莱钢科技 第６期（总第１８６期） 菜钢烧结余热发电量提升实践 张海港 （型钢炼铁厂） 摘要：通过对烧结余热发电原理的介绍，系统梳理分析制约烧结余热发电的因素，提出了保 证系统稳定运行、提高余热回收效率的方法及措施。 关键词：稳定性；余热发电技术；故障率；漏风 ０前言 近几年我国经济快速发展，钢铁需求量大幅上 １．２影响烧结余热发电因素 １）烧结矿破碎平铺至环冷机时的废气温度在 １５０～５５０℃，主要用于发电部分在环冷一、二段。 如何快速完全的将一、二段废气余热回收是影响余 热发电的重要环节。 升，高炉炉料结构主要以烧结矿为主，烧结矿产量也 迅猛增长，烧结工序能源消耗总量持续上升。在整 个钢铁生产流程中，烧结工序能耗仅次于炼铁工序， 约占总能耗的１０％。在烧结工序总能耗中，有近 ４０％的热能以环冷却机废气的显热形式排气， 加强能源管理，减少能源消耗具有重要意义。在烧 结生产中，大量的烧结矿冷却废气（１５０～５５０ ｏＣ）具 ２）烧结矿的显热受烧结工艺稳定性影响很大， 烧结工艺不稳定会导致烧结矿带人的热量减少，一 旦进入环冷一段的回收热量不足３００ ｏＣ时余热锅炉 就要解列，烧结工艺的稳定是发电的可靠保障。 ３）烧结余热发电又受频繁的短时间故障停机 影响较大，烧结机在停机半小时以上，发电就面临解 有较高的回收利用价值。烧结机采用循环热风余热 回收装置，回收烧结矿冷却过程高温段产生的废气余 热资源，有易于设备布置，对烧结工艺过程影响较小， 列，余热锅炉从解列到再次并网发电至少需要２～３ ｈ，可以看出烧结机短时间的停机对余热发电影响是 至关重要的。 运行可靠性较高。环冷机废气余热回收不仅可实现企 业资源优化配置，降低企业能耗和生产成本，增加企业 的经济效益和市场竞争能力，还可以大幅度减少环冷 机废气向空排放带来的矿粉，节约能源，减少ＣＯ 及污 染物的排放，对保护生态环境有促进作用。 ２提升烧结余热发电措施 ２．１ 操作参数的“稳定受控”是发电高效运行的关键 烧结工艺的稳定主要是对烧结工艺的关键参数 要受控，针对影响烧结工艺波动的参数进行梳理，通 过建立“问题树”查找影响工艺稳定性的参数进行 管控（表１）。 表１烧结关键参数控制 １ 烧结余热发电原理及影响因素 １．１烧结余热发电原理 烧结余热发电技术是将烧结环冷机低温烟气循 环利用，充分利用烧结矿冷却过程中烟气带出的热 量，在余热锅炉中换热，产生低品质蒸汽，再利用汽 轮机将蒸汽的热能转化为机械能，拖动发电机发电。 同时蒸汽凝结产生的凝结水利用锅炉给水泵重新送 至锅炉，实现汽水的循环利用。而换热后的烧结烟 气则被循环风机从余热锅炉中抽出再次送人环冷 机，从而实现了烧结烟气的循环利用。 作者简介：张海港（１９８３一），男，２００８年毕业于重庆科技学院机械设 ｉ１‘制造及其自动化专业。Ｔ程师，从事设备管理Ｔ作。 ３６ 莱钢科技 ２０１６年ｌ２月 通过对以上参数的优化和固化，实现了较为理 想的娴气温度，并通过看板管理的方式，根植于岗位 操作人员的的实际操作之中。作为管理手段，通过 气罩问的密封，环冷下部密封（图２）主要存在于内 外动、静双密封处及台车轮周围，由于环冷上、下部 结构的特殊性加大了其密封的难度，经发电攻关团 队的不懈努力，采用动静相结合的密封方式对环冷 上下部进行密封处理，漏风率下降明显。 看板，固化操作参数，缩小了偏差，动态掌握其变化 趋势，最终达到稳定生产的目的。 ２．２“设备稳定运行”是发电高效运行的基础 任何一个系统基本要求是设备运行平稳，对于 发电来说，尤为重要，因为烧结机开机后，锅炉预热 时间长会导致主蒸汽温度上升缓慢，从而导致无法 尽早进入发电状态，滞后时间根据发电机组状态差 异也不尽相同（表２）。 ・ 表２不同停机时间发电并网所需时间 图１环冷上密封 由表２可见，发电机组在热状态下１ ｈ内能够 进入发电状态，而冷态则需要３～４ ｈ，按照３ ｈ计 算，发电损失２．７３万ｋｗｈ左右，因此杜绝烧结机和 发电机组的频繁停机是提高发电运行效率的重要保 障。为减少设备故障停机制定如下措施： １）开展设备技能培训，通过组织学习发生的设 图２环冷下密封 备事故案例，深刻汲取教训，引以为戒，提高点检维 护的责任心，避免类似故障发生。更换篦条时原来 “停机等”，现在是“等停机”，就是做好一切更换前 的准备，尽可能的缩短停机时间。 ２）开展设备技术改造，对满足不了Ｔ艺、生产、 ２．４环冷鼓风系统气流分布均匀。才能高效将烧结 矿热量置换出来 利用流体力学软件ＦＬＥＮＴ模拟环冷鼓风系统 气流分布情况，摸清环冷鼓风量、漏风率，通过计算 和检测有效炯气量，与炯气温度相结合，根据发电机 组的设计特点，寻找最佳的风量、风温参数。