淺談韶鋼燒結余熱發電運行現狀

2014-07-09 07:52:43陶壽松劉小強莫家讓

科技創新與應用 2014年20期

陶壽松劉小強莫家讓

摘要：文章簡要說明了韶鋼燒結環冷機余熱發電技術的原理與基本工藝，分析了韶鋼燒結環冷機廢氣余熱利用過程中存在的問題以及改進的方向。

關鍵詞：燒結余熱；環冷機；煙氣余熱；余熱回收；余熱發電；改進方向

1 燒結余熱發電技術在韶鋼的應用現狀

1.1 韶鋼燒結余熱發電項目建設背景

韶鋼原有5號和6號燒結機均為360m2，設計燒結礦年產量均為370萬噸；其中5號燒結機2005年2月建成投產，6號燒結機2008年2月建成投產，2臺燒結機均沒有建設環冷機煙氣余熱回收裝置。2010年韶鋼為滿足節能減排需要，利用當時國內較成熟的技術水平，對燒結廠環冷機煙氣進行余熱回收利用技術改造，以回收5號和6號燒結環冷機的煙氣余熱進行發電。

1.2 燒結環冷機余熱發電原理與基本工藝

燒結礦在環冷機上通過鼓風進行冷卻，底部鼓入的冷風在穿過熱的燒結礦層時與熱燒結礦進行換熱，產生大量的高溫廢氣。將這些高溫的廢氣通過引風機引入鍋爐，加熱鍋爐內的水產生蒸汽，蒸汽推動汽輪機轉動帶動發電機發電。

燒結余熱發電工藝流程由三部分組成：煙氣系統、鍋爐系統、汽輪機及發電機系統。煙氣回收系統主要由煙囪、煙氣引出管、煙氣流量控制閥和煙筒的對空排氣閥構成，主要功能是利用鍋爐引風機產生的負壓將帶冷機煙罩內溫度較高的煙氣引到鍋爐內，同時避免外界的冷風進入鍋爐。鍋爐系統是余熱回收的核心，在鍋爐受熱面上，高溫煙氣將熱量逐級傳遞給受熱面內的工質（水或者蒸汽）生成過熱蒸汽。汽輪機及發電機系統將過熱蒸汽攜帶的能量轉化成電能，最終完成煙氣余熱能向電能的轉化。韶鋼燒結環冷機余熱發電工藝流程如圖1所示。

1.3 韶鋼燒結余熱發電的運行模式

燒結余熱熱源具有整體品質低、廢氣溫度波動大和連續性差的特點。其中廢氣溫度波動大和熱源連續性差是當前技術條件下，燒結余熱發電技術應用的最大難點。另外，如何有效的提高系統的回收效率，盡可能多的提高噸礦發電量也是燒結廠所關心的。

韶鋼燒結余熱發電系統結合本廠生產工藝特點，采用“二爐帶一機”的配置模式：配有二臺雙壓余熱鍋爐（型號：QC360（410）/400（285）-47（20）-2.45（0.78）/375（225））和一臺25MW補汽式凝汽機組（型號：BN25-1.96/0.49）。

在兩臺燒結機旁分別建設一臺余熱鍋爐，用兩臺余熱鍋爐帶動一套汽輪機發電機組（簡稱“兩爐帶一機”）。當一臺燒結機出現故障后，其對應的鍋爐熱源中斷后，另一臺燒結余熱鍋爐可以維持機組的正常運行，不至于出現解列；除此之外，兩臺鍋爐并行運行對穩定蒸汽溫度也有一定的作用。

采用“二爐帶一機”的配置模式，較好的解決了燒結余熱熱源穩定性差的問題，大大減少了發電機組的解列次數，增加發了電量。

1.4 韶鋼燒結余熱發電項目生產情況

韶鋼燒結余熱發電項目于2011年4月投產，2011年至2013年間，分別發電7427萬kWh、8408萬kWh、10670萬kWh，累計達26505萬kWh。按同規模燃煤電廠煤耗460g/kWh計算，年可節約標煤121913t，減排SO2（Sy=0.6%計算）1463噸，減排CO2量約31.7萬噸。為韶鋼在日益激烈的市場競爭中進一步降低生產成本、實現節能降耗發揮積極作用。

2 韶鋼燒結余熱發電項目存在的問題及改進方向

韶鋼燒結余熱發電項目投產三年來，相關技術、運行人員積累了一定的經驗，通過測試找出了存在的問題，摸索出了解決問題的改進方向。

2.1 韶鋼燒結余熱發電項目存在的問題

2.1.1 五號燒結環冷機的1#、2#鼓風機存在風壓低、風量不足的嚴重問題。其風壓比六號燒結機低900Pa左右，1#鼓風機風量比六號燒結機低10萬Nm3/h以上，2#鼓風機風量比六號燒結機低2萬Nm3/h以上。

2.1.2 兩臺環冷機的漏風率較高。I、II號余熱鍋爐的漏風率分別為27%、29%左右，另外，環冷機臺車下部的密封橡膠存在老化和損壞現象。

2.1.3 鍋爐的熱效率在0.54～0.63之間，而且存在隨落料量的增加而增加的趨勢。設計工況下，鍋爐的熱效率高于0.63。

2.1.4 隨著蒸汽熱量的增加，發電功率增加，熱耗率和汽耗率均降低，說明在高負荷時熱量的利用更充分。

2.2 改進方向

2.2.1 對五號燒結環冷機的鼓風機進行整修，確保鼓風風壓、風量，滿足鍋爐額定熱煙氣量。

2.2.2 對環冷機的密封進行進一步的完善，對環冷機臺車下部老化損壞的密封橡膠進行更換，降低漏風率，減少熱量流失。

2.2.3 余熱發電成套設備在滿負荷運行時，熱耗率低，自用電率低，經濟效益高，建議在滿足燒結廠生產要求的前提下，盡量高負荷運行。

2.2.4 余熱發電成套設備可考慮改用閉式系統，將排煙作為鼓風機的入口氣體，以進一步利用煙氣的余熱。