技术在玉钢烧结中的应用和展望

1 前言

在钢铁制造全流程生产过程中，从原材料进厂至各种半成品、成品出厂均离不开“能源流”，其中涉及“能源流”的加工、转换和利用效率直接影响企业的生产成本和综合市场竞争力。在玉溪新兴钢铁公司2018年能源消耗占比中，烧结工序能源消耗占13.01%，炼铁工序能源消耗占比73.63%，炼钢工序能耗占比-0.58%，轧钢工序能耗占比8.54%。可见，烧结生产工序是钢铁企业中能源消耗的一个重要过程，是除了炼铁工序的第二大耗能工序，其能耗约占吨钢能耗的10%以上。然而，在烧结矿生产工艺过程中其固体燃料消耗所产生约35%热量由烧结矿以显热方式在环冷机冷却过程中被“废气”带走，该部分能量约为总能耗的8%。因此，对该部分烧结矿显热进行回收利用，能够显著降低烧结工序能耗，降低烧结生产成本。

玉钢公司在参考国内及昆钢本部三烧2台130m2烧结环冷机烟气余热回收产生蒸汽发电的成功案例基础上，为了在提高余热资源回收量的同时，进一步提高能源利用效率，以减少能源转换流程，降低能源转换损失。公司决定另辟蹊径拓宽烧结环冷机高中温段排放烟气余热高效回收利用途径，利用环冷机高、中温段烧结矿显热产生蒸汽作为动力源辅助电动机共同驱动烧结主抽风机，以降低主抽风机电力消耗。其技术路线是回收环冷机冷却烧结矿的烟气余热，通过余热锅炉产生蒸汽后送至烧结主抽风机房的SHRT装置，由汽轮机拖动产生机械能补偿到主抽风机轴头，用以拖动烧结主抽风机，减少烧结主抽风机用电。特点是将常规的单独由电动机拖动烧结主抽风机组模式，改为纯低温余热汽轮机、电动机联合驱动的烧结主抽风机机组，避免机械能转电能及电能转机械能的二次效率损失，确保系统效率提高5%，有效回收二次能源并减少环境污染。

2 260 m2烧结机生产现状

玉钢260 m2烧结机是玉钢1 080 m3高炉配套工程，于2012年12月建成投产。烧结机所用主要含铁原料为30%钒钛磁铁精矿、约30%省内普通精矿粉、40%省内各种粉矿。年产烧结矿190万吨（含高炉返矿），转鼓指标76%，利用系数1.176 tm2?h。机组建成投产后相关设施运行基本稳定，部分指标已达到设计指标，但未同步配套建设烧结烟气余热回收装置，从而影响单位合格烧结矿工序能耗偏高，对烧结工序生产成本和现场环境（热污染）造成较大压力。

3 配套建设SHRT装置的必要性

秉承绿色发展和资源节约、环境保护理念，鉴于长期以来玉钢烧结工序在生产过程中工序能耗偏高，其中影响因素之一就是烧结产生的近50%热能被以烧结烟气和冷却机废热气的显热形式排入大气，未能得到合理高效利用，不仅造成能源浪费而且增加了现场环境污染物。因此，如何对烧结工序产生的低品位热能进行高效回收利用一直是公司高度关注的重点。

结合近几年国内低品位余热资源高效利用技术的迅猛发展，通过考察和余热利用方式比选，公司认为采用烧结产生低温余热生产蒸汽作为动力与电动机共同驱动烧结主抽风机的SHRT技术，对回收烧结低温余热降低工序生产成本，改善现场环境热污染和降低颗粒物排放确有必要—该技术可有效降低常规低品位热能发电模式过程所存在的能源转换效率损失。

4 SHRT的技术原理

将烧结环冷机烟气余热回收和电机驱动烧结主抽风机进行系统集成，将汽轮机、烧结主抽风机和同步电机设计为同轴串联布置，形成烧结余热与烧结主抽风机能量回收三机组（SHRT）。SHRT技术在原有的电机驱动烧结主抽风机和烧结烟气余热回收发电系统技术的基础上，将两种系统集成配置，形成余热回收汽轮机与电动机共同驱动主抽风机，减少了能量转换次数，可提高能量转换的效率，确保装置在各种工况下都不会影响到烧结生产线的正常运行，并且能最大限度回收利用烧结烟气余热的能量。当整套机组正常运行时，主要是通过烧结主抽风机的风门调节来实现各种工况下烧结工艺所需要的风量，无论什么情况，烧结主抽风机组都是一套独立的系统，都能够满足烧结工艺正常运行的各种工况。SHRT流程如图1所示。

图1 SHRT流程示意图

SHRT技术不同于仅仅只利用烧结余热进行发电及由电动机独自驱动烧结主抽风机的技术，它是通过技术集成的方式将烧结余热产生的废热借助余热锅炉、汽轮机、变速离合器等设施实现和烧结主抽风机的高效联接，最终与电动机同轴拖动烧结主抽风机并提供烧结系统所需的风量和压力，从而降低拖动烧结主抽风机的电动机的输出功率，并由此实现预期节能效果—利用蒸汽直接驱动汽轮机并直接带动负荷，减少了热能转换成电能的中间环节，避免了能源的二次损失，使余热能量的回收效率得到大大提高。

文章来源：《烧结球团》 网址: http://www.sjqtzz.cn/qikandaodu/2021/0301/406.html