对环冷 风量分配不均问题进行科学论证，通过移动鼓风点 环保要求的设备问题进行改造，提高设备运行可靠 性，保证正常生产。 ３）落实检修项目、重点管控检修过程，确保检 修质量。检修前制定详细的检修方案，明确责任班 组和责任人。检修时通过检修责任人做好检修过程 监控，严把检修质量关，对平时不能点检的部位重点 检查，发现问题及时反映和处理。做好开机前的检 及环冷降尘管内加装隔板等方式使环冷鼓风气流均 匀通过环冷台车，高效快速提取烧结矿热量，提升发 电量。环冷机鼓风系统改造见图３。 查确认，确保检修安全顺利完成。 ４）抓好设备点检、润滑、调整、紧固Ｔ作。 ２．３“环冷密封”是发电高效运行的重点 烧结机的环冷Ｔ艺是把热态烧结矿平铺在台车 上缓慢移动，利用下部鼓风上部抽风方式实现烧结 矿的冷却，加热后的热风输送到锅炉生产蒸汽进行 发电，其中换热效率的高低与环冷机密封水平息息 相关。环冷的上部密封（网１）是指环冷台车沿与集 图３环冷机鼓风系统改造 ３７ 张海港：莱钢烧结余热发电量提升实践 第６期（总第１８６期） 通过对鼓风系统改造后，利用流体力学软件 ＦＬＥＮＴ模拟烟道内气流分布成像。烟道改造前 ＦＬＥＮＴ模拟气流分布如同４所示，炯道改造后 ＦＬＥＮＴ模拟气流分布如图５所示。由冈４、图５可 以看 ，颜色艳的部分风速越快，颜色深的部分流速 慢，改造前通过成像可以看｝ＩＪ烟道内有多处湍流，改 造后颜色大部分成绿色，流速较为均匀。 ｃ州。Ｉ‘ｒｔ｜－ｖ咖ｃ＂№蜀 ｆＩ ●Ｉｍｍ ＾Ｎｓ 凡 ＮＴ Ｏｆ ｄ却ｐｂｎ ｋ¨ 图５烟道改造后 ＥＮ ｒ模拟气流分布 ３ 结语 通过一系列技术的应用，目前两台烧结余热发 ７§ ｔ帖 电机组运行正常。其中４００烧结发电机小时发电量 由以前的７ ０００ ｋＷ提升至８ ２００ ｋＷ，日发电提升 ————－一ｈ ＾＿。。‘。—————＿＿Ｈ。 。● 。——＿＿—２．８８万ｋＷｈ。２６５ ｍ 烧结发电机组／ｂ￣，－ｌ发电负荷 ＾ＮｓｙｓＰＬＬ，￣Ｉｔ４Ｔ’● ０ｄ却．邮一～一一一一＿－……－－－－ ｛ａ州ｏ ｖ－ｌ脚Ｍ● №抽‘ｍｍ Ｆ坤’３ ２ｏ’６｛ 一一— ．’哪； 由以前的７ ０００ ｋＷ提升至８ ５００ ｋＷ以上，日发电 量提升３．６万ｋＷｈ。 图４烟道改造前ＦＩ ＥＮ＿ｒ模拟气流分布 Ｔｈｅ Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｔｏ Ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ Ｗａｓｔｅ Ｈｅａｔ Ｐｏｗｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ Ｌａｉｗｕ Ｓｔｅｅｌ Ｚｈａｎｇ Ｈａｉｇａｎｇ （Ｔｈｅ Ｉｒｏｎｍａｋｉｎｇ Ｐｌａｎｔ ｏｆ Ｙｉｎｓｈａｎ Ｓｅｃｔｉｏｎ Ｓｔｅｅｌ Ｃｏ．Ｌｔｄ．） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｒｏｕｇｈ ｉｎｔｒｏｄｕｃｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｗａｓｔｅ ｈｅａｔ ｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｉｎ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ，ａｎｄ ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｆａｃｔｏｒｓ ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｗａｓｔｅ ｈｅａｔ ｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｉｎ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｗｅｒｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｔｏ ｇｕａｒａｎｔｅｅ ｔｈｅ ｓｔａｂｌｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｔ’ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｅｆｆｉ— ｃｉｅｎｃｙ ｏｔ‘ｗａｓｔｅ ｈｅａｔ ｒｅｃｏｖｅｒｙ．． