烧结过程余热资源的高效回收与利用是进一步降低烧结工序能耗的主要措施之一,而将温度较高的烧结余热用于动力发电是整个余热回收与利用的核心与关键。马钢与济钢烧结余热发电工程表明,如何将炽热烧结矿的热量“提取”出来即“取热”是影响甚至是制约吨(烧结)矿发电量的重要环节。就本质而言,烧结矿层内的气固传热既是烧结矿的冷却过程,这是以往冷却机设计、操作和相关研究的关注点;同时还是冷却空气的加热过程,这一点常常被工程和学术研究所忽略。基于此,本文侧重于冷却空气的加热过程,首先在自制的实验装置上开展了烧结矿层内气固传热半工业性实验,得到了冷却风量与料层厚度对冷却空气流经料层后的温度即热风温度的影响;其次基于多孔介质模型采用Fluent软件计算了鞍钢二烧烧结矿冷却过程,详细分析了冷却风量、料层厚度和截面形状对热风温度的影响规律;最后基于模拟和实验结果,研究了冷却风量和料层厚度对热风所携带显热数量与品质的影响,进而推出了冷却风量和料层厚度对吨矿发电量的影响,在此基础上,给出了鞍钢二烧适宜的冷却风量与料层厚度。研究结果表明:(1)冷却风量是影响热风温度最主要的因素之一:在一定范围内,随着冷却风量的增加,出口热风的平均温度有下降的趋势,冷却时间有减小的趋势;冷却风量影响着出口热风所携带显热的数量与品质,进而影响着吨矿发电量,冷却风量由小到大变化伊始,所携带显热逐渐增大,然后达到最大值,而后逐渐减小,而吨矿发电量也大体呈现这样的变化趋势;换言之,在一定料层高度下,冷却风量有一定适宜范围,在这一工况下,吨矿发电量最大,对于鞍钢二烧而言,在现有料层厚度下,其适宜冷却风量约为现有风量的80%左右。(2)料层厚度是影响热风温度另一个主要因素之一:在一定范围内,保持冷却风量不变,随着料层厚度的增加,出口热风的平均温度有上升趋势,冷却时间有增大趋势;料层厚度影响着出口热风所携带显热的数量与品质,进而影响着吨矿发电量,在风机开启度一定的前提下,料层厚度由小到大变化伊始,所携带显热逐渐增大,然后达到最大值,而后逐渐减小,而吨矿发电量也大体呈现这样的变化趋势;换言之,在风机能力一定的前提下,料层厚度有一定适宜范围,在这一范围下,吨矿发电量最大,对于鞍钢二烧而言,在现有风机能力一定的前提下,其适宜料层厚度约为现有厚度的120%。