第３４卷第３期 ２０１２年６月 山 东 冶 金 Ｖｏ１．３４ Ｎｏ．３ Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ Ｊｕｎｅ ２０１２ 匪亟 戚云峰 （济钢集团国际工程技术有限公司，山东济南２５０１０１） 沙钢４号３６０ ｍ２烧结机余热回收系统影响因素分析 摘 要：烧结矿平均温度为影响热源品质的关键参数，采用蓄热型配料和节能型烧结控制技术，可提高烧结矿平均温度；影 响余热回收的因素是回收系统的热烟气损失，采取冷却机密封修复，建立自强式密封系统及改进系统的操作等，可提高烟 气回收率。沙钢４号３６０ ｍ 烧结机余热回收利用系统通过采取上述措施，保证了系统达产及运行稳定。 关键词：烧结机；余热；回收利用；影响因素 中图分类号：ＴＦ３２５．１ 文献标识码｛Ａ 文章编号：１００４—４６２０（２０１２）０３—００５５—０２ １ 前言 沙钢４号３６０ ｉｎ 烧结机余热利用系统由济钢集 团国际工程技术有限公司以工程总承包模式承揽 建设，在现有烧结机系统上配套建设了余热回收锅 炉系统、汽轮机发电系统、三电系统及循环水系 统。根据沙钢的要求，余热回收利用系统可根据用 户需求提供蒸汽或发电。 沙钢４号３６０ ｍ。烧结机余热利用系统经过烟气 回收系统改造及工艺适应性调整，现已正常运行１ ａ 多。沙钢选择进行蒸汽生产，产汽量随烧结配料、 烧结系统工艺操作变化而波动，范围在３４～４５ ｔ，ｈ， 压力根据蒸汽外供系统运行控制在１．３ ＭＰａ左右， 温度控制２８０℃以上。现对影响余热回收利用系统 稳定运行的因素进行分析。 ２热源影响因素分析 ２．１ 影响热源的因素 烧结系统余热的热源是指从烧结机上卸人冷 却机的热烧结矿所载的热量，可用公式Ｊ＝Ｃ Ｘ Ｑ Ｘ ｔ 表示。其中：．，为进入冷却机的烧结矿热量，ｋＪ／ｈ；ｔ 为进入冷却机的烧结矿平均温度，ｏＣ；Ｇ为温度ｔ时， 烧结矿平均比热容，ｋＪ／（ｋｇ・ｏＣ）；Ｑ为烧结机的热矿 量（Ｘ １０ ），ｋｇ／ｈ。 因此，影响热源的因素主要有Ｑ、ｔ和Ｇ。Ｑ一般 取决于烧结机规模和生产控制，从余热回收利用角 度可视为不可对其施加影响的因素。Ｇ是ｔ温度下 烧结矿的特性参数，温度确定后随之确定，其值随 温度升高而增加，也视为不可直接对其施加影响的 因素。根据对沙钢烧结机单辊处热烧结矿的温度 检测，进入冷却机的烧结矿平均温度从烧结工艺控 收稿日期：２０１２—０２—２８ 作者简介：戚云峰，男，１９７９年生，２００５年毕业于中南大学矿物加工 工程专业，硕士。现为济钢集团国际工程技术有限公司工程师，从 事烧结球团、固体废弃物处理及冶金行业余热余能回收利用等领 域的技术研究和设计工作。 制角度来看，波动范围偏大，一般在５００～７５０℃，这 个温度波动或是控制水平在很大程度上影响着后 续余热回收利用的热源品质及回收利用效果。所 以进入冷却机的烧结矿平均温度可视为影响热源 品质的关键参数，可以通过对其施加影响进行一定 范围内的优化控制。 ２＿２烧结矿平均温度的优化控制 在保证烧结矿产品质量的同时，尽可能提高烧 结矿平均温度是余热回收优化控制的关键。沙钢４ 号３６０ ｍ 烧结机运行实践表明，烧结矿平均温度优 化措施主要包括蓄热型配料技术和节能型烧结控 制技术。 １）蓄热型配料技术。①优化燃料添加。转变 余热回收技术普及前一味追求低燃料消耗的思路， 从载热体余热回收后载能最低的角度寻求最佳燃 料配加量。②稳定的原料及辅料。在可控条件下， 尽可能减少导致烧结过程中“吸热”反应的原料及 辅料，如含结晶水的褐铁矿及含ＣａＣＯ，的生石灰。 ③优化配水。混合料水分的添加在满足造球基本 要求的前提下，要追求水分添加在波动范围内的最 低控制。＠ＦｅＯ的控制。在满足烧结矿相关物化性 能的条件下，尽可能提高配料中ＦｅＯ含量，建立针对 特定原料的ＦｅＯ控制配料模式。 ２）节能型烧结控制技术。