环保与综合利用
收稿日期:2012-12-17
作者简介：何立波(1978-)，男，工程师，从事工业余热发电设计和研究。 烧结冷却机双压余热发电系统参数优化
何立波，可开智
(北京世纪源博科技股份有限公司，北京 100036)
摘 要：采用双压饱和蒸汽发电系统，可解决烧结余热发电系统中热源不稳定的问题。本文以某厂520m 2烧结机环冷余热发电系统为例，就双压饱和蒸汽发电系统的压力选择对其余热利用率和发电量的影响进行了分析，以期为烧结余热发电系统的优化设计提供理论依据。关键词：烧结余热发电；双压；参数优化 中图分类号:T K11+5 文献标识码:A 文章编号:1000-8764(2013)03-0041-03
Parameter Optimization for Dual -pressure Waste Heat
类淀粉沉积症Power Generation System of Sinter Cooler
HE Li -bo ,KE Kai -zhi
(Beijing Century Benef its Co .,Ltd ,Beijing 100036)
A bstract The heat source instability problem in sintering waste heat generation sy stem can be solved by adopting dual -pressure saturated steam generation system .With the w aste heat generation system of the circular cooler of the 520m 2sinter machine in a plant as an example ,the influence of pressure selection of dual -pressure saturated steam genera tio n system on its residue hea t utilization rate and pow er generation was analyzed ,w hich will provide theoretical basis for optimization desig n of sintering w aste heat generation system .
Key words waste hea t power generation ;dual -pressure ;parameter optimization
电视剧不如跳舞1 前 言
烧结余热发电技术是近年来广泛应用的一项节能技术，但目前尚无设计标准，每个厂根据自身的情况选择不同的形式和参数，按余热锅炉选用参数分有以下三种：单压、双压、闪蒸技术[4]。双压和闪蒸技术考虑了烧结废气品质低的特点，遵循能量梯级利用原则，大大提高了余热回收效率，是烧结余热
发电发展的方向。
烧结机在实际运行过程中并不稳定，除了经常性停机造成烧结余热的连续性难于保证外，烧结过程中由于烧成情况波动，其冷却废气温度波动范围在±100℃以上
[2]
。当主蒸汽过
热度超温时，可采用蒸汽减温处理；而主蒸汽过
热度不够时，却没有可行的处理方法，造成汽机进汽温度波动超标，甚至迫使汽机频繁停机，严重威胁汽机安全性、稳定性和寿命[1]
。饱和蒸
汽发电技术可以彻底解决烧结热源不稳定的难
题，同样是烧结余热发电的方向。
本文选取双压饱和蒸汽发电技术系统作为分析对象，结合一条520m 2烧结机生产线的环冷余热工程，
计算蒸汽压力参数的选择对余热电站发电量的影响[5]，为双压饱和余热发电技术设计参数选择提供理论依据。
2 系统基础参数确定
某厂520m 2
烧结机环冷余热发电系统构成如图1所示。
41
第38卷 第3期2013年6月
烧
结球团
Sintering and Pelletizing
图1 环冷双压饱和蒸汽发电热力系统
双压余热锅炉受热面布置时，不同压力段的受热面存在交叉布置问题[3]，为了简化分析因子，假设接近点温差为0℃，其余基础参数列于表1。
表1 系统基础参数
序号项目数值
1废气入口流量/Nm3·h-1614000
2废气入口温度/℃400
3节点温差/℃20
4锅炉给水温度/℃41.5
5锅炉保温系数/%96
6锅炉排污率/%2
7汽轮机排气压力/M Pa0.008
8汽轮机内效率/%76
9机械效率/%95
10发电机效率/%97.3
3 蒸汽参数选择对系统的影响在双压饱和蒸汽发电系统中，高压蒸汽和低压蒸汽的压力变化都会影响热力系统的性能。本文在研究高压蒸汽压力影响时设定低压蒸汽压力不变，研究低压蒸汽压力影响时设定高压蒸汽压力不变，分别研究高压蒸汽和低压蒸汽的压力选择对系统的影响，为系统选择较贵池红盾网
优的压力参数提供理论依据。3.1 蒸汽压力变化对蒸汽产量的影响
当低压蒸汽绝对压力选定为0.2M Pa不变，改变高压蒸汽压力时，对余热锅炉产生的高低压蒸汽流量以及总蒸汽流量影响见图2。当高压蒸汽绝对压力选定为2.2M Pa不变，改变低压蒸汽压力时，对余热锅炉产生的高低压蒸汽流量以及总蒸汽流量影响见图3。
图2 高压蒸汽压力对蒸汽流量的影响
中国武术散打功夫王争霸赛图3 低压蒸汽压力对蒸汽流量的影响
从图2可知，保持低压蒸汽压力不变时，高压蒸汽产量随高压蒸汽压力升高而减少，压力从1.0M Pa升到3.0M Pa时，高压蒸汽产量减少17.6%；低压蒸汽产量随高压蒸汽压力升高而增加，压力从1.0M Pa升到3.0M Pa时，低压蒸汽产量增加1.17倍；而总蒸汽产量略有降低，变化只有0.5%。
