燒結(jié)余熱動(dòng)力回收系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)研究.pdf

1、燒結(jié)過程余熱資源的高效回收與利用是進(jìn)一步降低燒結(jié)工序能耗的主要措施之一。作為燒結(jié)余熱回收與利用系統(tǒng)的重要組成部分，動(dòng)力回收系統(tǒng)是指將溫度較高的燒結(jié)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(jī)系統(tǒng)、余熱鍋爐系統(tǒng)和汽輪機(jī)-發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。馬鋼和濟(jì)鋼的生產(chǎn)實(shí)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(jī)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(jī)結(jié)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(jī)結(jié)合，本文總結(jié)出影響動(dòng)力回收的三類變量并分析了它們之間的關(guān)系。冷卻機(jī)的鼓入風(fēng)量（Ⅰ類變量）、出冷卻機(jī)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(jìn)而影響著Ⅲ類變量。
　　圍繞冷卻機(jī)的鼓入風(fēng)量與出冷卻機(jī)熱空氣的溫度、流量之間的關(guān)系，借助Fluent軟件，采用多孔介質(zhì)菲穩(wěn)態(tài)氣固流

3、動(dòng)傳熱模型，模擬了冷卻機(jī)內(nèi)的氣固流動(dòng)與傳熱，得到了燒結(jié)礦冷卻即“取熱”基本規(guī)律。研究結(jié)果表明，冷卻風(fēng)流量和冷卻機(jī)內(nèi)料層厚度是影響冷卻機(jī)出口熱風(fēng)溫度最為主要的兩大因素。對于鞍鋼三燒系統(tǒng)（燒結(jié)面積360m2，環(huán)冷機(jī)面積415m2）而言，保持冷卻機(jī)內(nèi)料層厚度，將每個(gè)冷卻段的鼓入風(fēng)量分別設(shè)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(yīng)的環(huán)冷機(jī)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(jìn)口熱空氣（為出冷卻機(jī)熱空氣流量扣除冷卻漏風(fēng)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(guān)系，建立了動(dòng)力回收系統(tǒng)熱力學(xué)模型，開展了余熱鍋爐系統(tǒng)熱力學(xué)分析。結(jié)果表明，燒結(jié)余熱動(dòng)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(yīng)不同的入口廢氣溫度及流量，在一定的壓力范圍

5、內(nèi)，當(dāng)余熱鍋爐效率與汽輪機(jī)絕對內(nèi)效率乘積最大時(shí)，系統(tǒng)發(fā)電量最高，對應(yīng)的蒸汽壓力為最優(yōu)壓力;通過對不同料層厚度及冷卻機(jī)鼓入風(fēng)量下動(dòng)力回收系統(tǒng)發(fā)電量的對比分析，在保持冷卻機(jī)內(nèi)料層厚度，當(dāng)每個(gè)冷卻段的冷卻風(fēng)量設(shè)置為38.7萬m3/h時(shí)，動(dòng)力回收系統(tǒng)發(fā)電量最大，為14.02MW。
　　在以上研究的基礎(chǔ)上，確定了鞍鋼三燒動(dòng)力回收系統(tǒng)的關(guān)鍵工藝參數(shù)與及其流程。在保持現(xiàn)有冷卻機(jī)料層厚度前提下，每個(gè)冷卻段的冷卻風(fēng)量設(shè)置為38.7萬m3/h，對應(yīng)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(dòng)力回收系統(tǒng)的流程中，余熱鍋爐采用雙通道煙氣進(jìn)氣系統(tǒng)，高溫?zé)煔饨?jīng)部分高壓受熱面換熱，低溫?zé)煔饨?jīng)部分低壓受熱面換熱，高溫?zé)煔鉄煖亟抵僚c低溫?zé)煔庀喈?dāng)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(shí)現(xiàn)煙氣熱能的梯級(jí)利用;鍋爐的排氣通過循環(huán)風(fēng)