余熱發(fā)電環(huán)冷機(jī)廠家結(jié)合國內(nèi)余熱發(fā)電環(huán)冷機(jī)發(fā)電技術(shù)發(fā)展、應(yīng)用現(xiàn)狀，從系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行角度，對冷卻機(jī)取熱、熱力系統(tǒng)設(shè)計(jì)、燒結(jié)機(jī)作業(yè)率等幾個(gè)影響余熱回收效益的重要因素進(jìn)行了分析，提出了相關(guān)觀點(diǎn)和建議。

余熱發(fā)電環(huán)冷機(jī)余熱發(fā)電技術(shù)自引進(jìn)以來，經(jīng)過馬鋼、寶鋼等工程的示范，隨著國內(nèi)低溫余熱發(fā)電市場的形成，近年來發(fā)展迅猛，已在燒結(jié)行業(yè)得到大量推廣應(yīng)用。技術(shù)研究領(lǐng)域，部分高校和節(jié)能服務(wù)企業(yè)針對國內(nèi)燒結(jié)礦冷卻工藝、裝備特點(diǎn)及余熱發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀，對燒結(jié)礦冷卻模型的建立、系統(tǒng)熱力參數(shù)的選擇等問題已開展了部分研究，取得了一些成果；工程應(yīng)用領(lǐng)域，國內(nèi)大量項(xiàng)目已經(jīng)投運(yùn)，鋼鐵企業(yè)和節(jié)能服務(wù)企業(yè)已經(jīng)就同類項(xiàng)目的運(yùn)行積累了量的經(jīng)驗(yàn)。但縱觀行業(yè)內(nèi)的整體情況，技術(shù)方面，燒結(jié)余熱發(fā)電技術(shù)的相關(guān)研究處于起步階段，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論模型仍未系統(tǒng)化，有待深入研究；從燒結(jié)余熱發(fā)電項(xiàng)目的實(shí)際運(yùn)行狀況看，余熱發(fā)電能力達(dá)到設(shè)計(jì)水平的項(xiàng)目為數(shù)不多，部分項(xiàng)目建成后甚至難以投運(yùn)。行業(yè)的發(fā)展整體上處于粗放模式。

經(jīng)過近年來的發(fā)展，隨著行業(yè)的成熟，燒結(jié)余熱發(fā)電技術(shù)在設(shè)計(jì)、運(yùn)行等各方面存在的問題大多已浮出水面，業(yè)內(nèi)也已對于一些關(guān)鍵影響因素形成統(tǒng)一認(rèn)識(shí)。作為燒結(jié)生產(chǎn)的附屬部分，從工藝原理上，燒結(jié)余熱發(fā)電系統(tǒng)可分為煙風(fēng)系統(tǒng)和熱力系統(tǒng)兩個(gè)相對獨(dú)立的部分，從生產(chǎn)關(guān)系上，先后受到燒結(jié)生產(chǎn)運(yùn)行和電站運(yùn)行兩級操作的控制和影響，本文將按照從前到后的順序，從各個(gè)環(huán)節(jié)選出一些影響項(xiàng)目運(yùn)行效益的重要因素，分別進(jìn)行分析討論。

1 冷卻機(jī)取熱

煙風(fēng)系統(tǒng)為燒結(jié)工藝和發(fā)電工藝之間的銜接單元，該系統(tǒng)以熱空氣為介質(zhì)，從冷卻機(jī)內(nèi)燒結(jié)礦的冷卻過程中吸收熱量，在余熱鍋爐內(nèi)放熱，將熱量轉(zhuǎn)移到蒸汽動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)。以熱量的轉(zhuǎn)移效率為目標(biāo)，現(xiàn)有技術(shù)形成了兩段取風(fēng)、雙通道鍋爐、循環(huán)風(fēng)等幾項(xiàng)主流技術(shù)，目前的技術(shù)路線中，鍋爐端的換熱技術(shù)已較為成熟，目前的關(guān)鍵技術(shù)問題和研究主要集中在冷卻機(jī)端。

取熱技術(shù)研究的關(guān)鍵和基礎(chǔ)，在于燒結(jié)礦冷卻模型的研究。燒結(jié)礦在帶冷機(jī)或環(huán)冷機(jī)中的冷卻，屬于移動(dòng)床非規(guī)則堆積顆粒氣固傳熱過程。董輝等對燒結(jié)礦的冷卻過程進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，分別研究了料層厚度和冷卻風(fēng)量兩個(gè)因素對換熱的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了料層厚度和冷卻風(fēng)量的存在。張小輝等通過對燒結(jié)礦冷卻過程的數(shù)值仿真，分別對燒結(jié)礦粒徑、冷卻風(fēng)速、料層厚度、入口風(fēng)溫等操作參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化研究。由于其中涉及冷卻機(jī)的裝備及生產(chǎn)調(diào)整，其研究結(jié)論目前尚未投入工程應(yīng)用，但仍具有重要的指導(dǎo)意義。

