經(jīng)濟(jì)的發(fā)展伴隨著能源消耗的快速增長，大量化石燃料的使用給生態(tài)環(huán)境帶來了一系列負(fù)面影響。尤其鋼鐵、有色冶金、建材等高耗能行業(yè)，在這些行業(yè)的生產(chǎn)過程中，不可避免地會(huì)產(chǎn)生大量的中低溫余熱煙氣資源。這部分余熱如果沒有得到充分利用，而是被白白地排放到了環(huán)境中，在破壞大氣環(huán)境的同時(shí)更造成了資源的浪費(fèi)。冶金燒結(jié)工藝就是其中典型的一例，在鋼鐵生產(chǎn)中，燒結(jié)工序的能耗僅次于煉鐵，占總能耗的10％～20％。研究開發(fā)新技術(shù)，充分利用現(xiàn)在工業(yè)過程中產(chǎn)生的廢氣、廢熱，提高余熱資源利用效率和品質(zhì)已經(jīng)成為一個(gè)重要課題。

　　河北華通重工機(jī)械制造有限公司作為鋼鐵行業(yè)設(shè)備領(lǐng)域重要的設(shè)計(jì)和研發(fā)力量，一直致力于燒結(jié)節(jié)能減排工藝的改革與創(chuàng)新，以打造綠色燒結(jié)為己任，開發(fā)了包括燒結(jié)煙氣循環(huán)技術(shù)、活性焦煙氣綜合治理技術(shù)、多功能有效環(huán)冷機(jī)等節(jié)能減排技術(shù)。這些新工藝、新技術(shù)都在實(shí)際的工程中得到應(yīng)用，并取得了良好的效果。而這些新技術(shù)的研發(fā)，為余熱利用技術(shù)的研發(fā)也奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

　　滿足行業(yè)需求，邁出燒結(jié)余熱發(fā)電一步

　　鋼鐵工業(yè)燒結(jié)余熱回收主要有兩部分：一部分是燒結(jié)機(jī)尾部廢氣余熱，另一部分是熱燒結(jié)礦在冷卻機(jī)前段空冷時(shí)產(chǎn)生的廢氣余熱。這兩部分廢氣所含熱量約占燒結(jié)總能耗的50%，充分利用這部分熱量是提高燒結(jié)工藝的效率，顯著降低燒結(jié)工序能耗的途徑之一。

　　目前，國內(nèi)燒結(jié)廢氣余熱回收利用主要有3種方式：一是直接將廢煙氣經(jīng)過凈化后作為點(diǎn)火爐的助燃空氣或用于預(yù)熱混合料，以降低燃料消耗，這種方式較為簡單，但余熱利用量有限，一般不超過煙氣量的10%；二是將廢煙氣通過余熱鍋爐或熱管裝置產(chǎn)生蒸汽，并入全廠蒸汽管網(wǎng)，替代部分燃煤鍋爐；三是將余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽用于驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)組發(fā)電。

　　從實(shí)現(xiàn)能源梯級利用的優(yōu)異性和經(jīng)濟(jì)性角度來看，有效的余熱利用途徑是余熱發(fā)電，對燒結(jié)礦產(chǎn)生的煙氣余熱回收，平均每噸成品礦可發(fā)電16千瓦時(shí)~20千瓦時(shí)，折合每噸鋼綜合能耗可降低約8千克標(biāo)準(zhǔn)煤。目前，我國燒結(jié)余熱發(fā)電機(jī)組按余熱鍋爐形式主要分為4種：單壓余熱發(fā)電技術(shù)、雙壓余熱發(fā)電技術(shù)、閃蒸余熱發(fā)電技術(shù)和帶補(bǔ)燃余熱發(fā)電技術(shù)。近年來，純低溫余熱發(fā)電技術(shù)已在建材等行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，特別是隨著雙壓、閃蒸發(fā)電技術(shù)和補(bǔ)汽、凝汽式汽輪機(jī)技術(shù)獲得突破，大大提高了余熱回收效率，為鋼鐵企業(yè)燒結(jié)余熱發(fā)電技術(shù)的推廣創(chuàng)造了條件。

