Vol. 35 No. 6 冶金能源
Nov. 2016 ENERGY FOR METALLURGICAL INDUSTRY 5
仝都喜周聪勇
(西安陕鼓工程技术有限公司）
摘要针对某450m2烧结生产线余热回收改建项目，定量计算在该烧结生产线满负荷条件 下，余热利用能量转化环节的损失。通过余热发电机组和S H R T拖动机组的方案比较，为业
主合理选择余热利用技术方案创造条件，并对265m2以上已建烧结线选择余热利用项目机组
提出合理建议。
关键词S H R T机组烧结余热拖动烧结余热发电
Sintered on the selection of main exhauster set drive technical
and economic analysis
Tong Duxi Zhou Congyong
(Xir an Shangu Engineering and Technology Co. ,Ltd.)
A b s t r a c t For the reconstruction project of heat recycling to 450m2sintering production, the energy
loss of heat recycling after a series of transformation processes can be calculated in the condition of sin
tering at full production. B y comparing the surplus heat recovery a n d electricity generation system with
the S H R T drive system, i t created the conditions for owners to choose the reasonable technology for
heat utilization a n d proposes appropriate suggestion for the over 265m2 reconstruction project.
K e y w o r d s S H R T drive system for sintering heat surplus heat recovery a n d electricity generation
system
钢铁工业经过十几年的快速发展，经历了粗 放型扩张到精细化发展的转变，铁前烧结工段余 热回收逐渐成熟，能量回收转换效率也有所提 高，而减少能量回收转换的中间环节是目前提高 能量转换效率的一种有效方式。
目前，国内大型烧结生产线配套的主抽风机 机组普遍采用同步电动机直接驱动烧结主抽风机 的形式，烧结余热回收的蒸汽通过汽轮发电机组 发电上网，以此减少铁前烧结工段自耗电。SHRT拖动机组是另一种烧结余热回收形式，采 用汽轮机和同步电动机共同驱动烧结主抽风机，降低同步电动机输出功率，实现节能的目的。文 章针对某改建450m2烧结线主抽风机机组的两 种不同配置形式，在烧结工段统一运营的前提 下，进行技术性能和综合经济比较，以确定合理
收稿日期:2016 -03 -21
仝都喜（1983 -)，工程师;710075陕西省西安市。的主抽风机机组组合形式。
1烧结线主要设备设计参数及余热回收方案
1.1主要设备设计参数
烧结生产线主要由烧结机、主抽风机、环冷 机、环冷鼓风机等设备组成，与烧结余热回收相 关设备的主要设计参数详见表1。
1.2环冷机余热回收方案
为了更好利用余热，新建烧结项目普遍采用 新型密封结构的环冷机，较老式环冷机漏风量大 幅减少，并在上部烟罩进行了密封保温处理。一 段烟囱处排出的冷却空气温度高达450°C，二段 烟囱也在350°C左右。环冷机一段和二段烟囱的 热空气进入余热锅炉换热生产蒸汽，换热后的空 气经循环风机加压送入环冷机鼓风风箱，即余热 回收系统采用热风密闭循环方案，环冷机余热锅 炉设计参数见表2。环冷机增加三段烟囱，供热 风烧结使用。
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冶金能源
ENERGY FOR METALLURGICAL INDUSTRY
Vol. 35 No. 6
Nov. 2016
表1烧结生产线主要设备设计参数
设备名称参数
有效面积450 m2
烧结机作业率93%
利用系数 1.25
有效面积520 m2
环冷机料层厚度 1.5 m
汽车扎带
密封形式水封
抽风量21000 m3/m in
升压17.5 kPa
主抽风机机组风机轴功率7350 kW
(两套）配套同步电动机功率8200 kW
风量调节方式变频+调节门
生产厂家陕鼓
环冷鼓风机
鼓风量
数量
2200 m3/t
5台
注：该表为烧结生产线设计值
表2 环冷机余热锅炉设计参数
参数高压段低压段
蒸发量/t •h—1约50约10
额定蒸汽压力/M Pa 1.60.6
额定蒸汽温度/°c350180
1.3烧结机尾烟道余热回收方案
烧结机生产时，机尾大烟道后5个烟箱温度 在300〜450°C，具备回收热量的同时不影响烧 结主生产的条件。机尾烟道回收热量的方式主要 有两种，一种是把高温烟气引出烧结主烟道进入 余热锅炉换热后，烟气再返回烧结主烟道；另一 种采用热管余热锅炉，换热元件安装在烧结烟道 中。该项目采用热管余热锅炉换热方案。机尾余 热锅炉设计参数见表3。
表3 烧结机尾余热锅炉设计参数
参数数值推拉电磁铁
蒸发量/t.h—1约18
额定蒸汽压力/M Pa 1.6