冷卻機(jī)取風(fēng)參數(shù)的選取屬現(xiàn)有技術(shù)中較為突出的設(shè)計(jì)問題，因取風(fēng)參數(shù)選取過高而造成系統(tǒng)運(yùn)行效率極差的項(xiàng)目為數(shù)不少。由于缺少換熱模型的支撐，業(yè)內(nèi)當(dāng)前的項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，冷卻機(jī)取風(fēng)參數(shù)主要依靠熱平衡計(jì)算結(jié)合經(jīng)驗(yàn)選取，料層厚度、機(jī)速等操作因素的影響，主要通過經(jīng)驗(yàn)修正體現(xiàn)。而冷卻機(jī)的配置中，冷卻面積、冷卻風(fēng)機(jī)型號、數(shù)量的多變也是取風(fēng)參數(shù)難以通過經(jīng)驗(yàn)把握的重要原因之一。

2 熱力系統(tǒng)設(shè)計(jì)

熱力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化為近年來燒結(jié)余熱發(fā)電乃至整個(gè)低溫余熱發(fā)電領(lǐng)域技術(shù)研究的熱點(diǎn)之一。

從系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)上，經(jīng)過針對孤立的燒結(jié)余熱發(fā)電系統(tǒng)，雙壓系統(tǒng)從單壓系統(tǒng)、閃蒸系統(tǒng)中脫穎而出，其優(yōu)越性得到廣泛承認(rèn)，已成為行業(yè)內(nèi)的主流選擇。在雙壓系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，目前已開展的研究主要針對熱力參數(shù)的優(yōu)化問題。王學(xué)斌等在針對純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)的研究中指出，鍋爐入口煙溫、蒸汽壓力、鍋爐窄點(diǎn)溫差是影響系統(tǒng)效率的關(guān)鍵因素；王毅等對燒結(jié)余熱發(fā)電系統(tǒng)的主蒸汽參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算后，認(rèn)為主蒸汽壓力范圍為1.6～1.9MPa。目前，行業(yè)內(nèi)項(xiàng)目設(shè)計(jì)中選擇的主蒸汽壓力多為1.6～2.4MPa，低壓蒸汽壓力多為0.3～0.5MPa。

經(jīng)過調(diào)研和分析，對于項(xiàng)目的實(shí)際運(yùn)行而言，雙壓系統(tǒng)的選擇相對重要，其效率的提高相對于單壓系統(tǒng)較為顯著，而雙壓系統(tǒng)的蒸汽壓力選擇對系統(tǒng)的影響有限，其原因主要為以下兩點(diǎn)：

（1）計(jì)算表明，對于同一系統(tǒng)，在低壓蒸汽壓力相同的情況下，主蒸汽壓力在1.6～2.4MPa內(nèi)變化，對于系統(tǒng)整體發(fā)電量的影響較小，小于2%；

（2）余熱發(fā)電項(xiàng)目在實(shí)際運(yùn)行中多采用滑參數(shù)方式，蒸汽運(yùn)行壓力低于設(shè)計(jì)值0.2MPa以上的情況普遍存在且變化頻率較快，設(shè)計(jì)壓力的差異在實(shí)際運(yùn)行中的影響被大大弱化。

3 燒結(jié)機(jī)作業(yè)率

燒結(jié)機(jī)作業(yè)率是余熱發(fā)電運(yùn)轉(zhuǎn)率的基礎(chǔ)，直接影響余熱回收效益。國內(nèi)燒結(jié)機(jī)的設(shè)計(jì)作業(yè)率一般為90.4%，絕大部分燒結(jié)生產(chǎn)線能夠達(dá)到這一設(shè)計(jì)指標(biāo)，大部分企業(yè)為95%左右。燒結(jié)機(jī)作業(yè)率對于余熱發(fā)電的影響，需要針對停機(jī)種類進(jìn)一步討論。

燒結(jié)機(jī)停機(jī)可分為故障停機(jī)和計(jì)劃停機(jī)兩種，通常情況下，故障停機(jī)為臨時(shí)停機(jī)，難以提前預(yù)測，出現(xiàn)頻率較高，單次停機(jī)時(shí)間較短；計(jì)劃停機(jī)可人為安排時(shí)間，出現(xiàn)次數(shù)較少但時(shí)間較長。對于燒結(jié)余熱發(fā)電而言，燒結(jié)機(jī)停機(jī)時(shí)間超過長度后，隨著蒸汽參數(shù)的下降，系統(tǒng)則需要被迫停機(jī)，根據(jù)操作習(xí)慣及水平的不同，此臨界時(shí)間一般為10～30min。燒結(jié)生產(chǎn)線可快速重新啟動(dòng)，而發(fā)電機(jī)組停機(jī)后，重新啟動(dòng)需要2小時(shí)以上。因此，即使對于相同的燒結(jié)機(jī)作業(yè)率，停機(jī)時(shí)間的具體組成仍可能造成發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)率的較大差異。