莱钢烧结余热发电量提升实践

张海港

（莱芜钢铁集团有限公司，山东 莱芜271104）

莱钢烧结余热发电量提升实践

张海港

（莱芜钢铁集团有限公司，山东 莱芜271104）

通过分析烧结余热发电原理及制约烧结余热发电的因素，采取稳定烧结工艺参数、保障设备稳定运行、改造环冷密封和鼓风系统，提高余热回收效率，烧结余热发电量显著提升。

余热回收；余热发电技术；环冷密封

1 前言

在整个钢铁生产流程中，烧结工序能耗仅次于炼铁工序能耗，约占总能耗的10%。在烧结工序总能耗中，有近40%的热能是以环冷却机废气的显热形式排入大气的，因此，加强能源管理，对减少能源消耗具有重要意义。在烧结生产中，大量的烧结矿冷却废气（150～550℃）具有较高的回收利用价值。烧结机采用循环热风余热回收装置，用以回收烧结矿冷却过程中高温段产生的废气余热资源，这样易于设备布置，对烧结工艺过程影响较小，运行可靠性较高。环冷机废气余热回收不仅实现企业资源优化配置，增加了企业的经济效益和市场竞争能力，还大幅度减少了环冷机废气向天空排放带来的矿粉，节约能源，减少CO2及污染物的排放，保护生态环境。

2 烧结余热发电原理及影响因素

烧结余热发电技术是将烧结环冷机低温烟气循环利用，充分利用烧结矿冷却过程中烟气带出的热量，经过余热锅炉换热，产生低品质蒸汽，再利用汽轮机将蒸汽的热能转化为机械能，拖动发电机发电。同时蒸汽凝结所产生的凝结水利用锅炉给水泵重新送至锅炉中，实现汽水的循环利用。换热后的烧结烟气，被循环风机从余热锅炉中抽出再次送入环冷机，从而实现烧结烟气的循环利用。

1）烧结矿破碎平铺至环冷机时的废气温度在150～550℃，主要用于环冷I、II段的发电部分。如何快速完全地将I、II段废气余热回收是影响余热发电的重要环节。

2）烧结矿的显热受烧结工艺稳定性影响很大，烧结工艺不稳定会导致烧结矿带入的热量减少，如果进入环冷I段的回收热量不足300℃时，余热锅炉就会解列，烧结工艺的稳定是发电的可靠保障。

3）频繁的短时间故障停机对于烧结余热发电影响较大，烧结机在停机0.5 h以上，发电就面临解列，余热锅炉从解列到再次并网发电至少需要2～3 h。

3 提升烧结余热发电措施

3.1 稳定烧结工艺参数

烧结工艺关键参数的受控是烧结工艺稳定主要影响因素，针对影响烧结工艺波动的参数进行梳理，通过建立“问题树”查找影响工艺稳定性的参数进行管控，如图1所示。

图1 烧结关键参数控制

通过对以上参数的优化和固化，实现了较为理想的烟气温度，并通过看板管理的方式，根植于岗位操作人员的的实际操作之中。通过看板、固化操作参数缩小了偏差，动态掌握其变化趋势。

3.2 保障设备稳定运行

烧结机开机后，锅炉预热时间长会导致主蒸汽温度上升缓慢，从而导致无法尽早进入发电状态，滞后时间根据发电机组状态差异也不尽相同（见表1）。

表1 不同停机时间发电并网所需时间

由表1可见，发电机组在热状态下1 h内能够进入发电状态，而冷态则需要3～4 h。按照3 h计算，发电损失2.73万kW·h左右，因此杜绝烧结机和发电机组的频繁停机是提高发电运行效率的重要保障。为减少设备故障停机制定如下措施：

1）开展设备技能培训。学习设备事故案例，深刻汲取教训，引以为戒，提高点检维护的责任心，避免类似故障发生。更换篦条时由“停机等”改为“等停机”，做好一切更换前的准备，尽可能缩短停机时间。

2）开展设备技术改造。对满足不了工艺、生产、环保要求的设备进行改造，提高设备运行可靠性。

3）落实检修项目、重点管控检修过程，确保检修质量。检修前制定详细的检修方案，明确责任班组和责任人。检修时通过检修责任人做好检修过程监控，严把检修质量关，对平时不能点检的部位重点检查，发现问题及时反映和处理。

4）抓好设备点检、润滑、调整、紧固工作。

3.3 改造环冷密封

烧结机的环冷工艺，是把热态烧结矿平铺在台车上缓慢移动，利用下部鼓风、上部抽风的方式实现烧结矿的冷却，加热后的热风输送到锅炉生产蒸汽进行发电，其中换热效率的高低与环冷机密封水平息息相关。环冷的上部密封是指环冷台车沿与集气罩间的密封，环冷下部密封主要存在于内外动、静双密封处及台车轮周围，由于环冷上、下部结构的特殊性加大了其密封的难度，经过不断攻关，采用动静相结合的密封方式对环冷上下部进行密封处理，漏风率明显下降。

3.4 改造鼓风系统

利用流体力学软件FLENT模拟环冷鼓风系统气流分布情况，摸清环冷鼓风量、漏风率，通过计算和检测有效烟气量，与烟气温度相结合。根据发电机组的设计特点，寻找最佳的风量、风温参数。对环冷风量分配不均问题进行科学论证，通过移动鼓风点及环冷降尘管内加装隔板等方式使环冷鼓风气流均匀通过环冷台车，从而高效快速提取烧结矿热量，以提升发电量。环冷鼓风改造见图2。

图2 环冷机鼓风系统改造

通过对鼓风系统改造后，利用流体力学软件FLENT模拟烟道内气流分布成像可以看出，颜色艳的部分风速越快，颜色深的部分流速慢，改造前通过成像可以看出烟道内有多处湍流，改造后颜色大部分成绿色，流速较为均匀。

4 结语

通过减少烧结工艺波动和设备故障停机时间，保证了烧结生产的连续稳定，使烧结矿携带大量的显热进入环冷机。做好环冷的密封工作，减少热量的损失及冷风的掺入，提高环冷鼓风的气流分布以及环冷热量置换效率等技术手段提高烧结余热发电量。目前两台烧结余热发电机组运行正常，其中400m2烧结余热发电机组小时发电量由以前的7000 kW提升至8200 kW，日发电量提升2.88万kW·h。265m2烧结余热发电机组小时发电负荷由以前的7000 kW提升至8500 kW以上，日发电量提升3.6万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

张海港，男，1983年生，2008年毕业于重庆科技学院机械工程学院机械设计制造及其自动化专业。现为莱钢型钢炼铁厂工程师，从事炼铁设备管理工作。