额定蒸汽温度/°c350
2余热发电和余热拖动技术方案主要设备的区别
在该烧结余热利用项目中，前段余热回收生 产蒸汽的环节是一致的。根据新建烧结项目场地 环境条件，可以选择余热发电或者余热拖动技术 方案。余热发电方案相对独立，汽轮发电机房单 独建设，独立运营。余热拖动方案需要对原烧结生产主抽风机机组进行改造，组成一套运行机 组，控制系统需要统一考虑。两者之间的主要设 备区别如表4所t K。
表4余热发电与余热拖动主要设备区别
主要设备 余热发电 余热拖动汽轮机
额定功率/k W120006000
病毒样本
数量/套12发电机
于克儒
额定功率/k W15000
数量/套
额定功率/k W
1
7500
2
变速离合器
数量/套
电动机
额定功率/k W8200
数量/套2
电动机型式单输出轴双输出轴图1为改造后的SHRT机组简图。从图中可 以看出，烧结余热拖动SHRT
机组是在原烧结主 抽风机机组基础上，增加了汽轮机和变速离合 器。变速离合器实现了蒸汽系统故障和汽轮机故 障时，汽轮机平稳停机，且不影响烧结主抽风机 的运行。SHRT机组电气仪表和原烧结主抽机组 合并，统一设计布置，新系统的操作保持原主抽 机组的习惯，新增内容不影响烧结线生产。
SHRT机组汽轮机与发电汽轮机相比，选用 了调速工业汽轮机，适应主抽风机变频负荷调节 运行工况，满足烧结生产变负荷节能运行模式。
SHRT机组和余热发电相比，减少了发电、上 网环节及其配套设备，减少了中间环节能量损失。
SHRT机组与原机组相比，主厂房面积有所 增大，但增大的面积远小于余热发电机组厂房面 积。
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余热发电和余热拖动能量转化效率对比
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验，创造性地开发研制出汽轮机和烧结主抽风机 同轴系的烧结余热能量回收机组，简称SHRT
(Sinter Blower Residual Heat Recovery Turbine) 〇它是目前世界上先进的同轴系能量回收装置，不 仅打破传统的烧结余热并网发电模式，将回收的 能量直接做为旋转机械能补充在轴系上，大大降 低了驱动烧结主抽风机的电机能耗（节约烧结 主抽风机能耗高达80%)，而且优化了系统配 置，节省了空间，降低了整体投资，具有巨大的 经济效益和社会效益。余热发电和余热拖动的前 段工艺流程即余热回收工艺流程是相同的，余热 回收生产的蒸汽在后续去向发生改变，一部分蒸 汽进行发电，然后上网用于烧结厂生产，减少烧 结厂净用电量；另一部分蒸汽进行余热拖动，汽 轮机把动能量通过减速离合器和电动机轴传递给 主抽风机，减少电动机用电负荷，以达到节省烧 结厂净用电量的目标。
在烧结厂统一考虑前提下，分析能量转化过 程的各项损失。在烧结余热发电项目中，能量从 汽轮机转化到烧结厂生产使用，主要能量转化环 节有：发电机、发电上网和电网线路输送、变频 器调速、电动机。经过这些环节，汽轮机的能量 转化到主抽风机上使用。
在余热拖动项目中，汽轮机和电动机共同驱 动主抽风机，主抽风机能量源自两部分：其一是 汽轮机能量转换，中间环节仅有变速离合器；其 二是电网能量补充，中间环节有变频调速和电动 机。
以450m2烧结线生产100%满负荷运行为基 准，烧结主抽风机需要的轴功率为14700kW (两套主抽风机合计），余热回收的蒸汽通过汽 轮机输出的轴功率是12000 kW。在此前提下，对余热发电和余热拖动中间环节能量损失进行分 析计算，具体内容见表5。
表5余热拖动与余热发电运行中间环节能量损失比较 kw 项目拖动机组发电机组备注
车位管理系统汽轮机轴功率1200012000计算基准
变速离合器损失240/变速离合器效率损失约2%〜3%
发电机损失/360发电机效率损失约2%〜4%
并网线路损失/240并网线路损失1%
电动机实际输出功率294014700主抽风机轴功率需14700kW
电动机运行损失255300SH R T机组电动机输出功率低，损失约8%；电动机效率损失约1%〜3%。
变频器运行损失96625变频器运行效率损失2%〜5%
烧结主抽风机实际接受的有用功1140910475实际转换至烧结主抽风机轴端功率系统能量转化效率95.1
%87.3%有效效率差7.8%
由表5得出，烧结余热拖动能量转化环节损 失少于余热发电系统，有用能量转化效率提升 7. 8%。此外，烧结余热发电和主抽风机系统合
并成烧结余热拖动系统，取消了发电上网环节及
其设备，降低了烧结厂整体投资。
4结语
烧结余热利用已经成为冶金行业节能挖潜的
关键环节，对于不同的设备运行工况和厂区环
境，选择烧结余热发电或烧结余热拖动都要因地
制宜，以最小的投资换取最大的经济收益。
对于改建或新建烧结生产线，烧结余热利用
系统的解决方案相对节能的是烧结余热拖动。
口袋领域
265m2以上烧结生产线主抽风机一般配置两 套机组，在已建项目机组改造时，优先选用余热 拖动机组，合理利用原烧结主抽厂房空间实现两 套余热拖动机组的改造。若原烧结主厂房空间紧 凑，无法实现两套机组改造，可以选择一套主抽 风机机组的改造方案，即把一套烧结主抽机组改 造成烧结余热拖动/发电机组，当回收的蒸汽输 出功率大于主抽风机轴功率时，电动机（电动 机改造成双出轴电动发电机）进入发电工况并 向电网送电，这样可减少对原有厂房的改建，减 少对原检修空间的占用。
赵艳编辑
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