燒結(jié)余熱與電動(dòng)機(jī)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)主抽風(fēng)機(jī)技術(shù)

王正 戴立明

摘 要：在鋼鐵行業(yè)的生產(chǎn)作業(yè)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的燒結(jié)余熱。以往鋼鐵行業(yè)對(duì)燒結(jié)余熱的回收再利用首先是利用燒結(jié)余熱回收技術(shù)將余熱進(jìn)行回收，然后再利用電動(dòng)機(jī)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)技術(shù)將回收余熱經(jīng)過一系列的轉(zhuǎn)化過程后形成機(jī)械能來驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)余熱的再利用，但是回收燒結(jié)余熱能量的一種新技術(shù)——SHRT技術(shù)的提出改變了這一局面。文章主要對(duì)SHRT機(jī)組的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了闡述，并在此基礎(chǔ)上對(duì)其運(yùn)行原理進(jìn)行了分析，希望能對(duì)鋼鐵企業(yè)的節(jié)能降耗技術(shù)應(yīng)用起到一定的參考作用。

關(guān)鍵詞：燒結(jié)預(yù)熱；回收利用；SHRT

中圖分類號(hào)：TF31 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）34-0160-02

Abstract： A large amount of sintering waste heat will be produced in the production process of iron and steel industry. In the past， the recovery and reuse of the sintering waste heat in the iron and steel industry was first recycling the waste heat produced the sintering with the recovery technology. Then the technology of sintering main exhaust fan driven by motor is used to generate the mechanical energy to drive the turbine to rotate after a series of conversion processes to realize the reuse of the waste heat. However， the introduction of a new technology， SHRT technology， has changed this situation. This paper mainly expounds the structure of SHRT unit and analyzes its operation principle on the basis of it， in the hope that it can play a certain role in the application of energy saving and consumption reduction technology in iron and steel enterprises.

Keywords： sintering preheating； recycling； SHRT

引言

燒結(jié)過程中預(yù)熱的回收利用主要是余熱鍋爐來對(duì)冷卻機(jī)排放出來的高溫?zé)煔庵械挠酂徇M(jìn)行轉(zhuǎn)化，形成帶有一定溫度和氣壓的蒸汽，然后利用帶壓的蒸汽來帶動(dòng)中汽輪機(jī)做功，并以此來實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電并驅(qū)動(dòng)動(dòng)力設(shè)備運(yùn)行。世界上很多發(fā)達(dá)國家已經(jīng)在上實(shí)際的80年代就研發(fā)出了可以利用燒結(jié)煙氣回收余熱進(jìn)行發(fā)電的技術(shù)。該技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展逐漸成為了一種運(yùn)行效率高、安全穩(wěn)定的成熟技術(shù)。到目前為止很對(duì)國家都已經(jīng)開始普及燒結(jié)余熱回收發(fā)電技術(shù)，不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)能源的回收利用，另外，也為企業(yè)創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)利益[1]。

1 SHRT技術(shù)

陜鼓動(dòng)力公司經(jīng)過對(duì)燒結(jié)流程的多年研究，對(duì)傳統(tǒng)鋼鐵行業(yè)的余熱回收技術(shù)——燒結(jié)余熱回收發(fā)電技術(shù)，即SHRT技術(shù)，該技術(shù)的提出改善了我國冶金行業(yè)的能耗大的局面，實(shí)現(xiàn)了冶金行業(yè)的節(jié)能減排。下圖1所示為SHRT技術(shù)具體的工藝流程。

SHRT技術(shù)主要利用余熱過濾將燒結(jié)余熱轉(zhuǎn)化成蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，最后降其轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，而機(jī)組內(nèi)部的汽輪機(jī)以及主抽風(fēng)機(jī)則是通過一個(gè)變速離合器進(jìn)行連接，而通過主抽風(fēng)機(jī)的運(yùn)行可以向燒結(jié)流程提供所需的壓力和風(fēng)量。這樣主抽風(fēng)系統(tǒng)共的電動(dòng)機(jī)就能節(jié)省大量的電能，將整個(gè)能量轉(zhuǎn)化過程中的熱能到電能再到機(jī)械能的轉(zhuǎn)化過程，同時(shí)也節(jié)省了能量轉(zhuǎn)化發(fā)過程中損失的能量，也實(shí)現(xiàn)了對(duì)回收能量的高效利用[2]。

SHRT機(jī)組配置：

SHRT機(jī)組主要的組成部分有主抽風(fēng)機(jī)系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、低溫余熱汽輪機(jī)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)以及潤滑系統(tǒng)等。通過主抽風(fēng)機(jī)來為燒結(jié)工藝流程提供所需的風(fēng)量和壓力，是機(jī)組的核心設(shè)備。主抽風(fēng)機(jī)主軸采取了雙輸出設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，而使用了耐磨性能較好的襯板安裝在風(fēng)機(jī)葉輪的葉片上，而且該襯板可以實(shí)現(xiàn)隨時(shí)更換鏟板與葉片之間的采取的螺栓連接的方式，在葉片的入口位置采取堆焊焊接的方式將耐磨鏟板包覆起來。關(guān)于電動(dòng)機(jī)，要根據(jù)燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)的功率來進(jìn)行選擇，選取最大功率即可，這樣即使在發(fā)生突發(fā)狀況的情況下，電動(dòng)機(jī)仍然可以實(shí)現(xiàn)對(duì)主抽風(fēng)機(jī)的單獨(dú)驅(qū)動(dòng)并實(shí)現(xiàn)在最大工況下的運(yùn)行，不會(huì)對(duì)燒結(jié)的工藝流程造成影響。汽輪機(jī)的選擇主要是根據(jù)燒結(jié)余熱的各種參數(shù)來進(jìn)行型號(hào)確定的，SHRT機(jī)組中主要采用的是補(bǔ)汽凝汽式汽輪機(jī)，蒸汽從上部進(jìn)入，從下部排出，另外該汽輪機(jī)中還設(shè)置了疏水閥，機(jī)組中所有的疏水口都會(huì)在汽輪機(jī)的疏水膨脹箱中進(jìn)行集中。另外，汽輪機(jī)還專門配備了凝汽器，而且為了保證凝汽器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，還專門配置了射汽抽氣器。

