硅鐵爐余熱標(biāo)定及結(jié)果分析

張曉玲　安江鐸　李濤

摘要：硅鐵爐余熱利用的基礎(chǔ)是正確標(biāo)定出可利用的余熱量。文章以鄂爾多斯某硅鐵生產(chǎn)企業(yè)為例，介紹了標(biāo)定的步驟及注意事項、數(shù)據(jù)整理和分析的方法，得出了合理的可利用熱量及選擇合適的裝機(jī)容量。

關(guān)鍵詞：硅鐵爐；余熱利用；余熱標(biāo)定；可利用熱量；裝機(jī)容量 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：X52 文章編號：1009-2374（2015）12-0063-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.12.031

1 概述

我國工業(yè)硅冶煉爐的熱能利用率普遍較低，半密閉式礦熱爐煙氣顯熱占礦熱爐整個輸出熱量的63%，冶煉過程中余熱的利用、回收就顯得尤為重要，大多數(shù)硅鐵爐廠家采用汽輪機(jī)發(fā)電的方式進(jìn)行余熱利用，而余熱煙氣量的標(biāo)定是確定裝機(jī)容量的第一手?jǐn)?shù)據(jù)，直接決定了裝機(jī)容量的大小，裝機(jī)容量過大，造成投資浪費(fèi)，資金回收慢；而裝機(jī)容量小，則容易在蒸汽量過多時放汽造成能源的浪費(fèi)，所以如何能正確地標(biāo)定硅鐵爐的廢氣以及由此如何確定相應(yīng)的裝機(jī)容量是硅鐵爐余熱發(fā)電工程項目的基礎(chǔ)。

2 煙氣量的標(biāo)定

以鄂爾多斯某集團(tuán)4×36000kVA硅鐵爐生產(chǎn)線為例，硅鐵爐在生產(chǎn)過程中排放大量的中低溫?zé)煔?，煙氣溫度?50℃～600℃之間，為了達(dá)標(biāo)排放，需要通過空冷器降溫至200℃以下，然后經(jīng)布袋收塵器收塵后排放，資源浪費(fèi)嚴(yán)重。

為了充分利用硅鐵爐排放的廢氣余熱，采用余熱發(fā)電技術(shù)，建設(shè)余熱電站，以減少廢氣排放對環(huán)境的熱污染、降低企業(yè)的生產(chǎn)成本、提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。為了確定電站裝機(jī)容量，先對生產(chǎn)線進(jìn)行了余熱標(biāo)定。標(biāo)定步驟如下：

2.1 對需要標(biāo)定的硅鐵爐生產(chǎn)線進(jìn)行整體了解

了解生產(chǎn)線規(guī)模、操作規(guī)律以及現(xiàn)場煙氣管道的位置等。

2.2 根據(jù)圖紙或現(xiàn)場確定標(biāo)定位置

測點(diǎn)位置及標(biāo)定項目的確定是得到正確數(shù)據(jù)的關(guān)鍵。一般設(shè)置在需要利用煙氣的總管上，選取最長的直管段。標(biāo)定前可親自到現(xiàn)場選擇測點(diǎn)的位置，在測點(diǎn)處進(jìn)行標(biāo)記，要求工人按標(biāo)定要求開出符合標(biāo)定要求的測量孔（可用短節(jié)法蘭封閉，測定時旋開即可）。在測量孔處搭建合適的安全的操作平臺。

2.3 根據(jù)生產(chǎn)工況確定標(biāo)定時間

整個標(biāo)定是在系統(tǒng)穩(wěn)定狀態(tài)下的檢測，必須保證穩(wěn)定生產(chǎn)，通常標(biāo)定不同時間段的幾組數(shù)據(jù)加以比較，以確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確并具有代表性。標(biāo)定時和硅鐵爐生產(chǎn)線中控室保持聯(lián)系，將測定同時間段的控制畫面進(jìn)行截圖保存，以便在標(biāo)定完畢之后對整個系統(tǒng)的工況進(jìn)行分析。