　　在這種新形勢下，經(jīng)過一段時(shí)間的考察、研究等知識(shí)儲(chǔ)備，中冶北方在2008年設(shè)計(jì)了一個(gè)燒結(jié)余熱發(fā)電項(xiàng)目，并在之后持續(xù)改進(jìn)和提高余熱利用技術(shù)及利用率，陸續(xù)設(shè)計(jì)、建設(shè)了各類燒結(jié)余熱利用項(xiàng)目20余個(gè)，余熱利用效果顯著，其中不乏像國內(nèi)裝機(jī)容量大的單臺(tái)燒結(jié)余熱發(fā)電站——日照鋼鐵（營口）公司600平方米燒結(jié)機(jī)余熱發(fā)電工程這樣的優(yōu)勢項(xiàng)目。就這樣一步一個(gè)腳印，中冶北方逐漸在燒結(jié)余熱利用領(lǐng)域嶄露頭角。

　　依托自主優(yōu)勢，形成系列完整的余熱利用技術(shù)

　　隨著多項(xiàng)燒結(jié)余熱工程的投產(chǎn)和應(yīng)用，中冶北方的余熱利用技術(shù)日臻成熟，依托打造綠色燒結(jié)的技術(shù)優(yōu)勢，余熱利用成為中冶北方開疆拓土的利器，在冶金節(jié)能減排市場收取得顯赫戰(zhàn)功——

　　多功能高性能結(jié)環(huán)冷機(jī)成套技術(shù)與燒結(jié)余熱利用技術(shù)。中冶北方自主研發(fā)的多功能有效燒結(jié)環(huán)冷機(jī)成套技術(shù)，具有優(yōu)異水平，運(yùn)用優(yōu)異的密封技術(shù)，很大地降低了燒結(jié)環(huán)冷機(jī)的漏風(fēng)率，有效提高了環(huán)冷機(jī)余熱鍋爐的取風(fēng)溫度，平均增加噸礦發(fā)電量2千瓦時(shí)。

　　全密封環(huán)冷機(jī)成套技術(shù)與燒結(jié)余熱梯級利用技術(shù)。傳統(tǒng)燒結(jié)環(huán)冷機(jī)，僅一、二段高溫段封閉，后續(xù)冷卻段均為敞開式布置。中冶北方利用全密封環(huán)冷機(jī)成套技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)燒結(jié)環(huán)冷機(jī)上罩全密封，高溫段熱風(fēng)可用于燒結(jié)余熱發(fā)電等利用，中溫段熱風(fēng)可用于換熱器換熱產(chǎn)生熱水及低溫蒸汽以供采暖等用途，較低溫度段熱風(fēng)可以用于燒結(jié)礦料的解凍，大程度梯級利用燒結(jié)環(huán)冷機(jī)余熱資源。

　　燒結(jié)機(jī)及環(huán)冷機(jī)一體化余熱利用技術(shù)。燒結(jié)機(jī)大煙道余熱利用技術(shù)是華通重工的傳統(tǒng)優(yōu)勢，而燒結(jié)機(jī)及環(huán)冷機(jī)一體化余熱利用技術(shù)，是將大煙道余熱鍋爐采用與環(huán)冷機(jī)余熱鍋爐一體化設(shè)計(jì)的方案，將大煙道余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽送入環(huán)冷機(jī)余熱鍋爐，與環(huán)冷機(jī)余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽共同進(jìn)入過熱器過熱，從而產(chǎn)出穩(wěn)定合格的蒸汽用于汽輪機(jī)發(fā)電。

　　落料點(diǎn)取風(fēng)技術(shù)。不同于傳統(tǒng)環(huán)冷機(jī)高參數(shù)取風(fēng)，受料點(diǎn)取風(fēng)技術(shù)是將環(huán)冷機(jī)高參數(shù)取風(fēng)點(diǎn)前移至環(huán)冷機(jī)受料點(diǎn)。在取風(fēng)的同時(shí)，切斷受料點(diǎn)處的除塵風(fēng)門。通過對煙道系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)熱風(fēng)取熱和受料點(diǎn)除塵的一體化設(shè)計(jì)。同時(shí)，對環(huán)冷機(jī)余熱鍋爐進(jìn)口煙道做特殊的防護(hù)處理，避免增加的粉塵對鍋爐過熱器受熱面的磨損。此技術(shù)可避免落料口除塵搶吸熱風(fēng)的情況，減少高品質(zhì)熱能流失，將燒結(jié)余熱鍋爐高參數(shù)段進(jìn)口煙氣煙溫高于設(shè)計(jì)參數(shù)的時(shí)間增加10%，提高鍋爐產(chǎn)汽量3%。