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｔａｂｉｌｉｔｙ；ｗａｓｔｅ ｈｅａｔ ｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｔｅｅｈｎｏｌｏｇｙ；ｆａｉｌｕｒｅ ｒａｔｅ；ａＪｒ ｌｅａｋａｇｅ ＋－“—十“—卜“—－卜“ 一— ”—＿卜“—＋－・・＋一 一”＋”— ”——卜”＋・・・卜・・＋”－＋－”＋・・＋“＋”＋”＋“＋・－＋”＋・・＋．．＋．．＋“＋．．＋．．＋．．＋．．＋．．＋ ＋“＋“＋．．＋一＋．．＋．．＋．＋．＋．．＋ ＋ｌｌ＋ （上接第３５页） 表３ ２０１６年每月吨矿发电量 ｋＷｈ／ｔ ４ 结语 通过以上控制措施，２０１６年余热发电量稳步提 高，目前平均吨矿发电量达到１４．５ｋＷｈ／ｔ 今后将 继续对现有措施进行完善，不断提高环冷机密封效 果，对现有ｌＴ艺进行创新，加强职Ｔ操作技能，为精 益管理、降本增效作 更大的贡献。 Ｔｈｅ Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｔｏ Ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ Ｗａｓｔｅ Ｈｅａｔ Ｐｏｗｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ２６５ ｍ Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｚｈａｎｇ Ｈｏｎｇｂｉａｏ，Ｚｈｅｎｇ Ｘｉａｎｃａｉ，Ｃｈｅｎ Ｘｉｎ，Ｊｉａ Ｇｕａｎｇｋａｉ （Ｔｈｅ Ｉｒｏｎｍａｋｉｎｇ Ｐｌａｎｔ ｏｆ Ｙｉｎｓｈａｎ Ｓｅｃｔｉｏｎ Ｓｔｅｅｌ Ｃｏ．Ｌｔｄ．） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｆａｃｔｏｒｓ ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｗａｓｔｅ ｈｅａｔ ｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄａｎｔｉ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔａｋｉｎｇ ａ ｓｅｒｉｅｓ ，ｏｆ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｗａｓｔｅ ｈｅａｔ ｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ，ｓｕｃｈ ａｓ ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｔ・ｏｃｅｓｓ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｎｄ ｎｍｔｅｒｉａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ ｔｈｅ ｓｅａｌｉｎｇ ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ｏｆ ａｎｎｕｌａｒ ｃｏｏｌｅｌ‘ｔｈｅ ｓｏｌｉｄ ｆｕｅｌ ，ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｗａｓ ｒｅｄｕｃｅｄ，ａｎｄ ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ ｔｈｅ ｓｔａｂｌｅ ａｎｄ ｅｆｉｃｉｅｎｔｆ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｗａｓ ａ（ｈｉｅｖｅｄ．＇ Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｏｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ；ｔｈｉｃｋ ｌａｙｅｒ；ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｕｎ；ｓｅａｌｉｎｇ ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ３８
