隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)于節(jié)能的重視程度越來(lái)越高，大量的節(jié)能技術(shù)被應(yīng)用在社會(huì)各個(gè)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(guò)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(kāi)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(huì)面臨環(huán)冷機(jī)漏風(fēng)的問(wèn)題，使得余熱回收效率有所降低。不過(guò)，在對(duì)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(méi)有發(fā)生明顯的提升。因此，本文余熱發(fā)電環(huán)冷機(jī)廠(chǎng)家華通對(duì)相關(guān)問(wèn)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(guò)程當(dāng)中，燒結(jié)礦中的顯熱，會(huì)被轉(zhuǎn)化為水蒸汽中的顯熱，需要分兩步完成這個(gè)轉(zhuǎn)移過(guò)程。首先，在鼓風(fēng)機(jī)的作用下，環(huán)境空氣會(huì)將環(huán)冷機(jī)臺(tái)車(chē)當(dāng)中的燒結(jié)礦料層穿透。在這一過(guò)程中，20攝氏度的空氣會(huì)被升溫至380攝氏度。燒結(jié)礦中沒(méi)有完全燃燒的燒結(jié)礦將會(huì)與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)。從而會(huì)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(guò)，對(duì)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(shí)熱煙氣的溫度會(huì)下降，并將其中的熱量傳遞給水蒸汽。在整個(gè)余熱回收過(guò)程當(dāng)中，這兩個(gè)步驟的效率，將會(huì)對(duì)熱回收的效率產(chǎn)生直接的影響。其中，在第二個(gè)步驟中的反應(yīng)和轉(zhuǎn)換過(guò)程較為簡(jiǎn)單，鍋爐的換熱效率將會(huì)對(duì)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(gè)步驟中，有很多不同的因素會(huì)對(duì)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(huì)被空氣帶走更多。不過(guò)，在穿透料層當(dāng)中，空氣溫度并不會(huì)一直上升，因此，燒結(jié)余熱回收的效率也不會(huì)一直保持上升。
　　二、余熱回收效率影響測(cè)試系統(tǒng)
　　在某鋼廠(chǎng)當(dāng)中，擁有兩臺(tái)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(cè)試。為了研究環(huán)冷機(jī)密封情況對(duì)燒結(jié)余熱回收效率的影響，對(duì)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(méi)有進(jìn)行環(huán)冷機(jī)密封改造，通過(guò)套系統(tǒng)的測(cè)試，與一套系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比，從而研究環(huán)冷機(jī)密封對(duì)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(duì)鼓風(fēng)量進(jìn)行測(cè)量。應(yīng)變量則選取為煙罩出口的煙氣量和溫度，并對(duì)流量和溫度進(jìn)行測(cè)量。在測(cè)試過(guò)程中，將鼓風(fēng)機(jī)的閥門(mén)設(shè)置為50%到100%的開(kāi)度，并對(duì)煙氣溫度、煙氣量、鼓風(fēng)量的小時(shí)平均值進(jìn)行測(cè)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(guò)鼓風(fēng)機(jī)抽口調(diào)節(jié)閥來(lái)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(duì)蒸汽量的小時(shí)平均值進(jìn)行測(cè)量。
　　三、測(cè)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(cè)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(shí)51萬(wàn)立方米的環(huán)冷機(jī)風(fēng)量、以及5個(gè)環(huán)冷一區(qū)風(fēng)箱。對(duì)一套系統(tǒng)的閥門(mén)開(kāi)度進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)測(cè)量煙氣溫度、煙氣量、鼓風(fēng)量的小時(shí)平均值。對(duì)于第二套系統(tǒng)，并沒(méi)有對(duì)相應(yīng)的測(cè)點(diǎn)進(jìn)行增加，只是利用系統(tǒng)中已有的測(cè)點(diǎn)，在運(yùn)行過(guò)程中，測(cè)量了蒸汽產(chǎn)量、煙氣流量和閥門(mén)開(kāi)度。
　　四、測(cè)試分析