从图3可知，保持高压蒸汽压力不变时，由于节点温度不变，高压蒸汽产量不随低压蒸汽压力变化而改变；低压蒸汽产量随低压蒸汽压力升高而减少，压力从0.2MPa升到1.2M Pa 时，低压蒸汽产量减少67.6%；总蒸汽产量也是随低压蒸汽压力升高而降低，变化为15.5%。
3.2 蒸汽压力变化对锅炉热效率和排烟的影响
当低压蒸汽绝对压力选定为0.2M Pa不变，改变高压蒸汽压力时，对余热锅炉热效率及排烟温度的影响见图4。当高压蒸汽绝对压力
42烧结球团第38卷 第3期
选定为2.2MPa 不变，改变低压蒸汽压力时，对余热锅炉热效率和排烟温度的影响见图5
。
图4 高压蒸汽压力对热效率和排烟温度的影响
图5 低压蒸汽压力对热效率和排烟温度的影响
从图4可知，保持低压蒸汽压力不变时，余热锅炉的热效率和排烟温度不随高压蒸汽压力变化而改变。从图5可知，保持高压蒸汽压力不变时，余热锅炉的热效率随低压蒸汽压力升高而降低，由0.2M Pa 对应的72.3%降到1.2M Pa 对应的61.8%；余热锅炉的排烟温度随低压蒸汽压力升高而升高，由0.2M Pa 对应的100℃升高到1.2MPa 对应的145℃。由此可得出，在饱和双压发电系统中，余热锅炉
的热效率和排烟温度主要由低压蒸汽压力决定，不受高压蒸汽压力影响。
3.3 蒸汽压力变化对发电功率的影响
当低压蒸汽绝对压力选定为0.2MPa 不变，改变高压蒸汽压力时，对双压饱和蒸汽发电系统发电功率的影响见图6。当高压蒸汽绝对压力选定为2.2MPa 不变，改变低压蒸汽压力时，对双压饱和蒸汽发电系统发电功率的影响见图7。
从图6可知，保持低压蒸汽压力不变时，随高压蒸汽压力升高，高压蒸汽发电功率先升高
起凡左慈
然后降低，约在1.8M Pa 达到最大值11507
kW ，但变化比较平稳，受压力变化影响较小，与3.0M Pa 对应的11266kW 比较，变化值只有2.1%；低压蒸汽发电功率随高压蒸汽压力升高而增加，发电功率由1.0M Pa 对应的1092kW 增加到3.0M Pa 对应的2036kW ，增加将近1倍；总发电功率同样随高压蒸汽压力升高而增加，增加率约为10.2%。从图7可知，保持高压蒸汽压力不变时，高压蒸汽发电功率不随低压蒸汽压力变化而改变，低压蒸汽发电功率随低压蒸汽压力升高而减少，由0.2M Pa 对应的1960kW 减少到1.2M Pa 对应的992kW ，故总发电功率也是随低压蒸汽压力升高而减少，减少率约为7.2%。
图6 高压蒸汽压力对发电功率的影响
图7 低压蒸汽压力对发电功率的影响
4 结 论
从计算分析可知，在余热资源一定的条件下，采用饱和蒸汽双压余热发电系统时，选择提高高压蒸汽压力和降低低压蒸汽压力有利于提高余热锅炉热效率、降低排烟温度以及增加发电功率。当然，高压段蒸汽压力的提高，受烟气温度和饱和蒸汽中间再热干度影响，同时要考虑压力等级对材料的要求和材料用量的影响，当烟气温度为400℃时建议取1.8～2.2M Pa 比较合适；低压段蒸汽压力可根据汽机补汽要
(下转第55页)
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2013年第3期何立波等 烧结冷却机双压余热发电系统参数优化
设计功率合计约120kWh，电价0.6元/kWh，年作业率50%，年运行费用约32万元；若采用汽车运输，日除尘灰量约为600t，每吨运输费用约3元，一年约64.8万元。
维修费用方面，气力输送系统的年维修费不到3万元；机械运输系统一年易损备件更换和维修费用在8万元左右。
jeavons
人工费用方面，气力输送因为实现了自动集中控制，定员5人；机械输送需要8人，年节省工资9万元以上。
综合以上几项，气力输送系统年总费用约67万元，机械输送年费用约64万元，二者相差不大。但我公司采用的压缩空气是与其它用户点交错使用，使得运行费用实际降低很多，而劳动力减少、粉尘回收率提高、烧结矿质量改善所产生的效益是巨大的。
6 有待改进的问题
1)输送系统灰气比还比较低，应研究如何提高，进一步降低运行费用。
2)机头除尘灰温度变化大易受潮、埋刮板输送机冒灰、除尘灰板结等问题易造成堵管，需加强输送过程堵漏风、漏雨，并针对除尘灰的特性进一步研究防堵措施。
3)除尘灰中时常混有垃圾、小铁屑等杂物，建议从源头控制。
4)中间灰仓即使经过流化处理，仍存在下料不畅问题，需进一步研究改进。
5)配料矿槽料位显示不太准确，需要人工探料位，建议选用更合适的料位计。
6)仓泵输送灰量与配料螺旋秤计量数据误差较大，仓泵灰量计量准确性还有待改进。
7 结束语
我厂除尘灰气力输送系统和烧结主体工程同步建设，投运后取得了良好的经济效益和环境效益，但也存在着一些问题，有待改进和完善。下一步，我们将寻求提高灰气比的突破口，实现浓相输送；在设备上，改进缩短仓泵进料时间，使系统运行时间进一步缩短，创造更多的经济效益。
气力输送系统与其他运输方式比较，投资相当，运行费用相差不大，但其具有设备简单、维修费用低
、占地面积小、工艺布局灵活、自动化程度高、运行安全环保等优点，更能保证烧结除尘灰的精确配料，改善烧结矿质量。实践证明，气力输送烧结除尘灰更符合现代工业清洁生产的要求。
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2010.
(上接第43页)
求选择，压力选择越低，需要的蒸汽管径越大，会增加投资，如无工艺用汽，可选择0.2 M Pa，如有工艺用汽，可结合工艺用汽的要求确定低压蒸汽压力。
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2013年第3期潘料庭等 烧结除尘灰气力输送系统的设计特点及运行
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