　　主抽風(fēng)機(jī)燒結(jié)余熱回收三聯(lián)機(jī)系統(tǒng)。此系統(tǒng)是燒結(jié)余熱能量回收與電動(dòng)機(jī)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)的新型能量回收機(jī)組，具體由燒結(jié)余熱汽輪機(jī)、變速離合器、燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)、同（異）步電動(dòng)機(jī)組成。其將鋼鐵企業(yè)燒結(jié)余熱回收的能量直接作用在燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)軸系上，通過降低電機(jī)動(dòng)電流而達(dá)到節(jié)能的目的，即通過系統(tǒng)集成提高能量回收效率，節(jié)省投資及運(yùn)行成本。

　　取風(fēng)段前移的燒結(jié)余熱利用系統(tǒng)。在以往余熱利用的項(xiàng)目中，當(dāng)外界溫度變化較大時(shí)，尤其在北方寒冷地區(qū)，在冬季運(yùn)行時(shí)，由于外界溫度較低，燒結(jié)環(huán)冷機(jī)余熱鍋爐的高參數(shù)進(jìn)口煙氣溫度會(huì)有較明顯的下降，這是因?yàn)榄h(huán)冷機(jī)上罩及煙道在冬季散熱量遠(yuǎn)高于夏季，造成煙氣溫度在冬季明顯低于夏季，系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)波動(dòng)大。在改進(jìn)的系統(tǒng)中，中冶北方將高、中溫取風(fēng)段隔板前移，雖然取高溫段風(fēng)量相應(yīng)減小，但由于取風(fēng)風(fēng)箱都相對靠近落料口，高溫段風(fēng)溫都相應(yīng)提高；中溫段取風(fēng)位置也相應(yīng)前移，將原高溫段一個(gè)風(fēng)箱作為起始取風(fēng)點(diǎn)，從而使中溫段風(fēng)溫較之以前也有程度的升高，而總風(fēng)量仍為原系統(tǒng)的風(fēng)量；將高溫段煙氣取風(fēng)管道做成內(nèi)保溫結(jié)構(gòu)，大程度地減少散熱量，系統(tǒng)運(yùn)行的冬夏季溫差可大幅下降。

　　豎冷窯余熱利用系統(tǒng)。傳統(tǒng)的環(huán)式冷卻工藝漏風(fēng)率高、顯熱回收效果差，而豎式冷卻窯具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)備臺(tái)套數(shù)較少、維護(hù)量小、密封效果好等特點(diǎn)。豎式冷卻窯可以將燒結(jié)礦中的顯熱回收到70%以上，噸礦冷卻風(fēng)量只有傳統(tǒng)冷卻工藝所需風(fēng)量的70%，節(jié)省了無效風(fēng)量的設(shè)備投資及運(yùn)行電耗，同時(shí)污染物排放只有傳統(tǒng)工藝的70%。另外，豎式冷卻窯余熱利用技術(shù)噸礦發(fā)電量在28kWh左右，很大程度提高了發(fā)電量。

　　燒結(jié)余熱回收利用是鋼鐵企業(yè)開展節(jié)能減排、降耗增效的有效措施，也是鋼鐵企業(yè)實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的必由之路。中冶北方將借此契機(jī)，依托自主優(yōu)勢，在保持燒結(jié)余熱利用領(lǐng)域行業(yè)地位的前提下，不斷研發(fā)新技術(shù)，穩(wěn)步發(fā)展，以打造綠色燒結(jié)為己任， 為鋼鐵行業(yè)的節(jié)能環(huán)保事業(yè)作出更大貢獻(xiàn)。