隨著社會的發(fā)展，人們對于節(jié)能的重視程度越來越高，大量的節(jié)能技術(shù)被應(yīng)用在社會各個領(lǐng)域當(dāng)中。其中，燒結(jié)余熱回收是一種較為重要的節(jié)能技術(shù)。經(jīng)過不斷的發(fā)展和改進(jìn)，余熱回收效率和相應(yīng)的發(fā)電量都發(fā)生了很大的提升。當(dāng)前較為常用的燒結(jié)余熱回收工藝主要有開式系統(tǒng)和閉路循環(huán)。但是在這兩種工藝當(dāng)中，基本上都會面臨環(huán)冷機(jī)漏風(fēng)的問題，使得余熱回收效率有所降低。不過，在對余熱發(fā)電環(huán)冷機(jī)進(jìn)行密封改造之后，發(fā)現(xiàn)余熱回收效率并沒有發(fā)生明顯的提升。因此，本文余熱發(fā)電環(huán)冷機(jī)廠家華通對相關(guān)問題進(jìn)行了研究，并且分析了余熱發(fā)電環(huán)冷機(jī)密封與燒結(jié)余熱回收效率之間的關(guān)系。
　　一、燒結(jié)余熱回收的熱量轉(zhuǎn)換
　　在余熱回收的過程當(dāng)中，燒結(jié)礦中的顯熱，會被轉(zhuǎn)化為水蒸汽中的顯熱，需要分兩步完成這個轉(zhuǎn)移過程。首先，在鼓風(fēng)機(jī)的作用下，環(huán)境空氣會將環(huán)冷機(jī)臺車當(dāng)中的燒結(jié)礦料層穿透。在這一過程中，20攝氏度的空氣會被升溫至380攝氏度。燒結(jié)礦中沒有完全燃燒的燒結(jié)礦將會與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)。從而會將冷空氣轉(zhuǎn)化為高溫的煙氣，并且吸收燒結(jié)礦當(dāng)中的熱量。此后，380攝氏度的高溫?zé)釤煔庠阱仩t換熱面積中穿過，對換熱管當(dāng)中的常溫水進(jìn)行加熱，使其轉(zhuǎn)化為水蒸汽。此時熱煙氣的溫度會下降，并將其中的熱量傳遞給水蒸汽。在整個余熱回收過程當(dāng)中，這兩個步驟的效率，將會對熱回收的效率產(chǎn)生直接的影響。其中，在第二個步驟中的反應(yīng)和轉(zhuǎn)換過程較為簡單，鍋爐的換熱效率將會對該步驟的轉(zhuǎn)換效率產(chǎn)生直接的影響。在當(dāng)前的燒結(jié)余熱鍋爐當(dāng)中，換熱效率基本上能夠達(dá)到80%到85%左右。而一個步驟中，有很多不同的因素會對轉(zhuǎn)換效率產(chǎn)生影響。例如冷卻風(fēng)機(jī)風(fēng)量、環(huán)冷機(jī)密封效果、燒結(jié)礦透氣性等方面的因素。如果環(huán)冷機(jī)具有越好的密封效果，冷卻風(fēng)機(jī)就能夠有更多的越多的風(fēng)量穿透料層，燒結(jié)礦的熱量也就會被空氣帶走更多。不過，在穿透料層當(dāng)中，空氣溫度并不會一直上升，因此，燒結(jié)余熱回收的效率也不會一直保持上升。
　　二、余熱回收效率影響測試系統(tǒng)
　　在某鋼廠當(dāng)中，擁有兩臺360平方米的燒結(jié)機(jī)，并且配套安置了415平方米的環(huán)冷機(jī)。在燒結(jié)回收余熱系統(tǒng)完成安裝之后，在兩套系統(tǒng)中，分別進(jìn)行了余熱回收效率影響的測試。為了研究環(huán)冷機(jī)密封情況對燒結(jié)余熱回收效率的影響，對其中一套設(shè)備進(jìn)行了環(huán)冷機(jī)密封改造，從而研究在環(huán)冷機(jī)密封效果更好的情況下，環(huán)冷機(jī)鼓風(fēng)量與余熱回收效率之間的關(guān)系。而另一套系統(tǒng)并沒有進(jìn)行環(huán)冷機(jī)密封改造，通過套系統(tǒng)的測試，與一套系統(tǒng)進(jìn)行對比，從而研究環(huán)冷機(jī)密封對燒結(jié)余熱回收效率的影響。