为了使烧结系统的 余热以热矿为载能体最大化进入后续的回收利用 系统，在运行中结合沙钢的现场操作控制和传统烧 结技术操作的基础上，进行优化控制，措施主要包 括：①窄范围的终点调控技术…。改变烧结终点在 倒数第２个风箱的传统控制模式，通过温度检测元 件的分布调整来减小终点控制范围，提高终点控制 精度；通过特定区域的风箱温度调控，降低大烟道 平均温度。实现特定区域的风箱阀门开度、风箱对 应点的温度、大烟道的平均温度、负压联锁控制等 系统调控。②无效散热的系统控制技术。在单辊 处、冷却机受料处，考虑节能型的除尘控制，通过精 ５５ ２０１２年６月 山东冶金 第３４卷 细化控制该处除尘支管的风压、风量调节，实现烟 统。３）设置围绕冷却风机的独立冷却系统。在密 封系统发挥作用的前提下，建立围绕单台冷却风机 尘控制的前提下，尽可能减少烟气带走的热源。 ３烧结矿余热提取环节影响因素分析 ３．１ 影响余热回收的因素 的分区域冷却换热系统，减少风机间的运行干扰。 根据经验，风机并联独立使用相对串联使用，效率 可提升３０％以上。４）改进烟气收集系统。烟气收集 的流畅式烟罩和多收集支管的分布设置有利于烟 气收集、消除烟气回收死角或是漩涡区，提高烟气 进入冷却机的烧结矿余热在冷却机换热环节 的热量分布情况，可用公式．，＝ ＋ ＋ ＋ 表示。其 中：ｌ，为进入冷却机的烧结矿热量，ｋＪ／ｈ；Ｊ 为冷却机 的排出烧结矿所载热量，ｋＪ／ｈ； 为冷却机系统设备 造成的热损失，ｋＪ／ｈ； 为换热过程未进入后续回收 回收率。５）冷却工艺与烟气回收工艺的协调操作 控制。通过优化冷却风机的风压、冷却料层厚度等 来优化烟气品质和热量分布，进而提高烟气回收率。 利用系统的烟气带走的热量，ｋＪ／ｈ； 为换热过程进 入回收利用系统的烟气所载的热量，ｋＪ／ｈ。 ４结论及建议 ４．１ 烧结余热回收利用系统稳定高效运行的重点 在热源环节和冷却机换热环节，即保热和提升余热 回收率。 ４．２在影响热源品质的因素中，烧结矿作为载能体 在排矿端追求载能最低和通过烧结终点温度的精 在余热回收系统建设前后，冷却机排出的烧结 矿温度基本控制水平没有变化，即 在一定条件下 可认为是常量；由烧结系统的热平衡可知， 一般占 烧结系统总热量的７％～１０％，因设备运行状态小范 围波动，一般情况下也变化不大；而经过冷却机换 热后热烧结矿所载的热量７０％左右都转移到烟气 细控制实现大烟道温度最低控制技术，在烧结余热 系统运行中，对余热回收效率影响显著。蓄热性配 中。在余热回收系统中，载热烟气又分为进入余热 回收利用系统和未进入回收利用系统２种情况。收 集起来进入余热锅炉系统进行余热利用的品质相 料技术和节能型烧结控制技术是烧结系统新的发 展方向，在提升传统烧结技术的同时，对余热回收 利用的普及起着重要作用。 ４．３在影响余热回收的因素中，冷却机的设备状态 是建立密封、实现高效的风一矿换热系统的前提，分 区域独立冷却风机的设置以及通过风机和冷却机 系统的参数调控来优化烟气品质，是提升余热回收 效率的有效措施。 ４．４改进设想：１）开发推广能搭建高压差密封的新 型冷却设备，不仅提升冷却风机的效率，也是烧结 余热回收利用系统彻底改进的关键。２）在传统烧 结系统上增加余热回收系统一体化控制和管理系 统，逐步改变传统烧结粗犷的烧结终点控制和冷却 控制模式，追求精细化、可控、可调的系统操作控制 对较高的热烟气，通常温度３００℃以上，这部分烟气 所载的热量即 ；其余包括回收利用的经济性较差、 品质较低的热烟气（一般温度在３００℃以下）以及回 收系统泄漏的热烟气，这２部分烟气所载的热量即 。影响 最关键的就是 ，而在 中系统设计不予 回收的那部分热烟气，由于利用的经济性较差，可 视为不可施加影响的因素，则 中的热烟气损失就 成为影响余热回收且可施加影响的关键因素。 ３．２余热回收影响因素的优化控制 １）装备良好密封条件的冷却机。冷却机的设 备状态是能否建立高效密封和高效鼓风系统的前 提，台车的偏差、系统运行的偏差、设备组件的状 态，尤其是冷却机摩擦面的圆度、平整度和光度都 影响密封系统的性能。