陸海明 王鑫
（鹽城市聯(lián)鑫鋼鐵有限公司燒結(jié)廠）
1 引言
現(xiàn)如今燒結(jié)生產(chǎn)過程中余熱回收利用已經(jīng)成為必不可少的環(huán)節(jié)之一，不論從能源節(jié)約需求，還是環(huán)境需求都對余熱利用提出了一定要求。同時(shí)燒結(jié)固體燃耗作為燒結(jié)的降本關(guān)鍵指標(biāo)，也同時(shí)影響著余熱的相關(guān)參數(shù)，因此深入研究燒結(jié)固體燃耗和燒結(jié)余熱的關(guān)系，在保障生產(chǎn)的同時(shí)努力摸索如何提高環(huán)冷余熱和燒結(jié)煙道余熱的有效利用，對于鋼鐵企業(yè)降低生產(chǎn)成本、提高能源利用率、減少環(huán)境污染具有重要的意義和緊迫性。
2 燒結(jié)余熱分析
2.1 燒結(jié)余熱的來源與分布特征
燒結(jié)余熱主要來源于燒結(jié)礦顯熱和燒結(jié)廢氣余熱。在燒結(jié)礦冷卻過程中，會釋放出大量顯熱，約占燒結(jié)余熱總量的50%-60%，這部分顯熱主要集中在冷卻初期，隨著冷卻過程的進(jìn)行逐漸減少。燒結(jié)廢氣余熱源于燒結(jié)過程中空氣與高溫物料換熱，廢氣溫度一般在150 - 400℃之間，占余熱總量的30%-40% 。廢氣余熱分布受冷卻方式、設(shè)備密封性能等因素影響，鼓風(fēng)冷卻方式下，廢氣余熱多集中在高溫段；抽風(fēng)冷卻方式下，余熱分布相對均勻。目前多為鼓風(fēng)冷卻方式。
2.2 常見余熱回收技術(shù)及應(yīng)用現(xiàn)狀
①余熱發(fā)電：利用燒結(jié)余熱鍋爐將燒結(jié)廢氣或燒結(jié)礦顯熱轉(zhuǎn)化為蒸汽，蒸汽驅(qū)動汽輪機(jī)發(fā)電。這是目前應(yīng)用最廣泛的余熱回收方式，能將余熱轉(zhuǎn)化為高品位的電能，實(shí)現(xiàn)能源的梯級利用。國內(nèi)多家大型鋼鐵企業(yè)已成功建設(shè)燒結(jié)余熱發(fā)電項(xiàng)目，取得了良好的節(jié)能和經(jīng)濟(jì)效益。目前我司燒結(jié)廠采用的余熱回收技術(shù)是將燒結(jié)環(huán)冷機(jī)高溫段余熱轉(zhuǎn)化為蒸汽后用于驅(qū)動汽輪機(jī)后帶動燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)的運(yùn)行從而降低主抽用電，這種節(jié)能方式也是當(dāng)今余熱利用的良好方式之一。
②熱風(fēng)燒結(jié)：將回收的余熱用于加熱燒結(jié)用空氣，使熱空氣進(jìn)入燒結(jié)料層，為燒結(jié)過程提供額外熱量，從而減少固體燃料消耗。但熱風(fēng)燒結(jié)會降低空氣密度，增加抽風(fēng)負(fù)荷，需采取措施改善混合料透氣性，以維持生產(chǎn)效率。
3 燒結(jié)固體燃耗與燒結(jié)余熱的相互關(guān)系
固體燃料的燃燒是燒結(jié)余熱產(chǎn)生的主要根源，燃燒產(chǎn)生的熱量一部分用于燒結(jié)反應(yīng)和物料加熱，另一部分則以余熱形式存在于燒結(jié)礦和燒結(jié)廢氣中。在其他條件不變時(shí)，固體燃耗越高，產(chǎn)生的余熱總量越多。但高固體燃耗意味著能源浪費(fèi)和成本增加，且余熱品質(zhì)可能因燃燒不完全而降低。
4 本廠固體燃耗與余熱發(fā)電數(shù)據(jù)分析
我廠在燒結(jié)過程中對余熱能效利用這一塊也做了一些跟蹤與摸索。以我廠2024年11月當(dāng)月正常生產(chǎn)時(shí)的固體燃耗、蒸汽量、電耗、成本等數(shù)據(jù)為模型進(jìn)行對比以供參考：
燒結(jié)廠燒結(jié)車間2024年11月固體燃耗和蒸汽流量數(shù)據(jù)表
|
日期 |
固體燃耗單耗kg/t |
蒸汽流量t/h |
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11-1 |
51.74 |
28.90 |
|
11-2 |
51.69 |
28.30 |
|
11-3 |
52.10 |
27.95 |
|
11-5 |
52.07 |
27.35 |
|
11-9 |
50.83 |
27.80 |
|
11-10 |
50.40 |
28.45 |
|
11-11 |
49.92 |
26.10 |
|
11-12 |
51.79 |
29.60 |
|
11-15 |
53.67 |
31.00 |
|
11-17 |
47.83 |
29.90 |
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11-18 |
49.06 |
30.90 |
|
11-21 |
50.49 |
30.00 |
|
11-22 |
52.44 |
30.00 |
|
11-24 |
51.17 |
30.95 |
|
11-25 |
47.05 |
29.20 |
|
11-27 |
49.46 |
29.50 |
|
11-28 |
48.34 |
27.40 |
|
11-29 |
48.91 |
27.60 |
|
11-30 |
47.97 |
25.50 |
從上述圖表可以看出，燒結(jié)固體燃耗高時(shí)，蒸汽流量也高，固體燃耗低時(shí)，蒸汽流量也低。兩者之間呈顯著的線性相關(guān)關(guān)系。
燒結(jié)廠燒結(jié)車間2024年11月固體燃耗和電耗數(shù)據(jù)表
|
日期 |
固體燃耗單耗kg/t |
電耗kwh/t |
|
11-1 |
51.74 |
31.96 |
|
11-2 |
51.69 |
32.4 |
|
11-3 |
52.10 |
31.75 |
|
11-5 |
52.07 |
31.89 |
|
11-9 |
50.83 |
28.82 |
|
11-10 |
50.40 |
31.14 |
|
11-11 |
