1 引言

在鋼鐵企業(yè)中，燒結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)異他國相比，我國燒結工序的能耗指標偏高，大概每噸燒結礦的平均能耗要高出20 kg 的標準煤，存在著很大的節(jié)能空間。當高溫燒結礦在燒結環(huán)冷機冷卻過程中產(chǎn)生大量的溫度在380益~400益的熱煙氣，據(jù)統(tǒng)計，在燒結礦冷卻過程中，有50%左右的熱能通過環(huán)冷機廢氣排出。如果直接排入大氣，不僅對環(huán)境造成嚴重的粉塵污染和熱污染，更是能源的浪費。因此，回收利用這兩部分熱量，通過余熱鍋爐產(chǎn)生的合格蒸汽帶動汽輪發(fā)電機組發(fā)電，或將蒸汽減溫減壓后送入廠區(qū)主管網(wǎng)供主體工藝及供熱設施使用，大大節(jié)約了公司的用電及燃料成本。燒結余熱發(fā)電站的工藝系統(tǒng)包含：燒結環(huán)冷機熱煙氣回收系統(tǒng)、余熱鍋爐汽水循環(huán)系統(tǒng)、汽輪機熱力系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)。目前，國內余熱鍋爐油以下三種形式，單壓系統(tǒng)、雙壓系統(tǒng)、復合閃蒸單級補汽系統(tǒng)。

2 包鋼余熱發(fā)電環(huán)冷機發(fā)電概況

包鋼2伊500 m2 燒結余熱發(fā)電項目于2013 年3月12 日開工建設，2014 年6 月7 日進入24 小時試生產(chǎn)，高發(fā)電量為1.25 萬kWh。2014 年正式投產(chǎn)，進入商業(yè)運行。此項目包含2 臺500 m2 燒結機，每臺燒結機配套有冷卻面積均為580 m2 的環(huán)冷機，每臺環(huán)冷機均有五個鼓風區(qū)段冷卻燒結礦，每區(qū)段均配置1 臺風量為耀58伊104m3/h，風壓為耀4576 Pa的鼓風機。由鼓風機送入的冷卻風經(jīng)環(huán)冷機高溫燒結礦料層換熱后，產(chǎn)生環(huán)冷機余熱廢氣。廢氣溫度從前到后逐步降低，本項目采用兩臺雙進氣、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30 MW 補汽凝汽式汽輪發(fā)電機組方式配置余熱回收發(fā)電系統(tǒng)。

3 燒結余熱發(fā)電環(huán)冷機發(fā)電工藝特點

主要工藝流程為：環(huán)冷機一段與二段混合約385 益(鍋爐入口溫度)、465000 m3/h 高溫廢氣經(jīng)過除塵器后引入余熱鍋爐中壓過熱器入口，經(jīng)過中壓過熱器后，排氣與來自環(huán)冷機三段與四段混合中溫煙氣310 益(鍋爐入口溫度)、465000 m3/h 混合后依次經(jīng)過中壓蒸發(fā)器、低壓過熱器、中壓省煤器、低壓蒸發(fā)器、凝結水加熱器后排氣溫度約150 益，經(jīng)循環(huán)風機重新返回環(huán)冷機繼續(xù)冷卻燒結礦，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)蒸汽作為汽輪機的主汽源。低參數(shù)蒸汽作為汽輪機的補充汽源，可以使發(fā)電量大大提高。采用凝汽補汽式汽輪發(fā)電機組可以使燒結環(huán)冷余熱資源得到很好的利用。現(xiàn)就運行情況進行分析。

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

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

(3)燒結環(huán)冷機熱煙氣進入余熱鍋爐換熱后，又重新回到燒結環(huán)冷機繼續(xù)冷卻燒結礦，從而使煙氣不外排，余熱回收效率高；在煙氣溫度高時，可通過冷風口，補入冷風，來降低煙氣溫度。利用循環(huán)風機將煙氣重新送回環(huán)冷機，從而大大提高了煙氣的溫度。

(4)由于燒結余熱發(fā)電站回收的熱源品質較低，煙氣溫度波動幅度大，從而造成發(fā)電機的進汽溫度波動范圍較大。因此，選擇了主汽溫度范圍在260~390 益的凝汽補汽式汽輪發(fā)電機組，從而保證了發(fā)電機組的穩(wěn)定運行。

(5)余熱鍋爐的排灰處增設有冷風口，可以在燒結礦冷卻溫度高的情況下，補入適當?shù)睦滹L，從而保證燒結礦的冷卻效果。