烧结余热能高效发电问题分析

摘 要：近年来，我国工业化水平取得了长足发展，而牺牲环境为代价片面发展经济的危害性日渐突出，其中钢铁工业尤为严重。为了更好地落实科学发展观，钢铁产业在发展过程中，高效回收和利用余热成为该产业实现节能减排的关键。文章将从钢铁工业烧结工序能耗现状入手，梳理烧结余热能发电存在的问题，并在此基础上提出针对性建议和措施。

关键词：烧结；余热能回收；高效；发电

中图分类号：TM617 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）05-0169-02

钢铁工业作为国民经济发展的中坚力量，是实现我国工业化的重要产业。而建筑等多个领域对钢材需求量日渐增多趋势下，能源消耗与环境保护之间的矛盾随之暴露，钢铁工业面临着巨大的节能减排的挑战。钢铁生产过程中涉及到烧结工序，会产生大量热能，如何将充分利用这些热能实现发电目标成为该领域发展及改革的当务之急。

1 我国钢铁工业烧结工序能耗现状分析

2012年，我国烧结矿产量高达8亿t之多，同比上涨了5.63%，但是烧结工序能耗并未发生较大变化，始终是能耗的主要环节，也成为钢铁经济成本控制的关键点。对我国烧结工序能耗变化情况调查和研究可以看出，我国烧结工序能耗整体呈现下降趋势，但是仍然维持在55 kgce/t上下，相比较国际先进水平存在较大差距[1]。烧结过程中，其能耗构成主要为固体燃烧占80%，电力占14%，可见，加强对烧结工序节能的研究势在必行。

2 现阶段烧结余热高效发电存在的问题

影响烧结余热高效发电的主要原因表现在温度、设备等多个方面。

2.1 温度过低，难以满足发电需求

结合某钢铁企业余热发电实际情况来看，2013年9月至2014年1月锅炉温度变化十分明显，呈现先升后降趋势，其中11月份温度最高，为387.67 ℃，相对应的发电量也随之增加，而1月份的温度最低为322.36 ℃，其发电量仅为10.5 MW，较11月份下降7.5%。可见，温度变化是决定发电量的重要原因，温度越高，那么发电效率也越高。

2.2 烧结连续性较差，影响烧结效率

据相关资料显示，添加适量的溶剂能够改善燃料的透气性能，影响其烧结稳定性，碱度稳定性与烧结矿合格率具有趋同性，充分证明了烧结工艺与烧结效率之间存在密切联系。烧结产生的余热能受到诸多因素的影响，其中难免会遇到停机情况，加之近年来钢铁企业效益下滑等因素的影响，我国烧结机作业率持续走低。

烧结作业率低的直接表现为反复停开机，而每次开机，锅炉等设备都将承受一次热交变应力，长此以往，势必会缩短设备使用寿命。如若在此过程中，忽视对设备的保养和维护，还会出现不同程度的腐蚀问题。

2.3 设备回收系统密封性偏低，降低余热温度

当前，对于烧结环冷机台车的制造工艺水平并不高，促使设备下部仍然延续传统热橡胶条进行密封处理。而长时间运行后，密封胶条势必会出现不同程度的磨损和老化问题，且长期在蒸汽笼罩下，大量炽热的烧结材料会损坏密封条，导致循环系统中存在多处漏风点，在一定程度上降低了余热温度，进而影响到发电效率。影响烧结余热发电效率的因素较多，作为钢铁产业发展的薄弱环节，加强对该方面工作的研究显得尤为重要[2]。

3 提高烧结余热发电效率的有效途径

3.1 采取梯度方式利用余热，实施多炉带一机措施

就热工理论来看，一切不可逆过程均朝着降低能量品位的方向进行，热工转换效率与余热温度息息相关。因此结合该理论，钢铁企业应坚持合理原则，采取梯度方式充分利用余热。将烧结系统余热温度较高的部分用于发电，而随着温度的下降，当温度处于中间位置时，可以助燃空气电火炉等环节，温度过低时，可以用于对烧结材料的干燥处理等工作。通过将温度划分为多个等级，能够促使余热资源得到充分利用，且效率最佳。