在一套系統(tǒng)中，自變量選取為環(huán)冷機(jī)鼓風(fēng)量，利用鼓風(fēng)機(jī)出口調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，并將流量計(jì)安裝在鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)量入口和出口管道之間，對鼓風(fēng)量進(jìn)行測量。應(yīng)變量則選取為煙罩出口的煙氣量和溫度，并對流量和溫度進(jìn)行測量。在測試過程中，將鼓風(fēng)機(jī)的閥門設(shè)置為50%到100%的開度，并對煙氣溫度、煙氣量、鼓風(fēng)量的小時平均值進(jìn)行測量。在第二套系統(tǒng)當(dāng)中，自變量選取為環(huán)冷機(jī)的鼓風(fēng)量，調(diào)節(jié)通過鼓風(fēng)機(jī)抽口調(diào)節(jié)閥來進(jìn)行。應(yīng)變量選取為余熱鍋爐的蒸汽產(chǎn)量，將蒸汽流量計(jì)安裝在余熱鍋爐汽包出口，對蒸汽量的小時平均值進(jìn)行測量。
　　三、測試流程
　　在燒結(jié)余熱回收系統(tǒng)正常的工作狀態(tài)下，進(jìn)行該項(xiàng)測試，并且在兩套不同的系統(tǒng)當(dāng)中，使用了完全相同的原料和參數(shù)。具體的參數(shù)為360平方米的燒結(jié)機(jī)面積、415平方米的環(huán)冷機(jī)面積、1500毫米的料層厚度、每小時51萬立方米的環(huán)冷機(jī)風(fēng)量、以及5個環(huán)冷一區(qū)風(fēng)箱。對一套系統(tǒng)的閥門開度進(jìn)行調(diào)整，同時測量煙氣溫度、煙氣量、鼓風(fēng)量的小時平均值。對于第二套系統(tǒng)，并沒有對相應(yīng)的測點(diǎn)進(jìn)行增加，只是利用系統(tǒng)中已有的測點(diǎn)，在運(yùn)行過程中，測量了蒸汽產(chǎn)量、煙氣流量和閥門開度。
　　四、測試分析
　　通過對一套系統(tǒng)測試得出的煙氣溫度和煙氣流量，能夠根據(jù)相關(guān)公式計(jì)算出煙氣的理論焓值。在測試過程中，將余熱鍋爐出口的煙氣溫度控制在120攝氏度左右。在計(jì)算過程中，不對余熱鍋爐和管道的漏風(fēng)情況進(jìn)行考慮，因此余熱鍋爐出口的煙氣量與環(huán)冷機(jī)出口的煙氣量相同。通過這些條件，能夠通過計(jì)算得出煙氣出口的焓值。通過對一套系統(tǒng)的測試和計(jì)算能夠得出，當(dāng)閥門處于50%到75%開度的時候，煙氣溫度不會發(fā)生顯著的變化。而當(dāng)閥門達(dá)到80%以上開度的時候，煙氣溫度會發(fā)生較大的下降。隨著閥門開度的增加，煙氣流量也會增加，并呈現(xiàn)出上升的趨勢。因此，如果增大閥門的開度，鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)量也會增大，就會有更多的煙氣量穿透料層。當(dāng)閥門達(dá)到80%開度的時候，余熱鍋爐的產(chǎn)氣量會達(dá)到大值，在此之后，煙氣流量將會開始下降。因此，在達(dá)到大的余熱鍋爐產(chǎn)氣量的時候，煙氣流量、煙氣溫度等，都不會達(dá)到大值。在第二套系統(tǒng)當(dāng)中，通過對蒸汽流量、煙氣流量、閥門開度之間的關(guān)系能夠看出，如果閥門開度增加，環(huán)冷機(jī)煙氣流量也會增加。如果閥門開度繼續(xù)增加，蒸汽流量也會隨著上升。當(dāng)閥門達(dá)到90%的開度之后，蒸汽流量會到達(dá)大值，就會逐漸下降。經(jīng)過對比來看，系統(tǒng)蒸汽流量大值出現(xiàn)時，進(jìn)行了環(huán)冷機(jī)密封改造的系統(tǒng)閥門開度要小于沒有進(jìn)行環(huán)冷機(jī)密封改造的系統(tǒng)。在一套系統(tǒng)當(dāng)中，通過計(jì)算能夠得出蒸汽產(chǎn)量、煙氣量、煙氣焓值等結(jié)果與閥門開度之間的關(guān)系。通過相應(yīng)的計(jì)算和分析能夠得知，在余熱鍋爐當(dāng)中，隨著煙氣量的增加，其進(jìn)出口的煙氣焓值也會隨之提高，并且達(dá)到相對的數(shù)值之后，開始趨于平穩(wěn)。在余熱鍋爐中，煙氣量和出口焓值之間的關(guān)系是線性關(guān)系，在煙氣量提升的過程當(dāng)中，鍋爐會不斷損失更大的排煙量。當(dāng)閥門達(dá)到80%開度的時候，余熱鍋爐進(jìn)出口處的焓值差將會達(dá)到大，此后會發(fā)生較大的下降。當(dāng)閥門達(dá)到80%開度的時候，余熱鍋爐產(chǎn)氣量將會達(dá)到大值。此外，煙氣進(jìn)出口的焓值差與余熱鍋爐產(chǎn)氣量之間，具有十分相似的曲線趨勢。