2.4 實(shí)施標(biāo)定

準(zhǔn)備好測量儀器、耗材（電池、濾筒）等。

2.4.1 標(biāo)定前的準(zhǔn)備：（1）通過與標(biāo)定項目技術(shù)人員的交流，掌握當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Α鉁氐葰庀筚Y料以及測點(diǎn)所在管道的規(guī)格等資料，作為標(biāo)定計算依據(jù)；（2）針對標(biāo)定項目，選定3#、4#礦熱爐的煙氣分支管道測點(diǎn)位置，選定1#、2#、3#、4#礦熱爐煙氣總出口處測點(diǎn)位置；（3）在測定地點(diǎn)準(zhǔn)備220V交流電源插座；（4）準(zhǔn)備2～3雙勞保手套及一些棉紗；（5）清點(diǎn)所用儀器及配套附件完整無缺，校正儀器。

2.4.2 主要標(biāo)定過程：（1）接好電源線，打開主機(jī)電源。儀器自檢完畢后，在設(shè)置功能中，輸入日期、時間、當(dāng)?shù)卮髿鈮骸⒐艿乐睆降葏?shù)后，儀器按照內(nèi)置軟件將風(fēng)管截面分成一定量的同心的等面積圓環(huán)，并以各等面積圓環(huán)的中心點(diǎn)作為采樣點(diǎn)，此時記錄各采樣點(diǎn)到測孔外壁的距離數(shù)值；（2）煙氣溫度、靜壓的測量。采用手持式熱電偶測量煙氣溫度或開通儀器上的自動記錄溫度功能。采用自動煙塵/氣測試儀的壓力傳感器測量靜壓，并由儀器記錄保存；（3）煙氣流量、含塵量的測量。采用自動煙塵/氣測試儀，按各采樣點(diǎn)到測孔外壁的距離數(shù)值依次測量，由儀器自動記錄流速、動靜壓、全壓、流量等需要標(biāo)定的數(shù)據(jù)。

2.5 記錄標(biāo)定數(shù)據(jù)

將標(biāo)定數(shù)據(jù)記錄好，并保存好數(shù)據(jù)。

3 數(shù)據(jù)整理和分析

從標(biāo)定結(jié)果來看，3#、4#爐溫度較1#、2#爐溫度較低，但對每條爐來說都有溫度較高的時候，也有溫度相對低的時候，并且溫差較大，流量也有一定變化，煙氣溫度高的生產(chǎn)線流量較低，但綜合所有爐子來看，四條線總流量變化不大，可利用熱量總量變化不大，因此，該項目的余熱發(fā)電適合多爐一機(jī)的裝機(jī)模式，多臺爐子互補(bǔ)，達(dá)到進(jìn)汽機(jī)流量相對穩(wěn)定的目的。

測試點(diǎn)距離煙道出口處有大約10m的裸露管道，管道直徑3200mm，壁厚10mm，測量時間為11月30日，測量點(diǎn)附近溫度在10℃左右，冬季管道散熱較為嚴(yán)重，計算風(fēng)量風(fēng)溫時考慮這一因素。

測試點(diǎn)接近彎頭處，不符合測量的直管段要求，氣流擾動較大，所以計算時考慮一定的誤差量。

測量時，設(shè)備運(yùn)行工況正常，雖然每條線負(fù)荷不同，但都在正常范圍之內(nèi)，因此測量測試數(shù)據(jù)是真實(shí)可靠的，通過考慮運(yùn)行工況、裸露管道、煙道直管段等因素之后，可以作為計算余熱發(fā)電裝機(jī)容量的第一手

數(shù)據(jù)。

考慮到煙氣中可能含有微量的硫，若煙氣溫度低于露點(diǎn)，則容易導(dǎo)致設(shè)備腐蝕等，因此，本次余熱鍋爐的出口溫度設(shè)計為150℃，煙氣再通過管道進(jìn)入布袋收塵器時，沿途具有一定的熱量散失，能夠保證布袋收塵器的煙氣溫度在120℃左右。

由此可計算出4×36000kVA硅鐵爐余熱爐溫度降至鍋爐出口有效利用熱約在4×5484萬kJ/h，裝機(jī)容量可設(shè)置為12MW，主蒸汽參數(shù)選擇為1.6MPa，310℃，

70t/h。

4 結(jié)語

標(biāo)定時要同時關(guān)注硅鐵爐生產(chǎn)線負(fù)荷，修正直管段不夠或散熱等引起的偏差，參考鄂爾多斯集團(tuán)的余熱利用量，單條36000kVA硅鐵爐可配置3MW余熱汽輪機(jī)來綜合利用余熱。

作者簡介：張曉玲（1973-），女，供職于洛陽礦山機(jī)械工程設(shè)計研究院有限責(zé)任公司，研究方向：光學(xué)儀器及工廠過程控制。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）