燒結余熱動力回收系統(tǒng)關鍵參數(shù)研究.pdf

1、燒結過程余熱資源的高效回收與利用是進一步降低燒結工序能耗的主要措施之一。作為燒結余熱回收與利用系統(tǒng)的重要組成部分，動力回收系統(tǒng)是指將溫度較高的燒結余熱（如350℃以上冷卻廢氣）用來生產(chǎn)蒸汽而后發(fā)電的一整套系統(tǒng)，其主要包括冷卻機系統(tǒng)、余熱鍋爐系統(tǒng)和汽輪機-發(fā)電機系統(tǒng)。馬鋼和濟鋼的生產(chǎn)實踐表明，噸礦發(fā)電量不僅取決于余熱鍋爐即蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，而且也取決于冷卻機即“取熱”系統(tǒng):即“取熱”系統(tǒng)、蒸汽發(fā)生系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)的有機結合是提高噸礦發(fā)電量的有效

2、途徑。
　　圍繞“取熱”系統(tǒng)、蒸汽發(fā)生系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)的有機結合，本文總結出影響動力回收的三類變量并分析了它們之間的關系。冷卻機的鼓入風量（Ⅰ類變量）、出冷卻機熱空氣的溫度及流量（Ⅱ類變量）以及余熱鍋爐出口蒸汽的溫度、壓力與產(chǎn)量（Ⅲ類變量）是影響系統(tǒng)發(fā)電量的主要參數(shù)。其中，Ⅰ類變量影響著Ⅱ類變量，進而影響著Ⅲ類變量。
　　圍繞冷卻機的鼓入風量與出冷卻機熱空氣的溫度、流量之間的關系，借助Fluent軟件，采用多孔介質(zhì)菲穩(wěn)態(tài)氣固流

3、動傳熱模型，模擬了冷卻機內(nèi)的氣固流動與傳熱，得到了燒結礦冷卻即“取熱”基本規(guī)律。研究結果表明，冷卻風流量和冷卻機內(nèi)料層厚度是影響冷卻機出口熱風溫度最為主要的兩大因素。對于鞍鋼三燒系統(tǒng)（燒結面積360m2，環(huán)冷機面積415m2）而言，保持冷卻機內(nèi)料層厚度，將每個冷卻段的鼓入風量分別設置為58.1萬m3/h、53.2萬m3/h、48.4萬m3/h、43.5萬m3/h、38.7萬m3/h和33.8萬m3/h，則對應的環(huán)冷機一、二段出口熱空氣的

4、平均溫度分別為330℃、351℃、377℃、400℃、427℃和452℃。
　　圍繞余熱鍋爐進口熱空氣（為出冷卻機熱空氣流量扣除冷卻漏風的剩余部分）的溫度、流量與鍋爐出口蒸汽品質(zhì)與流量之間的關系，建立了動力回收系統(tǒng)熱力學模型，開展了余熱鍋爐系統(tǒng)熱力學分析。結果表明，燒結余熱動力回收系統(tǒng)的火用損失集中在余熱鍋爐段，只有優(yōu)化余熱鍋爐的熱工參數(shù)，降低余熱鍋爐火用損失，才能提高系統(tǒng)的做功能力;對應不同的入口廢氣溫度及流量，在一定的壓力范圍

5、內(nèi)，當余熱鍋爐效率與汽輪機絕對內(nèi)效率乘積最大時，系統(tǒng)發(fā)電量最高，對應的蒸汽壓力為最優(yōu)壓力;通過對不同料層厚度及冷卻機鼓入風量下動力回收系統(tǒng)發(fā)電量的對比分析，在保持冷卻機內(nèi)料層厚度，當每個冷卻段的冷卻風量設置為38.7萬m3/h時，動力回收系統(tǒng)發(fā)電量最大，為14.02MW。
　　在以上研究的基礎上，確定了鞍鋼三燒動力回收系統(tǒng)的關鍵工藝參數(shù)與及其流程。在保持現(xiàn)有冷卻機料層厚度前提下，每個冷卻段的冷卻風量設置為38.7萬m3/h，對應的

6、余熱鍋爐主蒸汽壓力、溫度和流量分別為2.26MPa、410℃和46.18t/h，次蒸汽的壓力、溫度和流量分別為0.54MPa、220℃和19.07 t/h，系統(tǒng)噸礦發(fā)電量20.03kWh;在動力回收系統(tǒng)的流程中，余熱鍋爐采用雙通道煙氣進氣系統(tǒng)，高溫煙氣經(jīng)部分高壓受熱面換熱，低溫煙氣經(jīng)部分低壓受熱面換熱，高溫煙氣煙溫降至與低溫煙氣相當后，兩股煙氣混合再與其余的受熱面換熱，充分利用煙氣的不同品質(zhì)，實現(xiàn)煙氣熱能的梯級利用;鍋爐的排氣通過循環(huán)風