针对承钢2#烧结机环冷废气余热发电项目投入运行后发电生产不稳定、发电量较低的问题，通过改造环冷密封设备缺陷、稳定工艺操作、提高有效作业率、控制烧结终点等措施，大幅度提高了 2#烧结机的余热发电量和烧结技术经济指标。
0引言
在钢铁生产过程中，烧结工序的能耗约占总能耗的10%，在烧结工序总能耗中，有近50%的热能以烧结机烟气和冷却机废气的显热形式排出[1]。从能源利用的有效性和经济性角度分析，利用烧结冷却系统的中低温废气，通过余热锅炉将低热值的热能转化为高级能源———电能，实现变废为宝的能源再利用，是促进我国钢铁企业实现节能减排、发展循环经济的有效途径[2]。
2011年4月12日承钢2#烧结机环冷废气余热发电项目正式投入使用，不仅解决了烧结废气直接排入大气中对空气的污染，同时也减少了温室气体的排放，实现了资源的再利用，降低了烧结工序能耗和生产成本。但是由于种种原因，余热发电生产极其不稳定，发电量偏低。2012年6～12月日平均发电量为94710kW˙h，通过一系列改造与调整，余热发电量有较大提升，2013年1～6月日平均发电量达到124935kW˙h。
1、2#烧结机余热发电工艺
2#烧结机环冷余热发电工艺流程如图1所示。2#烧结机有效烧结面积为360m2，采用抽风负压烧结，分为南北2个烟道，共22个风箱;正常情况下烧结终点控制在21#风箱，终点温度在300℃以上。
环冷余热发电利用360m2烧结生产线环冷机1#、2#风机风室和3#风机第一个风室范围内的高温烟气，配备双压余热锅炉。环冷机排出的烟气进入余热锅炉回收热量，余热锅炉排出140～150℃烟气再由循环风机送入环冷机冷却矿料，可以大幅度提高余热锅炉的能量回收效率，减少烟气中的矿尘直接排入空气带来的环境污染;热风冷却烧结矿可减少高温矿料的急冷破碎现象，提高烧结矿料的品质。
烧结环冷机的烟囱排气温度达到300～450℃后，余热锅炉侧的挡板门打开，烟囱排空的挡板门关闭，引入余热锅炉。1区段烟气在进入余热锅炉之前先经重力除尘，再进入余热锅炉换热。环冷1、2区段被加热的烟气分别进入余热锅炉换热，温度降至145℃左右，然后通过循环风机回送入环冷机。余热锅炉产生的蒸汽通过发电设备转化为电能，并入国家电网。
2、存在问题
承钢2#烧结机2012年6～12月份的烧结生产和余热发电数据如表1所示。
由表1可知，2012年6～12月发电量较低，日平均发电量为94710kW˙h。分析认为，主要原因是环冷机密封效果差，烧结机有效作业率低，烧结终点提前烧结废气温度低。
2.1环冷机密封效果差
2#烧结冷却机为环式，使用的动静密封为废旧皮带自行制作。由于尺寸偏差较大，经常磨损或者刮卡破损。有时由于烧结矿温度较高，由废旧皮带制作的密封就会自燃。利用检修更换新的密封之后，使用不到一个月就所剩无几，导致环冷漏风比较严重。由表1可知，余热发电集气密封罩一段温度平均只有284.57℃。
2.2烧结机有效作业率较低
因高炉生产顺行情况及烧结机自身生产操作和设备等原因，烧结机停机频繁。只要停产在10min以上的停机都会造成废气大幅度降温，造成余热发电的不连续性。
2#烧结机2012年6～12月设备停机情况如表2所示，烧结机频繁发生非计划超长时间停机，影响了环冷机余热发电的连续性。
2.3烧结终点提前
为了保证烧结矿质量，正常生产时工艺要求将终点稍向前控制。2012年6～12月份终点温度平均为327.43℃，导致环冷机余热发电集气密封罩一段温度较低，大量热量没有进入余热发电系统，降低了发电量。
3、解决方案
3.1改造环冷动静密封
更换新型静密封，调整动静密封间隙，保证环形静密封板平面平齐。静密封板内侧加立挡板，在密封板之间的较大空隙处用扁钢补焊。
更换新型环冷动密封，将原来的皮带密封胶条更换为柔磁性密封。这种新型密封使用寿命长，可以大大降低环冷机漏风率，提高烧结矿冷却效果，减少余热回收热量损失。
更换环冷余热集气罩鱼鳞片密封为柔磁性密封，解决环冷机运行时刮掉鱼鳞片问题，降低废气外溢热量损失。
加强岗位工对环冷设备的巡检，完善日常维护及检修制度。对磁性密封易发故障处进行重点监控，实现早发现早治理，杜绝发生密封板卡阻造成的故障停机。
3.2稳定工艺操作
(1)稳定配料下料量，重点监控配料系统中每台电子皮带秤的波动。对于超出波动范围的要及时进行校正处理，避免料量不稳造成的烧结工艺参数的波动。
①混料:单个铁料斗波动范围为±3%，全部混料波动范围为±4%。
②返矿:单个返矿斗波动范围为±2%，全部返矿波动范围为±3%。
③熔剂:单个熔剂斗波动范围为±0.15%，全部熔剂波动范围为±0.2%。
④除尘灰:除尘灰波动范围为±0.15%。
⑤固体燃料:固体燃料单个斗波动范围为±0.15%，全部固体燃料波动范围为±0.2%。
(2)采用混合料预热技术，将混合料温度提高到65℃以上，可以减轻烧结过程中过湿层的影响，有利于提高垂直烧结速度、烧结料层厚度或机速，从而提高烧结机利用系数和烧结矿产量，保证环冷余热回收废气温度的同时减少烧结机燃料消耗。试验表明，混合料温度每提高10℃，烧结机利用系数可提高5%，烧结固体燃料消耗减少0.7kg/t。
(3)加强对烧结终点控制，保证废气温度。采用“低碳厚铺”烧结操作法，控制原始料层在710mm左右，改善混料的自动蓄热能力。通过调整布料压料程度、调整主抽风机和主机20#、21#风箱风门开度，将烧结终点控制在21#风箱，终点温度控制在300～410℃。
(4)加强对烧结混合料水分、温度、配碳量、碱度、FeO含量的标准化控制，稳定烧结过程和烧结矿质量。实际操作中尽量避免大幅度提、降烧结总管负压，促进烧结终点的稳定，使铺到各环冷台车上的烧结矿温度趋于均匀。
3.3环冷机台车合理布料
(1)在环冷机受料斗的中部增加缓料平台，下部增加导料板，减少台车布料偏析。
(2)控制烧结机、环冷机运行速度差值在0.3～0.4m/min范围内，环冷台车布料厚度控制在1400～1600mm。同时根据余热发电实际工况，调整1#～3#环冷鼓风机开启台次和风门开度，保证冷却风通过料层流量，满足生产需要。
4、改进效果
通过以上改进，2013年1月份以后，2#烧结机余热发电量比2012年6～12月份稳定，发电量大幅度提升，如表3所示。
由表3可以看出，经过以上改进措施，2#烧结机的烧结矿产量、利用系数、有效作业率、环冷机余热发电量都有很大提升。
5结语
通过不断的改进和实践摸索，承钢2#烧结机余热发电量得到了很大提高，有效地降低了烧结机工序能耗，为企业的降本增效做出了贡献。提高进入余热发电的烟气温度和烟气量、烧结机作业率，加强对烧结终点的控制，做好环冷机密封，是保证废气温度、进一步提高发电量的有效措施。
（作者系河北钢铁集团承钢公司）