２）建立自强式密封系统。 以环冷机为例，其结构决定了密封件的应用工况相 当恶劣，寻求建立耐磨、可调、密封性好的密封系 也是系统工艺操作改进的关键。 参考文献： ［１］卢红军，戚云峰．烧结余热的基本特点及对烧结余热发电的影 响［Ｊ］．烧结球团．２００８，３３（１）：３５—３８． Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ Ｆａｃｔｏｒｓ ｏｎ Ｗａｓｔｅ Ｈｅａｔ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｓｈａ Ｓｔｅｅｌ Ｎｏ．４ ３６０ ｍ２ Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅ ＱＩＹｕｎ——ｆｅｎｇ （Ｊｉｇａｎｇ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｊｉｎａｎ ２５０１０１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｋｉｎｇ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ ｗａｓｔｅ ｈｅａｔ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ａｎｄ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｓｈａ Ｓｔｅｅｌ Ｎｏ．４ ３６０ ｍ２ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ ａｓ ｅｘａｍｐｌｅ，ｗａｓｔｅ ｈｅａｔ ｍａｉｎ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ ｉｓ ｈｏｔ ｓｉｎｔｅｒ ｏｒｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｂｙ ｔｈｅｒｍａｌ ｓｔｏｒａｇｅ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｎｅｒｇｙ－ｓａｖｉｎｇ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ．Ｍａｉｎ ｉｎｌｕｅｎｃｉｆｎｇ ｆａｃｔｏｒ ｏｆ ｗａｓｔｅ ｈｅａｔ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｉｓ ｌｏｓｓ ｏｆ ｈｏｔ ｆｌｕｅ ｇａｓ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｂｙ ｒｅｓｔｏｒｉｎｇ ｃｏｏｌｅｒ，ｉｎｓｔａｌｌｉｎｇ ｒｅｌｉａｂｌｅ ｓｅａｌｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ，ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ ａｎｄ ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｅｎｓｕｒｅｄ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｕｐ ｔｏ ｄｅｓｉｇｎ ｃａｐａｃｉｔｙ ａｎｄ ｓｔａｂｌｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ；ｗａｓｔｅ ｈｅａｔ；ｒｅｃｏｖｅｒｙ ａｎｄ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ；ｉｌｕｅｎｃｉｆｎｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ ５６