49.92 |
32.62 |
|
11-12 |
51.79 |
28.62 |
|
11-15 |
53.67 |
28.9 |
|
11-17 |
47.83 |
29.37 |
|
11-18 |
49.06 |
28.34 |
|
11-21 |
50.49 |
30.33 |
|
11-22 |
52.44 |
30.05 |
|
11-24 |
51.17 |
30.47 |
|
11-25 |
47.05 |
30.77 |
|
11-27 |
49.46 |
31.66 |
|
11-28 |
48.34 |
30.48 |
|
11-29 |
48.91 |
32.66 |
|
11-30 |
47.97 |
30.5 |
由上面圖表可以看出，固體燃耗上升，電耗下降。
燒結(jié)廠燒結(jié)車間2024年11月產(chǎn)量、燃耗及成本、電耗及成本表
|
日期 |
固體燃耗單耗 |
電耗 |
產(chǎn)量 |
燃耗成本 |
電耗成本 |
燃耗總成本 |
電耗總成本 |
合計(jì)成本 |
|
11-1 |
51.74 |
31.96 |
14003 |
70.6 |
17.3 |
988611.80 |
242251.90 |
1230863.70 |
|
11-2 |
51.69 |
32.4 |
14098 |
70.59 |
17.53 |
995177.82 |
247137.94 |
1242315.76 |
|
11-3 |
52.10 |
31.75 |
14166 |
71.2 |
17.18 |
1008619.20 |
243371.88 |
1251991.08 |
|
11-5 |
52.07 |
31.89 |
14057 |
71.25 |
17.26 |
1001561.25 |
242623.82 |
1244185.07 |
|
11-9 |
50.83 |
28.82 |
15339 |
69.87 |
15.59 |
1071735.93 |
239135.01 |
1310870.94 |
|
11-10 |
50.40 |
31.14 |
14589 |
69.29 |
16.85 |
1010871.81 |
245824.65 |
1256696.46 |
|
11-11 |
49.92 |
32.62 |
13961 |
68.19 |
17.65 |
952000.59 |
246411.65 |
1198412.24 |
|
11-12 |
51.79 |
28.62 |
14654 |
70.77 |
15.49 |
1037063.58 |
226990.46 |
1264054.04 |
|
11-15 |
53.67 |
28.9 |
14922 |
73.29 |
15.64 |
1093633.38 |
233380.08 |
1327013.46 |
|
11-17 |
47.83 |
29.37 |
15456 |
65.39 |
15.89 |
1010667.84 |
245595.84 |
1256263.68 |
|
11-18 |
49.06 |
28.34 |
15603 |
67.06 |
15.33 |
1046337.18 |
239193.99 |
1285531.17 |
|
11-21 |
50.49 |
30.33 |
15500 |
68.92 |
16.41 |
1068260.00 |
254355.00 |
1322615.00 |
|
11-22 |
52.44 |
30.05 |
15098 |
71.54 |
16.26 |
1080110.92 |
245493.48 |
1325604.40 |
|
11-24 |
51.17 |
30.47 |
14734 |
69.91 |
16.49 |
1030053.94 |
242963.66 |
1273017.60 |
|
11-25 |
47.05 |
30.77 |
15153 |
64.25 |
16.65 |
973580.25 |
252297.45 |
1225877.70 |
|
11-27 |
49.46 |
31.66 |
15225 |
67.52 |
17.13 |
1027992.00 |
260804.25 |
1288796.25 |
|
11-28 |
48.34 |
30.48 |
15542 |
65.99 |
16.49 |
1025616.58 |
256287.58 |
1281904.16 |
|
11-29 |
48.91 |
32.66 |
15105 |
66.8 |
17.67 |
1009014.00 |
266905.35 |
1275919.35 |
|
11-30 |
47.97 |
30.5 |
15552 |
65.5 |
16.5 |
1018656.00 |
256608.00 |
1275264.00 |
由圖表可以看出固體燃耗上升，電耗成本下降。
由圖表可以看出固體燃耗上升時(shí)，固體燃料成本和電耗成本合計(jì)成本在上下波動。燃耗在47到49.5時(shí)，合計(jì)成本在上升，燃耗在50.8到51.7時(shí)，合計(jì)成本在下降；燃耗在51.7往上時(shí)，合計(jì)成本在上升。所以燃料消耗必須在合適區(qū)間綜合成本才能下降，過高過低都會影響綜合成本情況。
5 結(jié)論
在對本廠實(shí)際生產(chǎn)過程一些數(shù)據(jù)的研究，我們對燃料消耗、電耗、蒸汽量以及成本之間的關(guān)系進(jìn)行分析。結(jié)果表明燃料消耗的高低與蒸汽量的產(chǎn)生存在顯著關(guān)聯(lián)性。
此外，通過提高燃料消耗來提升發(fā)電量的策略在經(jīng)濟(jì)層面并不具備合理性。盡管增加燃料投入能夠在一定程度上提高發(fā)電量，但綜合考慮燃料成本等因素，該方式所帶來的經(jīng)濟(jì)效益并不理想，甚至可能導(dǎo)致整體成本上升與資源浪費(fèi)，各廠應(yīng)該摸索自身合適的燃料消耗控制區(qū)間的余熱利用的關(guān)系來降低綜合成本。