600m2烧结余热发电生产指标提升措施

谢志刚

摘要：文章论述了五矿营口中板有限责任公司600m2烧结机及配套余热发电项目概况，并分析了该项目投产后电量不稳定的原因，通过共同努力采取相关措施在保证烧结侧稳定生产的同时大幅提高电量，为企业创造了效益。

关键词：烧结余热；发电生产指标；指标提升措施；余热发电项目；烧结机 文献标识码：A

中图分类号：TK115 文章编号：1009-2374（2016）30-0034-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.30.017

五矿营口中板责任有限公司600m2烧结机于2014年1月投产，此项目为目前国内单机面积最大的烧结机，年产594万吨。烧结机台车的有效抽风宽度5.5m，两端又扩帮0.2m，实际台车宽度可达5.9m。具体生产流程见图1：

五矿营钢烧结环冷机余热锅炉蒸汽发电工程项目的目的是回收利用一台600m2烧结环冷机烟囱废气中的余热，本着“节约能源，保护环境”的原则，通过余热锅炉产生的蒸汽送往配套的汽轮发电机组产生电能。

600m2烧结环冷机一段高温端热风的风温参数为350℃～420℃，二段高温端热风的风温参数为280℃～320℃。余热锅炉利用烧结环冷机的一段和二段高温段的热烟气，为提高烧结环冷机的一段和二段热烟气温度，烟气采用再循环方式，即余热锅炉出口烟气全部回到环冷机一二段。余热锅炉在充分吸收一二段烟气热量后产出中低压两股蒸汽送至汽机发电。在余热锅炉运行时，热风再循环风机运行，1号、2号环冷鼓风机停运，循环风机采用变频控制。通过热风再循环，从而提高进入余热锅炉的热风温度，多产蒸汽（一般可提高5%～10%）。

在环冷机一段和二段风箱对应的上部风罩顶部分别设置集气烟筒。在烟筒顶部设置电动蝶阀。在烟筒中部设引出管，将环冷机温度较高的热废气分别送给余热锅炉。余热锅炉生产时，一段、二段烟筒顶部电动蝶阀关闭，使环冷机一二段风箱的全部废气都进入余热锅炉。余热锅炉系统发生故障时，烟筒顶部电动蝶阀开启排气，停运再循环风机，启动1号、2号环冷鼓风机，使环冷机照常生产。烧结余热发电站投产后将形成余热锅炉和汽轮发电机组的总体规模。其中：600m2烧结机配置一台双压立式余热锅炉，型号为Q500（500）/400（300）-75（17.5）-1.45（0.35）/340（200）；对应的拥有中国长江动力集团有限公司生产的补汽凝汽式汽轮机一台，型号为BN20-1.25/0.25，额定功率20MW，无刷励磁发电机一台，型号为QF-20-2。设有单独为“发电”供水的化学制水站，具有小时补充60吨除盐水的能力。工业新水来自公司的S1水线。除氧器为一台大气旋膜式除氧器，每台额定出力为120t/h，水箱有效容积41.5m3，化学除盐水补充到除氧器，除氧器在工作压力0.02MPa，工作温度104℃的工况下可以保证锅炉给水中氧含量<15ug/L。

600m2烧结余热发电于2014年9月正式投产，此项目投产不但解决了烧结废气直接排空造成的污染，减少了大量温室气体排放，其发电带来的经济效益也大大降低了烧结工序能耗和生产成本。

投产后吨烧发电量波动比较大，表1是自投产以来各月的吨烧发电量统计：

余热发电量得到各级领导的充分重视，笔者作为生产负责人为了改变这一局面做了各种尝试，但是始终无法将吨烧发电量稳定住。经过长期的记录、总结、尝试和摸索并与烧结侧的充分交流和协作，2016年4～6月份已经逐渐将吨烧发电量提高并稳定在15～16kWh/t，采取的相关措施初见成效。本项目环冷锅炉加上内置大烟道锅炉设计吨烧设计值为20kWh/t，环冷锅炉设计值为15kWh/t，目前在大烟道锅炉未安装的情况下，环冷锅炉的生产情况已经达到设计值并稳定在设计值之上。

1 影响余热发电生产的原因

烧结机烧结终点控制（机速、大烟道风门）；烧结机机速；生石灰下料不稳定；烧结侧意外停机多而发电侧操作过于死板；烧结机及环冷机内料层不完全平整（料层厚度）；烧结侧与发电侧人员沟通需要改善。