　　五、測試結(jié)論
　　通過對兩套不同余熱回收系統(tǒng)的測試和對比能夠得知，在一套系統(tǒng)當(dāng)中，當(dāng)余熱鍋爐達(dá)到大的產(chǎn)氣量，即為每小時45.99噸的時候，鼓風(fēng)機(jī)出口閥門會達(dá)到80%的開度，鼓風(fēng)量會達(dá)到每小時41.08萬立方米，環(huán)冷機(jī)出口會達(dá)到每小時36.97萬立方米的風(fēng)量，此時環(huán)冷機(jī)產(chǎn)生了大約10%左右的漏風(fēng)率。在第二套系統(tǒng)當(dāng)中，當(dāng)余熱鍋爐產(chǎn)氣量達(dá)到大值，極為每小時46.55噸的時候，鼓風(fēng)機(jī)出口閥門會達(dá)到90%的開度，鼓風(fēng)量能夠達(dá)到每小時47.32萬立方米。這是由于在第二套余熱回收系統(tǒng)當(dāng)中，沒有將煙氣流量計(jì)安裝在鼓風(fēng)機(jī)口，因此，此時風(fēng)量與一套系統(tǒng)燒結(jié)機(jī)鼓風(fēng)機(jī)閥門開度基本相似，為90%的開度。此外，環(huán)冷機(jī)出口能夠達(dá)到每小時36.4萬立方米的風(fēng)量，環(huán)冷機(jī)產(chǎn)生了大約23%左右的漏風(fēng)率。通過對比分析兩套余熱回收系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)能夠發(fā)現(xiàn)，在一套余熱回收系統(tǒng)在進(jìn)行了環(huán)冷機(jī)密封改造之后，與第二套余熱回收系統(tǒng)相比，漏風(fēng)率大約實(shí)現(xiàn)了13%左右的下降。由此可以看出，在進(jìn)行了環(huán)冷機(jī)密封改造之后，能夠?qū)⑾到y(tǒng)的漏風(fēng)率明顯的降低。但是對于余熱回收效率來說，并沒有太過于明顯的提升效果。究其原因，是由于當(dāng)有更多的風(fēng)量穿透料層之后，在余熱鍋爐入口處，煙氣焓值將會提高，而余熱鍋爐出口出的煙氣焓值也會提升。如果煙氣超過了規(guī)定的數(shù)量，在余熱鍋爐入口處的煙氣焓值增加量，將會低于余熱鍋爐出口處的焓值增加量。此時，余熱鍋爐進(jìn)出口的焓值差反而發(fā)生了降低，蒸汽產(chǎn)量也發(fā)生了下降。就采用的測試系統(tǒng)而言，在第二套測試系統(tǒng)中，將環(huán)冷鼓風(fēng)機(jī)的閥門保持在了90%左右的開度。此時如果對其進(jìn)行環(huán)冷機(jī)密封改造，將環(huán)冷機(jī)漏風(fēng)率控制在10%左右，將會產(chǎn)生每小時42.5萬立方米的煙氣流量，此時的余熱回收系統(tǒng)產(chǎn)生的蒸汽量將會下降到每小時35噸以下，余熱回收效率就會明顯的降低。
　　結(jié)論
　　通過相關(guān)的研究和測試能夠看出，在環(huán)冷機(jī)密封和燒結(jié)余熱回收效率之間的影響當(dāng)中，當(dāng)環(huán)冷機(jī)抽口煙氣流量達(dá)到高值，或是環(huán)冷機(jī)出口煙氣溫度達(dá)到高值的時候，余熱回收系統(tǒng)都不會達(dá)到高的余熱回收效率。因此，在實(shí)際運(yùn)行控制過程中，應(yīng)當(dāng)綜合各種因素進(jìn)行調(diào)節(jié)，掌握環(huán)冷機(jī)密封對燒結(jié)余熱回收效率的影響，從而進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。