燒結(jié)工程中環(huán)冷機(jī)余熱發(fā)電利用技術(shù)的應(yīng)用與探索

摘要：節(jié)能環(huán)保、資源回收再利用是社會(huì)的主題。鋼鐵行業(yè)耗能巨大，其中，燒結(jié)環(huán)冷機(jī)節(jié)耗能就占鋼鐵生產(chǎn)1/10，并浪費(fèi)巨大的可再用能源。高溫廢氣中含有大量粉塵，若不經(jīng)處理向大氣直接排放，則會(huì)造成粉塵污染與熱污染，同時(shí)浪費(fèi)能源。在調(diào)查研究某鋼鐵企業(yè)的余熱資源后得出，環(huán)冷機(jī)的余熱資源充足，因此有必要對(duì)高溫廢氣余熱資源進(jìn)行利用，余熱發(fā)電工程投產(chǎn)之后，其經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、環(huán)境效益十分顯著。

關(guān)鍵詞：環(huán)冷機(jī)；余熱發(fā)電；技術(shù)應(yīng)用

1.目前國(guó)內(nèi)外燒結(jié)工程中余熱利用情況介紹

世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家中，日本的資源尤其稀缺，其能源利用率處于世界先進(jìn)水平。在余熱利用技術(shù)上，其理論與實(shí)踐應(yīng)用領(lǐng)先于其他發(fā)達(dá)國(guó)家，取得成效明顯。在該國(guó)，鋼鐵企業(yè)都普遍安裝了余熱利用設(shè)施，用以發(fā)電或供熱，從而降低鋼鐵廠能耗[1]。

在我國(guó)，上世紀(jì)90年代，上海寶鋼新建2#燒結(jié)機(jī)，向日本進(jìn)口環(huán)冷機(jī)2臺(tái)。并在隨后改造了3#燒結(jié)機(jī)，寶鋼依靠自主創(chuàng)新，安裝了余熱利用設(shè)施，已投入使用。另外，太鋼、馬鋼等企業(yè)也相應(yīng)從日本進(jìn)口余熱鍋爐。在國(guó)外同行業(yè)余熱利用技術(shù)不斷進(jìn)步現(xiàn)狀下，國(guó)內(nèi)鋼鐵行業(yè)不甘落后，在余熱利用技術(shù)自主創(chuàng)新能力明顯增強(qiáng)，技術(shù)瓶頸也逐漸被突破。但是，當(dāng)前我國(guó)余熱利用的燒結(jié)機(jī)仍然僅占總量的5%左右，余熱發(fā)電設(shè)施也并無(wú)大規(guī)模興建。利用余熱利用技術(shù)和設(shè)施，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有資源利用的最大化，將是今后鋼鐵企業(yè)節(jié)能減排、降本增效的必然趨勢(shì)和要求。

2.本次工程概述

3.設(shè)計(jì)余熱利用的方案

3.1.環(huán)冷機(jī)熱風(fēng)數(shù)據(jù)

3.2.機(jī)爐選擇

在廢氣余熱發(fā)電中，為使熱力循環(huán)系統(tǒng)運(yùn)行成效提高，可最大限度提升主蒸汽參數(shù)；而多壓系統(tǒng)可對(duì)煙氣熱量有效利用。就單壓與多壓系統(tǒng)而言，二者關(guān)系為：在計(jì)算鍋爐結(jié)構(gòu)與熱平衡時(shí)，若釋放的煙氣熱量可由鍋爐全部吸收，那么單壓設(shè)計(jì)是首選；若完全利用部分熱量，只可將部分熱量以低壓系統(tǒng)吸收，并將熱量送回汽輪機(jī)，那么，雙壓系統(tǒng)較為適用。如果熱源比較單一，那么多壓系統(tǒng)是可提升3%的系統(tǒng)熱效[4]。

在本次項(xiàng)目實(shí)施中，經(jīng)企業(yè)與鍋爐廠的仔細(xì)研究，環(huán)冷機(jī)1段風(fēng)箱排除的部分煙氣熱量被單壓系統(tǒng)鍋爐吸收，通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，燒結(jié)環(huán)冷機(jī)1、2段高溫處的吸收煙氣熱量大于單壓系統(tǒng)吸收的熱量。為充分利用余熱，提升系統(tǒng)熱效率，參考環(huán)冷機(jī)工作現(xiàn)狀，余熱鍋爐最終采用單流程、立式、雙壓系統(tǒng)型，合并使用汽輪機(jī)低壓補(bǔ)汽。

3.3.裝機(jī)規(guī)模

3.5.布置余熱鍋爐

當(dāng)前，環(huán)冷機(jī)布置對(duì)稱(chēng)，余熱鍋爐在環(huán)冷機(jī)附近不可布置，在設(shè)計(jì)人員對(duì)土建圖紙與燒結(jié)工藝查閱過(guò)后，在保證余熱鍋爐存在過(guò)短煙氣與環(huán)冷機(jī)通道不被占用，且方便安裝檢修的基礎(chǔ)上，經(jīng)仔細(xì)分析，提出了獨(dú)創(chuàng)性布置辦法：將余熱鍋爐布置在環(huán)冷機(jī)內(nèi)部，考慮架設(shè)高余熱鍋爐。余熱鍋爐現(xiàn)有鋼柱，鼓風(fēng)機(jī)間坐落在鋼柱的基礎(chǔ)上，升高鋼柱從而滿(mǎn)足鍋爐操作平臺(tái)的要求，讓風(fēng)機(jī)在鍋爐之下，原燒結(jié)機(jī)房與鍋爐平臺(tái)接通[5]。在環(huán)冷機(jī)外圈位置，布設(shè)循環(huán)風(fēng)機(jī)。此布置法是對(duì)現(xiàn)有空間的充分利用，在安裝余熱鍋爐或其檢修時(shí)，可借用環(huán)冷機(jī)之上的檢修吊車(chē)。具體布置可見(jiàn)下圖。

3.6.布置廠房

在汽輪機(jī)原拖動(dòng)站的固定處外端布置汽輪機(jī)廠房，可利用原站部分設(shè)施與空余空間，減少固定投資。

4.效益

5.結(jié)語(yǔ)

參考文獻(xiàn)：

[1] 趙斌，杜小澤，張弋等.燒結(jié)環(huán)冷機(jī)余熱電站運(yùn)行特性研究[J].汽輪機(jī)技術(shù)，2012，54（2）：85-85，125，126，127，128.D

[2] 沈東，張皓，周勇平等.安鋼燒結(jié)環(huán)冷機(jī)低溫余熱發(fā)電工程[J].能源工程，2009，（3）：58-60.

[3] 王峰.一種燒結(jié)環(huán)冷機(jī)煙氣余熱梯級(jí)利用系統(tǒng)[J].礦業(yè)工程，2013，11（6）：63-65.

[4] 呂子祥，王飛，房洪杰等.泰鋼180m2燒結(jié)環(huán)冷機(jī)廢氣余熱發(fā)電設(shè)計(jì)方案[J].山東冶金，2010，32（3）：19-20，26.

[5] 彭新亮.燒結(jié)余熱發(fā)電技術(shù)在濟(jì)鋼的應(yīng)用430m2燒結(jié)環(huán)冷機(jī)余熱發(fā)電技術(shù)實(shí)踐[J].中國(guó)科技博覽，2012，（10）：273-273.