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【摘 要】目前，随着信息水平的不但发展，我国在科技和经济水平方面都提高了不少。另外，水泥、钢铁生产线等低温余热技术方面发展较快，许多科研单位都加强了对低温余热发电技术的研究力度，同时还进行了纯低温余热工程的建设，使我国低温余热发电技术有了很大的提高。个工程所采用的热力系统也各不相同，用户的选择范围较广。然而怎样才能将低温余热发电能力提升上来，从根本上确保钢铁厂烧结冷却机低温余热发电的经济合理性呢？文章主要就此进行研究分析。
【关键词】烧结冷却机;低温余热发电;应用
引言
钢铁行业在实际生產过程当中消耗能量最多环节之一就是烧结，所消耗的能源总量仅少于炼铁工序，在整个生产环节当中所消耗的能量达到了10%。但是在烧结工序当中，总耗能的一半作用都是以冷却机废气以及烧结机烟气的显热形式排入到大气当中，对生态环境造成了一定程度的污染，另外所散发出来的热能也浪费了不少。另外利用余热锅炉让烟尘沉降，能够在一定程度上降低污染物的排放量。所以，利用烧结机余热发电不但与国家的环保政策相符，还可以提升企业的经济效益，具有较大的发展空间。
1低温余热发电利用的技术路线
1.1低温余热利用简介
通常情况下我们将不超过250℃的热源通称之为低温余热，然而如果采用汽轮机进行发电的话，所使用的蒸汽参数为1.2MPa，温度为340℃，即使补汽凝汽式机组的补汽，参数也在0.25MPa，温度200℃。如果想要将低温余热应用到发电过程当中的，其热源则主要为热水或者是蒸汽，而我们在综合考虑了换热器的面积和效率后，确定其最低温差不能大于20℃，此时温度140℃蒸汽对应的饱和压力0.36MPa（a），无法在常规的汽轮发电机当中进行使用。故如果想要就160℃以下的低温余热进行应用的话困难较大。就拿某钢铁厂来讲，其面积为500平方米，在对烧结干法脱硫工艺进行应用之前的烟气温度是163℃，但是该工艺对于烟气温度的要求为135℃，工作中，将其设置为双烟道，每个烟道的烟气量一般为92.4万Nmm?/h，所散发出的热量极大，假如通过换热设备利用冷却塔将其向大气环境当中散发的话，不但需要对除雾方面进行考虑，还会浪费掉大量的能源，进而对环境造成一定的影响。
1.2低温余热发电利用方式
在本项目当中对烧结厂的热平衡进行了充分的考虑，除了发电以外，无法对其进行直接利用。在实际用来发电的过程当中，主要可以通过以下两种方式来进行：①用温度不超过140℃、压力为3.36MPa（a）的的饱和蒸汽来替代烟气，在发电过程当中可以使用低品位的热能汽轮机或者是螺杆膨胀机;②用热水来代替烟气，在实际发电过程当中采用热水-制冷剂换热连接ORC发电系统来进行。
2烧结机余热发电应用现状
现阶段，我国在烧结冷却机低温余热发电技术应用方面尽管取得了一定的进步，但是和西方发达国家相比还存在着一定的差距。所采用的第一套烧结机余热发电系统在技术方面应用的是来源于日本的川崎重工，发电机的装机容量为17.5mw，通过对两台300㎡的烧结余热进行回收，每年的发电量为1.4× 108 kW·h。在200年9月的时候该机组开始并网发电，具有良好的运行效果，对直接排放烧结废气所导致的大气污染问题进行了有效解决，每年降低煤的消耗量大约为几十万吨，同时也降低了因为燃煤所导致的大量温室气体的排放。在实际运行期间，烧结冷却机会释放出大量的低温热量，假如利用钢铁行业现有的烧结冷却设备（冷却风机、冷却车罩子以及落矿斗）来低温废气进行适当改造，将其气温提高到360℃左右的话，此时余热锅炉就会产生温度310～ 330℃、额定压力为1.25～ 2.50 MPa的过热蒸汽，从而有效确保烧结机余热正常发电。在国外已经开始普遍应用纯低温烧结机余热技术，但是在我国还不够普及，这主要是因为国产汽轮机参数较低而导致的。近些年来，在科学技术不断提高的背景下，纯低温余热技术也有了很大的进步，如今各类低参数的汽轮机技术也逐渐完善化，相信在不远的将来，将完全实现烧结机余热发电。