　　通過(guò)對(duì)一套系統(tǒng)測(cè)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(cè)試過(guò)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(guò)程中，不對(duì)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(guò)這些條件，能夠通過(guò)計(jì)算得出煙氣出口的焓值。通過(guò)對(duì)一套系統(tǒng)的測(cè)試和計(jì)算能夠得出，當(dāng)閥門(mén)處于50%到75%開(kāi)度的時(shí)候，煙氣溫度不會(huì)發(fā)生顯著的變化。而當(dāng)閥門(mén)達(dá)到80%以上開(kāi)度的時(shí)候，煙氣溫度會(huì)發(fā)生較大的下降。隨著閥門(mén)開(kāi)度的增加，煙氣流量也會(huì)增加，并呈現(xiàn)出上升的趨勢(shì)。因此，如果增大閥門(mén)的開(kāi)度，鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)量也會(huì)增大，就會(huì)有更多的煙氣量穿透料層。當(dāng)閥門(mén)達(dá)到80%開(kāi)度的時(shí)候，余熱鍋爐的產(chǎn)氣量會(huì)達(dá)到大值，在此之后，煙氣流量將會(huì)開(kāi)始下降。因此，在達(dá)到大的余熱鍋爐產(chǎn)氣量的時(shí)候，煙氣流量、煙氣溫度等，都不會(huì)達(dá)到大值。在第二套系統(tǒng)當(dāng)中，通過(guò)對(duì)蒸汽流量、煙氣流量、閥門(mén)開(kāi)度之間的關(guān)系能夠看出，如果閥門(mén)開(kāi)度增加，環(huán)冷機(jī)煙氣流量也會(huì)增加。如果閥門(mén)開(kāi)度繼續(xù)增加，蒸汽流量也會(huì)隨著上升。當(dāng)閥門(mén)達(dá)到90%的開(kāi)度之后，蒸汽流量會(huì)到達(dá)大值，就會(huì)逐漸下降。經(jīng)過(guò)對(duì)比來(lái)看，系統(tǒng)蒸汽流量大值出現(xiàn)時(shí)，進(jìn)行了環(huán)冷機(jī)密封改造的系統(tǒng)閥門(mén)開(kāi)度要小于沒(méi)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(guò)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(mén)開(kāi)度之間的關(guān)系。通過(guò)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(huì)隨之提高，并且達(dá)到相對(duì)的數(shù)值之后，開(kāi)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(xiàn)性關(guān)系，在煙氣量提升的過(guò)程當(dāng)中，鍋爐會(huì)不斷損失更大的排煙量。當(dāng)閥門(mén)達(dá)到80%開(kāi)度的時(shí)候，余熱鍋爐進(jìn)出口處的焓值差將會(huì)達(dá)到大，此后會(huì)發(fā)生較大的下降。當(dāng)閥門(mén)達(dá)到80%開(kāi)度的時(shí)候，余熱鍋爐產(chǎn)氣量將會(huì)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(xiàn)趨勢(shì)。
　　五、測(cè)試結(jié)論
　　通過(guò)對(duì)兩套不同余熱回收系統(tǒng)的測(cè)試和對(duì)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(shí)45.99噸的時(shí)候，鼓風(fēng)機(jī)出口閥門(mén)會(huì)達(dá)到80%的開(kāi)度，鼓風(fēng)量會(huì)達(dá)到每小時(shí)41.08萬(wàn)立方米，環(huán)冷機(jī)出口會(huì)達(dá)到每小時(shí)36.97萬(wàn)立方米的風(fēng)量，此時(shí)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(shí)46.55噸的時(shí)候，鼓風(fēng)機(jī)出口閥門(mén)會(huì)達(dá)到90%的開(kāi)度，鼓風(fēng)量能夠達(dá)到每小時(shí)47.32萬(wàn)立方米。這是由于在第二套余熱回收系統(tǒng)當(dāng)中，沒(méi)有將煙氣流量計(jì)安裝在鼓風(fēng)機(jī)口，因此，此時(shí)風(fēng)量與一套系統(tǒng)燒結(jié)機(jī)鼓風(fēng)機(jī)閥門(mén)開(kāi)度基本相似，為90%的開(kāi)度。此外，環(huán)冷機(jī)出口能夠達(dá)到每小時(shí)36.4萬(wàn)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(guò)對(duì)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(duì)于余熱回收效率來(lái)說(shuō)，并沒(méi)有太過(guò)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(huì)提高，而余熱鍋爐出口出的煙氣焓值也會(huì)提升。如果煙氣超過(guò)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(huì)低于余熱鍋爐出口處的焓值增加量。此時(shí)，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(cè)試系統(tǒng)而言，在第二套測(cè)試系統(tǒng)中，將環(huán)冷鼓風(fēng)機(jī)的閥門(mén)保持在了90%左右的開(kāi)度。此時(shí)如果對(duì)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(huì)產(chǎn)生每小時(shí)42.5萬(wàn)立方米的煙氣流量，此時(shí)的余熱回收系統(tǒng)產(chǎn)生的蒸汽量將會(huì)下降到每小時(shí)35噸以下，余熱回收效率就會(huì)明顯的降低。
　　結(jié)論
　　通過(guò)相關(guān)的研究和測(cè)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(shí)候，余熱回收系統(tǒng)都不會(huì)達(dá)到高的余熱回收效率。因此，在實(shí)際運(yùn)行控制過(guò)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(duì)燒結(jié)余熱回收效率的影響，從而進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。