2 稳定和提高余热发电量的措施

第一，烧结终点的控制对烟温影响很大，在保证烧结矿质量和成矿率的前提下同时满足烧结余热回收的终点位置。正常应该控制在最后一个风箱的前半部分，但是通过多次尝试，600m2烧结机共29个风箱，还是将烧结终点控制在倒数第二个风箱范围内效果最好。烧结终点控制也需要发电侧和烧结侧及时沟通，发现环冷机一段烟温有不正常升高时，及时联系烧结侧调整烧结终点。一旦烧结并出现欠烧而导致在烧结机内二次燃烧时，散放的热量会达到500℃～600℃，环冷机一段前半部分最为明显，会不正常影响烟温升高40℃～70℃。

第二，烧结机机速控制在2.6～3m/min。烧结机的机速控制也是根据生产情况随时调整的。

第三，生石灰下料不稳定。提高生石灰品质和下料的稳定性可提高烧结料的成球性和改善料层透气性，提高烧结矿质量和产量。成球性和料层的透气性对烟温有一定影响。

第四，投产初期因缓料、换台车和设备原因，烧结机停机次数略多。发电侧知道烧结侧停机后，循环风机频率随着调整向下，汽轮机主汽温度和压力下降明显随之停机。600m2烧结机蓄热能力强，停机后循环风机频率调整到25～30Hz还可以维持低负荷。停的时间略长维持不了夏季暂时的不停炉，开启汽机侧疏水对管道进行暖管，烧结侧温度恢复立刻升温汽轮机开始冲转，汽轮机又处于热态可以大大减少启动时间。操作过程中需要烧结侧和发电侧始终保持联系，灵活操作。

第五，环冷机料层厚度和平整也直接影响烟温，有资料表明，环冷机内料层厚度提高0.1m，烟气温度可以提高10℃，料层越厚冷却越趋于均匀，温度也波动越小。600m2烧结机料层厚度基本维持在700mm，环冷机料层厚度可以达到1.3～1.5m。为了使烧结机和环冷机布料更加均匀。在烧结机梭式布料后，环冷机后都增加了布料刮板，效果非常明显。

第六，建立烧结侧和发电侧的沟通机制。

3 烧结侧

烧结主控与余热主控之间加强沟通，提高作业效率，保证安全生产；烧结侧有预见性停机，主控要提前通知余热值班班长，突发性停机要立即通知余热值班班长并说明大致停机时间；烧结主控每一小时如实填写环冷机烟罩温度及产量；烧结主控要时刻掌握余热锅炉循环风机正常运行情况（每一小时微信汇报），烧结余热发电锅炉有相应操作启停风机及大范围调整循环风机频率和开关烟筒门，烧结余热发电班长负责要提前通知烧结主控；工艺要求：环冷烟罩温度控制在350℃～430℃之间，值班长、工长、看火工、主操加强控制，终点温度要控制在倒数第二个风箱范围内。

4 发电侧

根据烟温及时调整循环风机频率，尽量让循环风机在40Hz以上运行，增加发电量；发电侧与烧结侧每小时进行沟通，在容许范围内提高环冷烟气温度；要求运行人员监盘认真，根据参数调整发电负荷；维持凝汽器真空在-93～-95kPa经济真空下运行；600m2烧结余热发电有停机停炉等重大操作时班长负责提前10分钟通知烧结主控，烧结主控好做出相应调整，如启动其1#鼓风机等。如出现意外跳机，要求烧结余热发电班长在5min内通知烧结主控。

5 结语

余热发电系统依附于主体工艺，发电系统烧结机的运转率是提高烧结余热发电电量的重要指标。正常发电运行技术现在已经非常成熟，重要的是发电人员对主体工艺的理解和及时地对反映的问题进行沟通。换句话说就是需要发电和主工艺进行高度耦合。在烧结侧保证作业率的同时，发电侧要保证在最佳状态下运行。利用烧结侧停机处理发电侧缺陷，在烧结机开始启动机上布料时，发电锅炉开始上水，环冷机烟温100多℃就开始开启风机对锅炉预热。锅炉产生蒸汽就开始对汽轮机母管暖管等。在今后的生产和工作中还需要不断学习、积累、尝试进一步提高吨烧发电量，为公司创造效益、为节能降耗循环经济做出贡献。

参考文献

[1] 唐先决，李希超.现代钢铁工业——烧结[M].北京：冶金工业出版社，1984.