燒結余熱發電在邯鋼的應用

摘要：燒結余熱發電日益廣泛應用于鋼鐵行業中，用以回收燒結工序燒結機煙氣和冷卻機廢氣的顯熱，以達到節能環保的目的。本文主要就邯鋼新區燒結余熱發電的設備情況，余熱發電技術的工藝流程及燒結余熱的利用情況作一個簡要說明。

關鍵詞：燒結；余熱鍋爐；補汽凝汽式汽輪機

1 概論

鋼鐵企業燒結工序能耗僅次于煉鐵工序，居第二位，一般為企業總能耗的90／F12％我國燒結工序的能耗指標與先進國家相比差距較20千克標準煤，節能潛力很大。

燒結余熱回收主要有兩部分：一是燒結機尾部廢氣余熱，二是熱燒結礦在冷卻機前段空冷時產生的廢氣余熱。兩部分廢氣所含熱量約占燒結總能耗的50％，充分利用這部分熱量是提高燒結能源利用效率，顯著降低燒結工序能耗的途徑之一。邯鋼借鑒國內外余熱利用的成功經驗，在邯鋼新區建立了一套燒結余熱發電系統。

2 邯鋼新區余熱利用概況

2.1 邯鋼新區燒結余熱發電概況

邯鋼新區有2×3200m高爐，2×300燒結機，每臺燒結機各配有1套415的燒結環冷機，單臺環冷機可利用煙氣量為770100m／h。每套環冷機配5臺相同的風機，其中1#，2#風機有385050m3／h的廢氣量，向大氣排放300-400~左右的“低溫廢氣”，通過2臺68t／h雙壓余熱鍋爐換熱，使鍋爐給水加熱成為過熱蒸汽，推動1臺30MW的雙壓補汽凝汽式汽輪發電機組。

余熱發電裝置年回收利用燒結廢氣144億標準立方米，年發電量為1.87億kw.h，年可節約標煤約5.1萬噸。且在發電過程不產生額外的廢氣、廢渣、粉塵和其它有害氣體。可減少S02排放量6084噸，可減少C02排放量17.11萬噸，具有充分利用低溫廢氣以達到變廢為寶，凈化環境的作用。

2.2 設備選型及其主要技術參數

目前，國內燒結廢氣余熱回收利用主要有三種方式：一是直接將廢煙氣經過凈化后作為點火爐的助燃空氣或用于預熱混合料，以降低燃料消耗，這種方式較為簡單利用量有限，一般不超過煙氣量的10％，二是將廢煙氣通過熱管裝置或余熱鍋爐產生蒸汽，并入全廠蒸汽管網，替代部分燃煤鍋爐。三是將余熱鍋爐產生蒸汽用于驅動汽輪機組發電。邯鋼新區通過綜合考慮，選取第三種方式，設備及其技術參數如下：

(1)鍋爐技術規范

臺數：2套

型式：臥式，自然循環，水管式，露天布置

無補燃，雙壓(帶自除氧)，無再熱

環冷機煙氣溫度及煙氣流量：

300-400℃，77.01xl04m3／h套

余熱鍋爐后循環煙氣溫度：150℃

高壓蒸汽額定蒸發量：52t／h套

高壓蒸汽壓力：2.35MPa

高壓蒸汽溫度：375℃

低壓蒸汽額定蒸發量：17t／h套

低壓蒸汽壓力：0.49MPa

低壓蒸汽溫度：233

主凝結水溫度：40℃

(2)汽輪機技術規范

臺數： 1臺

汽輪機額定功率

30MW

最大功率

30MW

主蒸汽進汽壓力

2.35MPa

主蒸汽進汽溫度

370℃

額定進汽量

76t／h

補汽進汽壓力

0.49MPa

補汽進汽溫度

228℃

補汽額定進汽量

34t／h

(3)環冷機

環冷機規模

2套415

每套環冷機配5臺相同的風機

環冷機1#廢熱氣溫度 400℃

環冷機2#廢熱氣溫度

300℃

環冷機3#廢熱氣溫度

240℃

環冷機4#廢熱氣溫度

190℃

環冷機5#廢熱氣溫度

150E

2.3 工藝流程

工藝流程為：給水經給水泵進入余熱鍋爐，爐水經廢氣加熱后，一部分變為過熱蒸汽，進入汽輪機作功帶動同軸的發電機發電。另一部分經余熱鍋爐低溫段加熱后，產生低壓飽和蒸汽，這部分蒸汽進入汽輪機相應低壓進汽口作功發電。蒸汽做工后的冷凝水加壓后進入鍋爐低壓省煤器加熱，最后進入除氧器蒸發除氧由給水泵供給鍋爐，實現一個完整的熱力循環。簡單的熱力系統圖及煙氣流程示意圖大致如下：

2.4 運行中存在的不足及改善措施

(1)由于燒結設備故障率高，燒結機生產的連續性差，導致熱源不穩定，煙氣溫度波動大。實際生產過程中，混勻料量有時少，不能長期維持兩臺燒結環冷機滿負荷運行。

(2)煙氣流量及溫度偏低，實際運行中，達不到設計的30MW的額定發電量，時常因為煙溫不足，煙氣流量小而導致停爐停機。并且燒結原料與燃料的變化以及燒結終點溫度都對煙氣的溫度有很大影響，運行中的實際最大出力超過30MW，但最小出力只有8MW左右。

針對存在的上述缺陷，我們進行了技術攻關。在混勻料少時，使用單臺環冷機滿負荷運行的方式來滿足汽機對蒸汽參數的要求。改善了燒結環冷機的密封，降低了漏風率，提高了換熱效率，提高了煙溫。同時，我們通過調整風機風門開度。來調調整不同溫度煙氣的比例，廢氣溫度低的時候，適當關小風門降低鍋爐負荷，廢氣溫度較高時，開打風機風門以提高發電量。通過運行對運行參數的監視，選擇最佳的煙氣溫度。通過以上兩種方法的改進，余熱發電機組的效率有了很大的提高。

3 結語

燒結余熱發電是在節能減排上取得的一項重大突破，從實現能源梯級利用的高效性，余熱發電是最為有效的余熱利用途徑，特別是在當前鋼鐵行業嚴峻的形勢下，為企業挖潛增效做出了貢獻，是我國鋼鐵企業在余熱利用上取得的重大進步。

隨著能源需求的日趨緊張化，對節能減排的要求也越來越高。筆者希望在因地制宜的情況下，以上內容會對大家的參考有所幫助。

參考文獻：

[1]陸萍，燒結低溫煙氣余熱發電技術應用分析江蘇沙鋼集團淮鋼特鋼有限公司，2009.2。

[2]李玉紅，燒結余熱回收技術及生產對策，唐鋼煉鐵廠。