燒結(jié)余熱發(fā)電技術(shù)

燒結(jié)余熱發(fā)電工藝流程主要包括三部分:煙氣回收及循環(huán)系統(tǒng); 鍋爐系統(tǒng); 汽輪機及發(fā)電機系統(tǒng)。煙氣回收系統(tǒng)主要由煙囪、煙氣引出管、煙氣流量控制閥和煙筒的遮斷閥構(gòu)成，主要功能是利用鍋爐引風機產(chǎn)生的負壓將帶冷機煙罩內(nèi)溫度較高的煙氣引到鍋爐內(nèi)，同時避免外界的冷風進入鍋爐。鍋爐系統(tǒng)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(nèi)的水，生成蒸汽。汽輪機及發(fā)電機系統(tǒng)將蒸汽攜帶的能量轉(zhuǎn)化成電能，最終完成余熱能向電能的轉(zhuǎn)化。

日本燒結(jié)余熱利用起步最早。上世紀80 年代中期, 余熱回收技術(shù)已在日本燒結(jié)廠得到了廣泛應(yīng)用, 其冷卻機廢氣余熱利用的普及率達到了57% ，而燒結(jié)機主煙道煙氣余熱利用的普及率也達到了26% 。2004 年9 月1 日, 馬鋼第二煉鐵總廠在兩臺300 m2 燒結(jié)機上開工建設(shè)了國內(nèi)第一套余熱發(fā)電系統(tǒng), 該系統(tǒng)于2005 年9 月6 日并網(wǎng)發(fā)電。隨后，馬鋼、濟鋼、寶鋼、太鋼等大型鋼鐵集團公司都開始應(yīng)用。

技術(shù)指標

1.與該節(jié)能技術(shù)相關(guān)的能耗現(xiàn)狀：200～400℃的低溫余熱廢氣，基本沒有得到利用。

2.主要技術(shù)指標：

可利用煙氣溫度為200～400℃。

技術(shù)難點

（1）燒結(jié)冷卻機廢氣流量很大，但是，低溫段（150℃以下）和部分中溫段廢氣沒有利用價值，而且高溫段和可利用部分中溫段廢氣的平均溫度在300～380℃之間。主要受到燒結(jié)機落礦溫度和冷卻機漏風率影響?？衫玫挠酂豳Y源屬于中低溫余熱，質(zhì)量不高，回收利用難度較大。

（2）發(fā)電系統(tǒng)對主蒸汽的品質(zhì)要求很嚴，而燒結(jié)系統(tǒng)熱力系統(tǒng)非常不穩(wěn)定，廢氣溫度波動范圍在±100℃以上，造成主汽溫度的波動超標，嚴重影響技術(shù)經(jīng)濟指標，迫使余熱電站頻繁停機，嚴重威脅汽輪機的安全性、穩(wěn)定性和壽命。

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研究表明, 燒結(jié)工序余熱資源量約占噸鋼余熱資源總量的19.3% , 基本原理為：燒結(jié)礦在帶冷機或環(huán)冷機上是通過鼓風進行冷卻，由底部鼓入的冷風在穿過熱燒結(jié)礦層時被加熱，成為高溫廢氣。將這些高溫的廢氣通過引風機引入鍋爐，加熱鍋爐內(nèi)的水產(chǎn)生蒸汽，蒸汽推動汽輪機轉(zhuǎn)動帶動發(fā)電機發(fā)電。隨著我國鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展， 高爐煉鐵的主要原料——燒結(jié)礦的產(chǎn)量也大幅度提高，燒結(jié)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的高溫廢氣也越來越多，如何有效地回收利用這部分熱量已經(jīng)引起了人們的高度重視。2008 年5月，國家發(fā)改委將燒結(jié)余熱發(fā)電技術(shù)列入第一批國家重點節(jié)能技術(shù)推廣項目， 2009年12月工信部公布了《鋼鐵企業(yè)燒結(jié)余熱發(fā)電技術(shù)推廣實施方案》， 計劃用三年時間(2010－2012年) ，在重點大中型鋼鐵企業(yè)中有針對性地推廣燒結(jié)余熱發(fā)電技術(shù)，預期在鋼鐵行業(yè)的推廣比例達到20%，形成157.5萬t 標準煤的節(jié)能能力，為鋼鐵企業(yè)在日益激烈的市場競爭中進一步降低生產(chǎn)成本、實現(xiàn)節(jié)能降耗發(fā)揮積極作用。

燒結(jié)余熱資源具有品質(zhì)較低、波動大等特點，回收的關(guān)鍵技術(shù)包括燒結(jié)機煙氣余熱回收與煙氣處理、燒結(jié)余熱源參數(shù)預測、燒結(jié)余熱回收工藝與廢氣溫度調(diào)節(jié)、廢氣循環(huán)對燒結(jié)礦質(zhì)量影響與燒結(jié)冷卻制度優(yōu)化、冷卻機余熱回收鍋爐、發(fā)電系統(tǒng)選型與優(yōu)化等。燒結(jié)余熱回收應(yīng)以冷卻機廢氣余熱回收為主, 并重點保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行、提高回收效率, 其中, 熱源參數(shù)預測技術(shù)是基礎(chǔ), 熱風循環(huán)技術(shù)是有效手段, 余熱鍋爐和發(fā)電系統(tǒng)熱力參數(shù)優(yōu)化、參數(shù)匹配和動態(tài)特性優(yōu)化是核心。

鋼鐵行業(yè)燒結(jié)余熱發(fā)電，鋼鐵行業(yè)燒結(jié)設(shè)備產(chǎn)生的廢煙氣，通過高效低溫余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽，帶動汽輪發(fā)電機發(fā)電的工藝。將燒結(jié)環(huán)冷機低溫煙氣循環(huán)利用，充分吸收煙氣中的熱量，最大限度地利用200～400℃的低溫余熱，最終使其轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)的電能。燒結(jié)礦生產(chǎn)中特別是燒結(jié)礦冷卻過程中排出的低溫煙氣熱能大約為燒結(jié)礦燒成系統(tǒng)熱耗量的三分之一，節(jié)能潛力大。燒結(jié)廢氣余熱回收方式有開路（自然）系統(tǒng)、閉路循環(huán)回收方式、低溫廢氣選擇性富集式、開路廢氣回收利用方式，后兩種循環(huán)方式廢氣余熱利用率高。

燒結(jié)作業(yè)是間歇進行的。燒結(jié)完畢后，將燒結(jié)盤翻轉(zhuǎn)180°，燒結(jié)塊即被倒出，然后重新裝料進行燒結(jié)。燒結(jié)盤較平地吹燒結(jié)的機械化程度高，設(shè)備易于制造、漏風率低、動力消耗不大，生產(chǎn)過程比較簡單，比帶式燒結(jié)機投資省，因此適用于小型工廠的需要。其缺點是間歇作業(yè)，每盤燒結(jié)時間長，有效面積的利用系數(shù)不高；其次，燒結(jié)礦的卸礦是采用傾翻燒結(jié)盤的方式進行的，因此，卸料時揚塵很大，造成環(huán)境污染 。2100433B