1 引言

在鋼鐵企業(yè)中，燒結(jié)工序能耗占整體能耗的9%~12%，是僅次于煉鐵的第二大耗能工序，與優(yōu)異他國(guó)相比，我國(guó)燒結(jié)工序的能耗指標(biāo)偏高，大概每噸燒結(jié)礦的平均能耗要高出20 kg 的標(biāo)準(zhǔn)煤，存在著很大的節(jié)能空間。當(dāng)高溫?zé)Y(jié)礦在燒結(jié)環(huán)冷機(jī)冷卻過(guò)程中產(chǎn)生大量的溫度在380益~400益的熱煙氣，據(jù)統(tǒng)計(jì)，在燒結(jié)礦冷卻過(guò)程中，有50%左右的熱能通過(guò)環(huán)冷機(jī)廢氣排出。如果直接排入大氣，不僅對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的粉塵污染和熱污染，更是能源的浪費(fèi)。因此，回收利用這兩部分熱量，通過(guò)余熱鍋爐產(chǎn)生的合格蒸汽帶動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電，或?qū)⒄羝麥p溫減壓后送入廠區(qū)主管網(wǎng)供主體工藝及供熱設(shè)施使用，大大節(jié)約了公司的用電及燃料成本。燒結(jié)余熱發(fā)電站的工藝系統(tǒng)包含：燒結(jié)環(huán)冷機(jī)熱煙氣回收系統(tǒng)、余熱鍋爐汽水循環(huán)系統(tǒng)、汽輪機(jī)熱力系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)。目前，國(guó)內(nèi)余熱鍋爐油以下三種形式，單壓系統(tǒng)、雙壓系統(tǒng)、復(fù)合閃蒸單級(jí)補(bǔ)汽系統(tǒng)。

2 包鋼余熱發(fā)電環(huán)冷機(jī)發(fā)電概況

包鋼2伊500 m2 燒結(jié)余熱發(fā)電項(xiàng)目于2013 年3月12 日開工建設(shè)，2014 年6 月7 日進(jìn)入24 小時(shí)試生產(chǎn)，高發(fā)電量為1.25 萬(wàn)kWh。2014 年正式投產(chǎn)，進(jìn)入商業(yè)運(yùn)行。此項(xiàng)目包含2 臺(tái)500 m2 燒結(jié)機(jī)，每臺(tái)燒結(jié)機(jī)配套有冷卻面積均為580 m2 的環(huán)冷機(jī)，每臺(tái)環(huán)冷機(jī)均有五個(gè)鼓風(fēng)區(qū)段冷卻燒結(jié)礦，每區(qū)段均配置1 臺(tái)風(fēng)量為耀58伊104m3/h，風(fēng)壓為耀4576 Pa的鼓風(fēng)機(jī)。由鼓風(fēng)機(jī)送入的冷卻風(fēng)經(jīng)環(huán)冷機(jī)高溫?zé)Y(jié)礦料層換熱后，產(chǎn)生環(huán)冷機(jī)余熱廢氣。廢氣溫度從前到后逐步降低，本項(xiàng)目采用兩臺(tái)雙進(jìn)氣、雙壓、自除氧、立式水-汽自然循環(huán)余熱鍋爐(63.5 t/h+19 t/h)和一臺(tái)30 MW 補(bǔ)汽凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組方式配置余熱回收發(fā)電系統(tǒng)。

3 燒結(jié)余熱發(fā)電環(huán)冷機(jī)發(fā)電工藝特點(diǎn)

主要工藝流程為：環(huán)冷機(jī)一段與二段混合約385 益(鍋爐入口溫度)、465000 m3/h 高溫廢氣經(jīng)過(guò)除塵器后引入余熱鍋爐中壓過(guò)熱器入口，經(jīng)過(guò)中壓過(guò)熱器后，排氣與來(lái)自環(huán)冷機(jī)三段與四段混合中溫?zé)煔?10 益(鍋爐入口溫度)、465000 m3/h 混合后依次經(jīng)過(guò)中壓蒸發(fā)器、低壓過(guò)熱器、中壓省煤器、低壓蒸發(fā)器、凝結(jié)水加熱器后排氣溫度約150 益，經(jīng)循環(huán)風(fēng)機(jī)重新返回環(huán)冷機(jī)繼續(xù)冷卻燒結(jié)礦，使煙氣的余熱得到充分的利用。

雙溫雙壓余熱鍋爐產(chǎn)生1.6 MPa、380 益和0.4MPa、180 益兩種蒸汽，其中高參數(shù)蒸汽作為汽輪機(jī)的主汽源。低參數(shù)蒸汽作為汽輪機(jī)的補(bǔ)充汽源，可以使發(fā)電量大大提高。采用凝汽補(bǔ)汽式汽輪發(fā)電機(jī)組可以使燒結(jié)環(huán)冷余熱資源得到很好的利用。現(xiàn)就運(yùn)行情況進(jìn)行分析。

(1)在環(huán)冷機(jī)的煙氣進(jìn)入鍋爐前的煙道增設(shè)了重力除塵裝置，這樣既能除去燒結(jié)礦粉塵，又能減少粉塵對(duì)鍋爐受熱面的沖刷和污染，提高了設(shè)備的使用壽命和效率。

(2)燒結(jié)環(huán)冷機(jī)采用液體密封，密封性能好，降低了煙氣漏風(fēng)率，提高了鍋爐的入口煙氣溫度。

(3)燒結(jié)環(huán)冷機(jī)熱煙氣進(jìn)入余熱鍋爐換熱后，又重新回到燒結(jié)環(huán)冷機(jī)繼續(xù)冷卻燒結(jié)礦，從而使煙氣不外排，余熱回收效率高；在煙氣溫度高時(shí)，可通過(guò)冷風(fēng)口，補(bǔ)入冷風(fēng)，來(lái)降低煙氣溫度。利用循環(huán)風(fēng)機(jī)將煙氣重新送回環(huán)冷機(jī)，從而大大提高了煙氣的溫度。

(4)由于燒結(jié)余熱發(fā)電站回收的熱源品質(zhì)較低，煙氣溫度波動(dòng)幅度大，從而造成發(fā)電機(jī)的進(jìn)汽溫度波動(dòng)范圍較大。因此，選擇了主汽溫度范圍在260~390 益的凝汽補(bǔ)汽式汽輪發(fā)電機(jī)組，從而保證了發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。

(5)余熱鍋爐的排灰處增設(shè)有冷風(fēng)口，可以在燒結(jié)礦冷卻溫度高的情況下，補(bǔ)入適當(dāng)?shù)睦滹L(fēng)，從而保證燒結(jié)礦的冷卻效果。