2 SHRT機(jī)組運(yùn)行的基本思路

SHRT機(jī)組的主抽風(fēng)機(jī)主要采取的結(jié)構(gòu)是雙出軸形式，其一側(cè)與同步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行連接，另外一側(cè)則與燒結(jié)余熱汽輪機(jī)進(jìn)行連接，并在兩者之間配備了一個(gè)變速離合器。當(dāng)SHRT機(jī)組整體汽輪機(jī)沒有投入正常運(yùn)行狀態(tài)，或者汽輪機(jī)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)了異常的情況，機(jī)組內(nèi)部的電動(dòng)機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)的單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，這時(shí)候汽輪機(jī)與主抽風(fēng)機(jī)之間是處在脫離的狀態(tài)的。當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)部的燒結(jié)工藝可以正常實(shí)現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，產(chǎn)生的高溫?zé)煔饩蜁?huì)經(jīng)過余熱鍋爐的作用產(chǎn)生低溫的蒸汽，這部分蒸汽帶有一定的壓力，會(huì)直接對(duì)汽輪機(jī)形成推動(dòng)作用，帶動(dòng)汽輪機(jī)實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，汽輪機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)過程會(huì)帶動(dòng)變速離合器實(shí)現(xiàn)向外輸送功率，隨著輸送功率的增加，汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速也會(huì)不斷的加快，如果汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速與變速離合器的嚙合速度達(dá)到一致的時(shí)候，變速離合器就會(huì)迅速實(shí)現(xiàn)與汽輪機(jī)之間的嚙合，這時(shí)候，主抽風(fēng)機(jī)就處在了雙能量驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下，即此時(shí)主抽風(fēng)機(jī)的運(yùn)行是由汽輪機(jī)與電動(dòng)機(jī)共同提供能量的。此時(shí)電動(dòng)機(jī)的功率輸出開始下降，實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)的節(jié)能效果。

3 SHRT技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)與創(chuàng)新點(diǎn)

燒結(jié)余熱與燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)組的出現(xiàn)極大地推動(dòng)了鋼鐵生產(chǎn)制造行業(yè)的節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)了鋼鐵行業(yè)節(jié)能技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，該技術(shù)與以往的余熱單獨(dú)回收以及單獨(dú)利用的工藝有很大的不同。該技術(shù)的研發(fā)是從鋼鐵生產(chǎn)作業(yè)總體工藝過程的能量流動(dòng)為出發(fā)點(diǎn)，將系統(tǒng)內(nèi)的能量流轉(zhuǎn)都進(jìn)行了整合。

其關(guān)鍵的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)如下：

（1）實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)的余熱回收與在利用單獨(dú)流程的統(tǒng)一，而且通過雙出軸結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了汽輪機(jī)與主抽風(fēng)機(jī)的同軸運(yùn)行。

（2）主抽風(fēng)機(jī)的雙出軸結(jié)構(gòu)是最大的創(chuàng)新點(diǎn)。

（3）充分利用了變速離合器，實(shí)現(xiàn)了主抽風(fēng)機(jī)的雙能量驅(qū)動(dòng)。

（4）實(shí)現(xiàn)了整體機(jī)組的自動(dòng)化控制，并研發(fā)出了系統(tǒng)的軟件組態(tài)技術(shù)。

（5）實(shí)現(xiàn)了能量的高效回收利用，為企業(yè)節(jié)省了極大的生產(chǎn)成本。

4 結(jié)束語

SHRT技術(shù)從本質(zhì)改變了冶金行業(yè)能耗局面，大幅度地降低了行業(yè)內(nèi)的能耗，實(shí)現(xiàn)了冶金行業(yè)真正節(jié)能減排生產(chǎn)，對(duì)冶金行業(yè)來說是節(jié)能降耗方面的一大進(jìn)步，在其實(shí)際的應(yīng)用過程中還需要不斷的針對(duì)機(jī)組的整體運(yùn)行進(jìn)行不斷調(diào)試和摸索，這樣才能促進(jìn)該技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]賈江平，柳黎光，陳禹，等.SHRT-燒結(jié)余熱與電動(dòng)機(jī)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)主抽風(fēng)機(jī)技術(shù)[A].2015年第三屆煉鐵對(duì)標(biāo)、節(jié)能降本及相關(guān)技術(shù)研討會(huì)論文集[C].河北省冶金學(xué)會(huì)、浙江省冶金學(xué)會(huì)、江蘇省金屬學(xué)會(huì)、山東金屬學(xué)會(huì)、山西省金屬學(xué)會(huì)、江西省金屬學(xué)會(huì)，2015：5.

[2]張建峰，李普會(huì)，靳忠孝，等.鋼鐵企業(yè)燒結(jié)余熱利用一體化解決方案[A].2014年全國煉鐵生產(chǎn)技術(shù)會(huì)暨煉鐵學(xué)術(shù)年會(huì)文集（下）[C].中國金屬學(xué)會(huì)，2014：7.