钢铁企业内部有多台烧结设备，且设备之间的距离并不远。为了提高设备运行有效性，可以在两台设备之间设置一套汽轮机发电机组。在日常运行过程中，如若其中某台设备出现故障，可以利用另一台设备继续供热发电，增强发电稳定性，避免停机对余热能量产生的消极影响，通过这种方式，既能够有效避免甩炉问题，还能够充分利用热能[3]。当前，我国投运三套烧结余热发电系统中，包含两炉带一机模式，如马钢和鞍钢，取得了显著的经济效益，值得进一步推广。

3.2 增强热源稳定性，增强余热发电水平

要想真正提高烧结生产作业水平，稳定热源，需要最大限度上减少烧结停机次数，并加强对设备及操作等方面的调整和优化，控制烧结漏风率。具体来说，可以减少烧结系统与外界的压力差，适当将发电后产生的废气引入到烧结设备前的料层封闭到罩内，实现热风烧结，继而减少冷风与燃料之间的接触面积，提高热源整体稳定性。随着科学技术快速发展，机械设备制造工艺水平也随之提升，企业应积极引进采取先进工艺制造的设备，如全金属柔磁性密封等技术，从根源上避免漏风问题的产生。不但如此，还可以结合企业具体生产情况，适当调整补燃系统等，实现对燃料的充分燃烧等，提升热源品质及稳定性，以此来满足发电需求。

3.3 提高设备运行效率，增加发电量

在企业生产管理过程中，管理者要树立节能减排观念，重视烧结余热发电工作，通过合理控制出口烟温，优化设置炉内结构，在设备制造环节加强对密封性的把控，并选择合适的炉管形式及材质。为了避免设备长期运行对管材产生的腐蚀问题，可以对管材表面进行涂层处理，既能够延长管材使用寿命，还能够避免管材漏风等问题产生的消极影响，从而提高烧结余热发电有效性[4]。

随着钢铁产业节能减排改革的进一步发展，相关人员应加强对余热能相关影响因素的研究，如余热锅炉当量等，合理确定设备主蒸汽、再热蒸汽等压力参数，特别是突发状况下设备负荷变化后，设备要采取的运行方式等，提高设备运行经济性，实现企业经济效益最大化目标。

3.4 合理划分区域，推广区域联合发电

一般来说，如果企业燃烧排气设备较多，其热源较为分散时，可以按照工序区域等将独立的余热回收系统产生的蒸汽，借助各自的管网，向发电系统供汽，将热能集中到一个地区，增加系统循环热效率的同时，还能够避免发电设备重复建设增加的成本等。就普通钢铁企业来说，可以分为炼铁和炼钢两个区域，构建联合发电模式。就前者来说，可以分为焦炉烟气回收系统、荒煤气回收蒸汽等；后者主要包括转炉饱和蒸汽等装置。

4 结 语

根据上文所述，可持续发展观及科学发展观明确要求钢铁企业要坚持朝着节能环保方向发展。因此针对烧结余热发电方面存在的低效率问题，钢铁企业管理者要树立现代管理理念，加强对烧结余热能量利用的研究，立足于当前发电低效存在的问题，采取行之有效的措施，从设备、能源利用方式等多个角度入手，不断提高烧结余热能源的利用率，促使热能转换为电能，创造更多经济效益，从而促使钢铁产业在国民经济发展中的积极作用得到充分发挥。

参考文献：

[1] 赵斌，路晓雯，刘曼，等.烧结余热发电系统的热力学分析和系统优化[J].

华北电力大学学报（自然科学版），2010，（3）.

[2] 李冬庆.烧结冷却机余热发电系统及其关键技术[J].烧结球团，2010，（6）.

[3] 陈瑾瑜，马忠民.我国烧结余热发电现状及发展建议[J].冶金动力，2015，

（3）.

[4] 王毅，何张陈，颜学宏.烧结冷却余热发电系统的热力学模型及主蒸汽 参数的优化选择[J].烧结球团，2011，（3）.

推荐访问:高效 烧结 热能 发电 分析