3余热锅炉
3.1总体结构
以Q323/360-29.5-1.25/330型复合闪蒸烧结冷却机余热锅炉为例，将其整体结构设计为管箱式的，从下到上的排列顺序为省煤器箱、低压蒸发器箱、蒸发器箱以及过热器箱，同时还采用了箱体外保温技术。要想进一步减少散热所造成的损失，还可以在保温层的外面设置护板，进而对保温材料做进一步防护。锅炉结构为立式，烟气自上而下通过过热器、蒸发器和省煤器（低压锅炉蒸发器、省煤器）。由于烟气品位较低，要想使传热效果强化可以在受热面上应用翅片管来。
3.2设计特点
①一台余热锅炉匹配一台烧结冷却机，从根本上保证锅炉运行的安全性，使因为多台余热锅炉运行参数各不相同的情况以及设备出现故障几率较高的问题得到了有效解决。②将锅炉结构设置为立式，具有占地面积小的优势，能够使烟气的流动更为均匀。③锅炉水自然循环，操作起来十分方便，无论是可靠性还是稳定性都很好，减少了在循环泵方面的投资。④由于螺旋鳍片本身具有较高的扩展性，我们将其应用到受热面当中，将会在一定程度上降低烟气的阻力，确保良好的传热性能，紧凑的锅炉结构也减少了一定的重量。再者螺旋鳍片管的使用还能够在一定程度上降低锅炉烟气的侧阻力，降低系统引风机的电功率，将会节省一大部分的费用。⑤锅炉受热面磨损的情况得到了有效缓解。因为在烧结冷却机的烟气当中难免会有烧结矿料，其具有较高的硬度且体积较大。要想有效避免摩擦的现象，必须要确保流速设计的合理性，并且还需要对烟气动力场进行科学组织，确保烟气流动的均匀性，防止由于烟气走廊而导致的局部磨损或者传热效率提不上来的情况。⑥在锅炉当中所有部分的受热面的结构都是管箱式的，锅炉各部分的重量利用管箱向底部钢架进行传递，底部钢架由于处于垂直受力的状态，所以能够均匀受力。⑦而蒸发受热面的结构大多为多集箱灯笼管形式的，能够使管束热膨胀的情况得以缓解。⑧锅炉受热面结构为管箱式，可以有效确保锅炉的良好密封性。而要想真正的将锅炉的密封性能提升上来，在焊接时不但要采用全焊接的方式，还必须要对其进行密封保护，从而有效改善锅炉漏风的现象，使锅炉效率得到了有效提升。
结束语
在上文当中以Q323/360-29.5-1.25/330型复合闪蒸烧结冷却机余热锅炉为例，对其进行了设计改造，实践表明该锅炉在运行一年后，相关机构对其蒸发量和低温余热利用率进行了检测，分别30.663 t/h和为71.34%，和之前的预期目标相符，而其锅炉烟气的黑度小于1级，与环保标准相符。烧结冷却机发电在对低温余热进行，不会对原油和原煤进行直接的消耗，属于清洁型的环保发电项目，非但不会破坏环境，还可以在一定程度上降低低温余热直接向大气当中排放而导致的环境污染。
参考文献：
[1]郑成博.基于梯级利用理论的唐钢烧结余热发电热源高效回收利用改造研究[J].中国石油石化，2017（06）：35-36.
[2]赵凯，吴礼忠，刘文会，张玉柱，胡长庆.烧结冷却机换热过程数值模拟与废气温度调控[J].钢铁研究学报，2015，27（07）：9-14.
[3]朱能闯.ORC技术在烧结余热发电系统中的应用[J].科技视界，2014（04）：286-287.
