浅谈韶钢烧结余热发电运行现状

陶寿松 刘小强 莫家让

摘 要：文章简要说明了韶钢烧结环冷机余热发电技术的原理与基本工艺，分析了韶钢烧结环冷机废气余热利用过程中存在的问题以及改进的方向。

关键词：烧结余热；环冷机；烟气余热；余热回收；余热发电；改进方向

1 烧结余热发电技术在韶钢的应用现状

1.1 韶钢烧结余热发电项目建设背景

韶钢原有5号和6号烧结机均为360m2，设计烧结矿年产量均为370万吨；其中5号烧结机2005年2月建成投产，6号烧结机2008年2月建成投产，2台烧结机均没有建设环冷机烟气余热回收装置。2010年韶钢为满足节能减排需要，利用当时国内较成熟的技术水平，对烧结厂环冷机烟气进行余热回收利用技术改造，以回收5号和6号烧结环冷机的烟气余热进行发电。

1.2 烧结环冷机余热发电原理与基本工艺

烧结矿在环冷机上通过鼓风进行冷却，底部鼓入的冷风在穿过热的烧结矿层时与热烧结矿进行换热，产生大量的高温废气。将这些高温的废气通过引风机引入锅炉，加热锅炉内的水产生蒸汽，蒸汽推动汽轮机转动带动发电机发电。

烧结余热发电工艺流程由三部分组成：烟气系统、锅炉系统、汽轮机及发电机系统。烟气回收系统主要由烟囱、烟气引出管、烟气流量控制阀和烟筒的对空排气阀构成，主要功能是利用锅炉引风机产生的负压将带冷机烟罩内温度较高的烟气引到锅炉内，同时避免外界的冷风进入锅炉。锅炉系统是余热回收的核心，在锅炉受热面上，高温烟气将热量逐级传递给受热面内的工质（水或者蒸汽）生成过热蒸汽。汽轮机及发电机系统将过热蒸汽携带的能量转化成电能，最终完成烟气余热能向电能的转化。韶钢烧结环冷机余热发电工艺流程如图1所示。

1.3 韶钢烧结余热发电的运行模式

烧结余热热源具有整体品质低、废气温度波动大和连续性差的特点。其中废气温度波动大和热源连续性差是当前技术条件下，烧结余热发电技术应用的最大难点。另外，如何有效的提高系统的回收效率，尽可能多的提高吨矿发电量也是烧结厂所关心的。

韶钢烧结余热发电系统结合本厂生产工艺特点，采用“二炉带一机”的配置模式：配有二台双压余热锅炉（型号：QC360（410）/400（285）-47（20）-2.45（0.78）/375（225））和一臺25MW补汽式凝汽机组（型号：BN25-1.96/0.49）。

在两台烧结机旁分别建设一台余热锅炉，用两台余热锅炉带动一套汽轮机发电机组（简称“两炉带一机”）。当一台烧结机出现故障后，其对应的锅炉热源中断后，另一台烧结余热锅炉可以维持机组的正常运行，不至于出现解列；除此之外，两台锅炉并行运行对稳定蒸汽温度也有一定的作用。

采用“二炉带一机”的配置模式，较好的解决了烧结余热热源稳定性差的问题，大大减少了发电机组的解列次数，增加发了电量。

1.4 韶钢烧结余热发电项目生产情况

韶钢烧结余热发电项目于2011年4月投产，2011年至2013年间，分别发电7427万kWh、8408万kWh、10670万kWh，累计达26505万kWh。按同规模燃煤电厂煤耗460g/kWh计算，年可节约标煤121913t，减排SO2（Sy=0.6%计算）1463吨，减排CO2量约31.7万吨。为韶钢在日益激烈的市场竞争中进一步降低生产成本、实现节能降耗发挥积极作用。

2 韶钢烧结余热发电项目存在的问题及改进方向

韶钢烧结余热发电项目投产三年来，相关技术、运行人员积累了一定的经验，通过测试找出了存在的问题，摸索出了解决问题的改进方向。

2.1 韶钢烧结余热发电项目存在的问题

2.1.1 五号烧结环冷机的1#、2#鼓风机存在风压低、风量不足的严重问题。其风压比六号烧结机低900Pa左右，1#鼓风机风量比六号烧结机低10万Nm3/h以上，2#鼓风机风量比六号烧结机低2万Nm3/h以上。

2.1.2 两台环冷机的漏风率较高。I、II号余热锅炉的漏风率分别为27%、29%左右，另外，环冷机台车下部的密封橡胶存在老化和损坏现象。

2.1.3 锅炉的热效率在0.54～0.63之间，而且存在随落料量的增加而增加的趋势。设计工况下，锅炉的热效率高于0.63。

2.1.4 随着蒸汽热量的增加，发电功率增加，热耗率和汽耗率均降低，说明在高负荷时热量的利用更充分。

2.2 改进方向

2.2.1 对五号烧结环冷机的鼓风机进行整修，确保鼓风风压、风量，满足锅炉额定热烟气量。

2.2.2 对环冷机的密封进行进一步的完善，对环冷机台车下部老化损坏的密封橡胶进行更换，降低漏风率，减少热量流失。

2.2.3 余热发电成套设备在满负荷运行时，热耗率低，自用电率低，经济效益高，建议在满足烧结厂生产要求的前提下，尽量高负荷运行。

2.2.4 余热发电成套设备可考虑改用闭式系统，将排烟作为鼓风机的入口气体，以进一步利用烟气的余热。

3 结束语

当前，钢铁行业发展面临严峻挑战和新的发展机遇，传统的粗放型发展模式已难以为继，迫切要求行业企业以节能减排为抓手，积极转变发展方式，利用高新技术改造、提升行业技术管理水平，走科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少的新型工业化道路。

参考文献

[1]中国金属学会，冶金工业经济发展研究中心.2006年度冶金科技进步发展报告（之二），中国冶金，2008，18（2）：2.

[2]卢红军，戚云峰.烧结余热的基本特点及对烧结余热发电的影响[J].烧结球团，2008，33（1）：35-36.