烧结余热发电降低原因分析与改进

王玉雷，吴玉红

（山东泰山钢铁集团有限公司，山东 莱芜 271100）

烧结余热发电降低原因分析与改进

王玉雷，吴玉红

（山东泰山钢铁集团有限公司，山东 莱芜 271100）

本文主要介绍了烧结余热发电量降低的实际情况，并对影响余热回收利用的主要因素进行分析，找出了发电量降低的原因，根据分析结果制定了针对性控制措施，通过相应的技术改造、工艺控制和设备改进，使问题得到解决，余热发电量明显提升。

烧结；余热发电；分析；改进

1 前言

烧结余热发电技术是降低烧结工序能耗、提高能源利用效率，增加企业经济效益的一项重要途径。我公司有180m2和265m2带式烧结机各一台，余热回收发电系统于2012年9月投入运行，经过设备调试和摸索总结，发电量不断提升，2013年11月份达到最高值17.22万kWh，但自12月份起发电量明显下降，为了尽快找出原因使发电量恢复正常，我们对相关数据和因素进行分析，找出了主要原因和解决办法。

2 烧结余热发电基本原理

烧结余热发电大致分为三个系统：烟气回收循环系统、锅炉系统、汽轮机发电系统。基本原理为烧结矿在环冷机由底部鼓风穿过烧结矿层产生高温度气体，将高温度气体导入余热锅炉，锅炉中的水加热产生蒸汽，蒸汽带动汽轮机转动发电机发电，所以余热电站对蒸汽品质要求较高，热量必须连续稳定，热量带来的蒸汽量多，从而带动汽轮机发电也就越多。

3 根据烧结余热发电原理，影响发电量的主要因素有

余热温度、烧结机日历作业率、停机次数等，要找出影响因素就必须从这几个方面进行分析改进。

3.1 发电参数变化趋势分析

2013年9月份-2014年1月份原始数据进行统计对比如下：

数据显示锅炉入口温度变化明显，呈先升再降趋势，11月份温度最高对应发电量也最高，温度变化趋势与发电量趋势一致，说明烧结余热温度是造成发电量下降的主要因素。

3.2 烧结过程参数对比

烧结过程参数变化：180带烧落料口温度11月份平均3469.03℃，12月份平均358.93℃，1，月份平均325.04℃，呈逐月下降趋势，平均煤气流量、抽风机废气流量数据是逐月升高的；265带烧11月份点火煤气压力最高，点火煤气流量最低，预热后煤气温度和空气温度最高，有利于烧结过程和烧结终点稳定，这些对余热发电是有利的因素。

3.3 烧结技术指标对比

烧结矿合格率和碱度稳定率趋势图（见图1）。

资料显示合理的溶剂加入量能改善料层的透气性，影响烧结稳定性，碱度稳定率和烧结矿合格率变化趋势大体相同，充分说明烧结矿过程控制11月份最稳定，之后逐月下降且下降幅度较大；

图1

对烧结矿返矿率、烧结机有效作业率进行统计，烧结矿返矿率11月份达到统计数据最低值12.92%，1月份达到最高值14.23%，返矿率增加带回的余热增加，能源消耗增加，用于余热发电的热量减少；烧结机有效作业率11月份达到最高值，之后下降，1月份达最低值，烧结停机10分钟以上都会造成烟气大幅度降温，从而迫使余热发电解列。而解列后并网又将浪费大量的热量。发电机组停机后，重新启动需要2小时以上，因此，即使对于相同的烧结机作业率，停机时间的具体组成仍可能造成发电系统运转率的较大差异，影响发电效率。

3.4 烧结工艺影响分析

从以上参数变化可以看出，所有有利于余热回收的参数在11月份均达到几个月的最佳值，变化趋势说明烧结过程控制变化是影响发电量的主要因素。

3.5 烧结机短时间停机较多

烧结是一个连续的烧结过程，余热发电也是依靠持续不断的热量供应来维持。一旦烧结系统停机，待重新开机时经过一段时间的冷却，烧结矿层所蕴含的热量大部分已经由烧结烟道排出，余热回收量大幅度下降，直接影响余热锅炉的正常生产运行，严重时产气量过低将导致汽轮机组停机。由于使用的炉篦条和隔热垫材质存在问题，烧损大，极易出现台车掉炉篦条现象，出现后必须空台车停机5-10min左右处理，而影响余热生产将长达1h甚至更长，严重制约着余热锅炉的正常运行。

3.6 余热烟气回收系统密封较差

烧结环冷台车下部均采用耐热橡胶条密封。尤其180m2烧结机，运行时间较长，各部位密封橡胶条磨损老化严重，且由于集气罩处于冷却机进料端，大量炽热的烧结矿经常导致集气罩处密封烧毁。如此一来，在整个烟气循环系统中形成多处漏风点，造成环冷机下方大量热风外溢，台车上方大量冷风吸入从而导致烟气温度降低，锅炉产气量下降。

4 改进措施

4.1 优化生产工艺，稳定工况

（1）对烧结机布料、压料设备进行整改。设计制作了压料装置，利用检修机会，对压料装置进行安装调试，通过使用，压料效果明显，烧结断面厚度均匀统一，确保烧结机尾不过烧，不欠烧。

（2）优化配矿工艺，合理增加烧结性能较好的矿粉比例，保证烧结过程稳定，将烧结终点严格控制在倒数第二个风箱。

（3）增设烧结矿落料点、测温点，可随时反应烧结矿落矿处的烟气温度，并严格要求控制在350℃以上，并纳入制度进行考核。

（4）为保证落料点温度控制在范围内，采取关闭风箱闸阀开度及抽风机风门开度的措施，严格将烧结终点控制在倒数第二个风箱。

（5）合理匹配烧结机机速和环冷机机速，在保证冷却机出料口下料正常，不出现堵料的前提下，适当降低环冷机速。适度提高冷却机料层厚度，使热量富集，增大余热回收量。

4.2 减少烧结机主机停机次数

（1）各班次安排专人对炉床进行整理，对炉条松的及时进行补缺，再是定期更换台车，将排好炉条的台车达到一定数量后，利用其他因素停机机会对炉条松的台车进行更换，从而缩小了掉炉条次数，减少了主机停机频次。

（2）做好设备的检修管理工作。利用检修时间将整套设备彻底进行维护保养，杜绝小故障的发生。

（3）在短时间停机前，提前与余热发电站联系沟通，让其提前进行调整，把损失降到最低。

4.3 烟气回收系统密封改造

（1）治理冷却机本体漏风。对冷却机台车下方动密封、静密封胶条，以及台车与台车之间密封橡胶每班进行检查一次，利用其他工序停机或检修进行更换，确保密封效果。

（2）在环冷台车外沿焊接M10mm厚的弧形锰板，在集气烟罩下方安装M0.5mm厚的不锈钢薄板，使锰板与不锈钢薄板形成软连接，起到密封的目的和作用。杜绝冷风进入集烟罩内，有效提高了回收烟气温度。

5 改进效果

通过采取上述一系列改进措施，烧结余热发电系统运行逐步趋于稳定，余热回收利用效率显著提升，至2014年3月份吨烧结矿发电量提升至17.52kWh，达到了预期效果。

6 结语

控制废气温度稳定减少波动次数、减小波动范围是提高烧结余热发电量的基本措施，而要保证该参数稳定，需要烧结工作者做大量细致的工作，烧结过程每个环节的稳定性及设备完好状态是保证余热发电发挥最佳效率，创造最佳效益的重要途径。