[4]李宝东.双压烧结余热回收系统的设计及工程研究[D].辽宁科技大学，2012.
[5]罗远秋.烧结矿冷却过程实验与数值模拟研究[D].东北大学，2009.
（作者单位：苏州正益诚新能源科技有限公司）
【关键词】烧结冷却机;低温余热发电;应用
引言
钢铁行业在实际生產过程当中消耗能量最多环节之一就是烧结，所消耗的能源总量仅少于炼铁工序，在整个生产环节当中所消耗的能量达到了10%。但是在烧结工序当中，总耗能的一半作用都是以冷却机废气以及烧结机烟气的显热形式排入到大气当中，对生态环境造成了一定程度的污染，另外所散发出来的热能也浪费了不少。另外利用余热锅炉让烟尘沉降，能够在一定程度上降低污染物的排放量。所以，利用烧结机余热发电不但与国家的环保政策相符，还可以提升企业的经济效益，具有较大的发展空间。
1低温余热发电利用的技术路线
1.1低温余热利用简介
通常情况下我们将不超过250℃的热源通称之为低温余热，然而如果采用汽轮机进行发电的话，所使用的蒸汽参数为1.2MPa，温度为340℃，即使补汽凝汽式机组的补汽，参数也在0.25MPa，温度200℃。如果想要将低温余热应用到发电过程当中的，其热源则主要为热水或者是蒸汽，而我们在综合考虑了换热器的面积和效率后，确定其最低温差不能大于20℃，此时温度140℃蒸汽对应的饱和压力0.36MPa（a），无法在常规的汽轮发电机当中进行使用。故如果想要就160℃以下的低温余热进行应用的话困难较大。就拿某钢铁厂来讲，其面积为500平方米，在对烧结干法脱硫工艺进行应用之前的烟气温度是163℃，但是该工艺对于烟气温度的要求为135℃，工作中，将其设置为双烟道，每个烟道的烟气量一般为92.4万Nmm?/h，所散发出的热量极大，假如通过换热设备利用冷却塔将其向大气环境当中散发的话，不但需要对除雾方面进行考虑，还会浪费掉大量的能源，进而对环境造成一定的影响。
1.2低温余热发电利用方式
在本项目当中对烧结厂的热平衡进行了充分的考虑，除了发电以外，无法对其进行直接利用。在实际用来发电的过程当中，主要可以通过以下两种方式来进行：①用温度不超过140℃、压力为3.36MPa（a）的的饱和蒸汽来替代烟气，在发电过程当中可以使用低品位的热能汽轮机或者是螺杆膨胀机;②用热水来代替烟气，在实际发电过程当中采用热水-制冷剂换热连接ORC发电系统来进行。
2烧结机余热发电应用现状
现阶段，我国在烧结冷却机低温余热发电技术应用方面尽管取得了一定的进步，但是和西方发达国家相比还存在着一定的差距。所采用的第一套烧结机余热发电系统在技术方面应用的是来源于日本的川崎重工，发电机的装机容量为17.5mw，通过对两台300㎡的烧结余热进行回收，每年的发电量为1.4× 108 kW·h。在200年9月的时候该机组开始并网发电，具有良好的运行效果，对直接排放烧结废气所导致的大气污染问题进行了有效解决，每年降低煤的消耗量大约为几十万吨，同时也降低了因为燃煤所导致的大量温室气体的排放。在实际运行期间，烧结冷却机会释放出大量的低温热量，假如利用钢铁行业现有的烧结冷却设备（冷却风机、冷却车罩子以及落矿斗）来低温废气进行适当改造，将其气温提高到360℃左右的话，此时余热锅炉就会产生温度310～ 330℃、额定压力为1.25～ 2.50 MPa的过热蒸汽，从而有效确保烧结机余热正常发电。在国外已经开始普遍应用纯低温烧结机余热技术，但是在我国还不够普及，这主要是因为国产汽轮机参数较低而导致的。近些年来，在科学技术不断提高的背景下，纯低温余热技术也有了很大的进步，如今各类低参数的汽轮机技术也逐渐完善化，相信在不远的将来，将完全实现烧结机余热发电。
