12月30日10：30在現場就循環風機的軸承振動進行實測，轉速在734轉情況下的振動值：

從上表來看非驅動端軸承、基礎的水平振動較大，且二者很接近，存在共振的危險，一旦振動頻率一致將會造成共振，威脅設備安全運行。

3）風機振動的另一個影響因素為葉輪磨損

循環風機葉片中間是中空的，當葉片磨損穿孔，會造成灰集積在葉輪里，正常運行時積灰的概率相當，不會產生動不平衡，當設備停運各部位的灰掉出來的數量不一致，導致動不平衡，所以每次運行停下再啟動，設備就振動。煙氣中含灰量是循環風機葉輪磨損的重要原因。

2、環冷機與煙罩密封面泄漏風及煙道熱損失導致熱量回收降低，影響余熱鍋爐產汽量。

1）1#環冷機與煙罩密封面泄漏及1#余熱爐煙道熱損失分析

1段煙道（有2根煙道）、2段煙道從環冷機出口到余熱爐進口煙氣閥門之間的煙道沒有保溫（煙罩高2米，寬3.4米，長為16米，煙道高9米，直徑3米），余熱爐進口煙氣閥門到余熱爐之間煙道局部保溫脫落。環冷機與煙罩密封面泄漏點有16處，每處長1.5米，寬0.03米，泄漏量最大部位在最高溫處長6米，高0.06米。

2014年12月24日10：20在現場就環冷機煙罩及煙道的散熱情況進行實測（表面溫度），具體情況見下圖：

根據經驗來講，內壁溫度比外壁溫度高30～50℃，據此對煙氣溫度做修正（此處按50℃計算，焓的單位KJ/m3，溫度的單位℃），按排煙溫度147℃，煙氣的焓值，各部位的溫度做散熱計算，環冷風機煙罩及煙氣管道未保溫將導致單位體積煙氣損失熱量67.3KJ/m3，損失率達13.76%。從設計數值余熱鍋爐的煙氣量為880000 Nm3/h，在正常運行時風機的轉速在830轉，其風量應在600000 Nm3/h左右，由此計算損失的熱量為600000*67.3=40.28GJ。

2）2#環冷機與煙罩密封面泄漏及2#余熱爐煙道熱損失分析

1段煙道（有2根煙道）、2段煙道從環冷機出口到余熱爐進口煙氣閥門之間的煙道沒有保溫（煙罩高2米，寬3.4米，長為16米，煙道高9米，直徑3米），余熱爐進口煙氣閥門到余熱爐之間煙道局部保溫脫落。環冷機與煙罩密封面泄漏點有16處，每處長1.5米，寬0.03米，泄漏量最大部位在最高溫處長6米，高0.1米。

2014年12月24日11：30在現場就環冷機煙罩及煙道的散熱情況進行實測（表面溫度），具體情況見下圖：

根據經驗來講，內壁溫度比外壁溫度高30～50℃，據此對煙氣溫度做修正（此處按50℃計算，焓的單位KJ/m3，溫度的單位℃），按排煙溫度147℃，煙氣的焓值，各部位的溫度做散熱計算，環冷風機煙罩及煙氣管道未保溫將導致單位體積煙氣損失熱量64.9KJ/m3，損失率達20.17%。從設計數值余熱鍋爐的煙氣量為880000 Nm3/h，在正常運行時風機的轉速在750轉，其風量應在500000 Nm3/h左右，由此計算損失的熱量為500000*64.9=32.45GJ。

3、除氧器的排汽損失導致余熱爐省煤器進水溫度低，影響余熱鍋爐產汽量低。

除氧器設計壓力為0.098MPa，設計溫度200℃，最高工作壓力0.08 MPa，最高工作溫度為105℃，其試驗壓力為0.15 MPa。在運行中當除氧器壓力達0.08MPa（飽和溫度為113.97℃）時安全閥起跳，回座壓力為0.03 MPa（飽和溫度為103.18℃），目前因1#余熱爐除氧調節閥壞，導致除氧器安全閥經常起跳，除氧器壓力波動較大，除氧器運行平均溫度只有90℃，引起鍋爐省煤器進水溫度偏低，導致鍋爐省煤器出口水溫度只有140～150℃，對1#余熱爐的負荷有一定的影響。

4、2#余熱鍋爐汽包與過熱器出口間阻力較大，影響鍋爐產汽量

2#余熱鍋爐汽包與過熱器出口間阻力較大，達到0.4MPa以上，導致當外網壓力運行帶1.0 MPa以上時，鍋爐汽包壓力將會升高到汽包安全閥的起跳壓力，為避免安全閥起跳，崗位人員采取降低風機轉速、減負荷措施，導致鍋爐產汽量降低。

三、改進措施

1、技術改進方面

1）對煙道、煙罩進行保溫，對環冷機與煙罩接合面的密封進行處理，提高其密封性，降低漏風損失。

2）對2#余熱爐循環風機基礎加固，提高基礎的抗振動性，避免出現共振。

3）開展循環風機長壽化技術研究，對風機葉輪重新選型，提高其抗磨性。

4）擇機對除氧器汽室噴淋裝置進行檢查，確保除氧加熱功能完好。

2、運行管控方面

1）增加除塵器及其輸灰系統的排灰次數，保持灰倉低位運行。

2）與煉鐵進行協調，開展燒結環冷機運行參數研究，調整環冷機冷風機的送風量，優化環冷機出料溫度控制，提高進入余熱鍋爐的一、二段煙氣溫度。