3余热锅炉
3.1总体结构
以Q323/360-29.5-1.25/330型复合闪蒸烧结冷却机余热锅炉为例，将其整体结构设计为管箱式的，从下到上的排列顺序为省煤器箱、低压蒸发器箱、蒸发器箱以及过热器箱，同时还采用了箱体外保温技术。要想进一步减少散热所造成的损失，还可以在保温层的外面设置护板，进而对保温材料做进一步防护。锅炉结构为立式，烟气自上而下通过过热器、蒸发器和省煤器（低压锅炉蒸发器、省煤器）。由于烟气品位较低，要想使传热效果强化可以在受热面上应用翅片管来。
3.2设计特点
①一台余热锅炉匹配一台烧结冷却机，从根本上保证锅炉运行的安全性，使因为多台余热锅炉运行参数各不相同的情况以及设备出现故障几率较高的问题得到了有效解决。②将锅炉结构设置为立式，具有占地面积小的优势，能够使烟气的流动更为均匀。③锅炉水自然循环，操作起来十分方便，无论是可靠性还是稳定性都很好，减少了在循环泵方面的投资。④由于螺旋鳍片本身具有较高的扩展性，我们将其应用到受热面当中，将会在一定程度上降低烟气的阻力，确保良好的传热性能，紧凑的锅炉结构也减少了一定的重量。再者螺旋鳍片管的使用还能够在一定程度上降低锅炉烟气的侧阻力，降低系统引风机的电功率，将会节省一大部分的费用。⑤锅炉受热面磨损的情况得到了有效缓解。因为在烧结冷却机的烟气当中难免会有烧结矿料，其具有较高的硬度且体积较大。要想有效避免摩擦的现象，必须要确保流速设计的合理性，并且还需要对烟气动力场进行科学组织，确保烟气流动的均匀性，防止由于烟气走廊而导致的局部磨损或者传热效率提不上来的情况。⑥在锅炉当中所有部分的受热面的结构都是管箱式的，锅炉各部分的重量利用管箱向底部钢架进行传递，底部钢架由于处于垂直受力的状态，所以能够均匀受力。⑦而蒸发受热面的结构大多为多集箱灯笼管形式的，能够使管束热膨胀的情况得以缓解。⑧锅炉受热面结构为管箱式，可以有效确保锅炉的良好密封性。而要想真正的将锅炉的密封性能提升上来，在焊接时不但要采用全焊接的方式，还必须要对其进行密封保护，从而有效改善锅炉漏风的现象，使锅炉效率得到了有效提升。
结束语
在上文当中以Q323/360-29.5-1.25/330型复合闪蒸烧结冷却机余热锅炉为例，对其进行了设计改造，实践表明该锅炉在运行一年后，相关机构对其蒸发量和低温余热利用率进行了检测，分别30.663 t/h和为71.34%，和之前的预期目标相符，而其锅炉烟气的黑度小于1级，与环保标准相符。烧结冷却机发电在对低温余热进行，不会对原油和原煤进行直接的消耗，属于清洁型的环保发电项目，非但不会破坏环境，还可以在一定程度上降低低温余热直接向大气当中排放而导致的环境污染。
参考文献：
[1]郑成博.基于梯级利用理论的唐钢烧结余热发电热源高效回收利用改造研究[J].中国石油石化，2017（06）：35-36.
[2]赵凯，吴礼忠，刘文会，张玉柱，胡长庆.烧结冷却机换热过程数值模拟与废气温度调控[J].钢铁研究学报，2015，27（07）：9-14.
[3]朱能闯.ORC技术在烧结余热发电系统中的应用[J].科技视界，2014（04）：286-287.
[4]李宝东.双压烧结余热回收系统的设计及工程研究[D].辽宁科技大学，2012.
[5]罗远秋.烧结矿冷却过程实验与数值模拟研究[D].东北大学，2009.
（作者单位：苏州正益诚新能源科技有限公司）