前言钢铁是一个能耗很大的行业，各个环节都产生大量的余压余热，其中烧结球团生产是最大的能耗工序之一，约占钢铁企业能耗的10%。

烧结生产过程中，由烧结机和环冷机热烟气带走的热量约占整个工艺的一半，其中烧结机烟气带走的余热量占比在13%~23%左右，环冷机热烟气带走的余热量占比达到19%~35%左右，烧结能耗平衡图如图1所示。

图1烧结能耗平衡图其中烧结矿冷却环节冷却废气带走的余热占比最大，烧结机上烧成的高温烧结矿料的温度一般在750~850℃之间，在环冷机上通过鼓风强制冷却，烧结矿料最终温度低于150℃排出环冷机。

鼓风机鼓入的冷空气吸收烧结矿料显热变成废热烟气，其温度沿环冷机从高到低分布。

通过气-固传热，冷却烟气温度沿着环冷机圆周也是一个逐渐降低的过程，约从450℃下降到100℃以下。

可供利用的中、低温余热烟气分布在250~450℃之间，占全部废热量的40%左右。

自2006年后，在国家节能降耗目标以及企业自身成本控制要求的指引下，国内大部分钢铁企业都上马了烧结环冷机余热发电项目。

但受限于当时的技术水平等各种因素，所建成的烧结环冷机余热发电项目最终的经济效益与设计目标多数都有一定的差距，发电功率普遍在设计值的50%~70%左右。

韶钢5#、6#号烧结环冷机于2011年新建一余热电站，余热电站装机容量25MW，汽轮机为补汽凝汽式汽轮机，余热锅炉采用双压无补燃余热锅炉。

建成投产后，由于各种因素，余热发电项目最终的经济效益与设计目标有一定的差距，发电量一直处于较阶梯式自密封技术在烧结环冷机余热发电上的应用刘耀辉1，陶寿松1，何立波2(1、广东韶钢松山股份有限公司，广东韶关512123;2、广州市瑞溥投资有限公司，广东广州510650)【摘要】烧结环冷机台车与烟罩之间的密封问题是影响烧结余热发电的关键因素之一，解决密封问题能够减少冷风直接漏入高温废气中，提高余热发电效率。

韶钢烧结余热发电项目采用阶梯式自密封技术进行升级改造，取得了良好的效果。

【关键词】阶梯式自密封；烧结环冷机；余热发电【中图分类号】TM617【文献标识码】B【文章编号】1006-6764(2017)08-0048-04Application of Step Self-Sealing Technology in Waste HeatPower Generating of Sinter Circular CoolerLiu Yaohui1,Tao Shousong1,He Libo2(1.Guangdong Shaogang Songshan Co.Ltd.of Baosteel Group,Shaoguan,Guangdong512123，China;2.Guangzhou Ruibo Investment Co.,Ltd.,Guangzhou,Guangdong510650,China)[Abstract]Sealing between the cooler trolley and flue hood is one of the key factors in-fluencing sinter waste heat power generating;and solution of the sealing problem can reduce cool air directly leaking into high temperature flue gas and increase power generating effi-ciency.The sinter waste heat power generating project of Shaogang adopts step self-sealing technology in upgrading transformation,which has produced good results.[Keywords]step self-sealing;sinter circular cooler;waste heat powergenerating年份烧结矿年产量/t 年发电量/104kWh 年均吨矿发电量/（kWh/t)20115513123742713.4720126976198840812.05201387966271071112.18201488820431093412.3120157759740957512.3420163277672491915.01低水平。

2015年产量统计显示，全年平均吨矿发电量约为12.73kWh 。

经过各种加强管理和技术改造，在2016年前半年吨矿发电量提升到约15.01kWh ，之后遇到技术瓶颈难于再继续提升。

2017年年初，采用中科院广州能源研究所下属公司广州市瑞溥投资有限公司的环冷机烟罩自密封技术改造，发电量得到明显的提升。

环冷机烟罩自密封技术在不影响现有烧结生产工艺的前提下，通过对环冷机热风烟罩进行改造，调整控制烟罩内烟气的流场，使环冷机烟罩长度上烟罩与台车间的缝隙处烟气压力接近大气压，使得外界冷空气不能进入到热风罩内，烟罩内的热烟气也不会泄露到环境中，实现烟气的自密封，最终达到余热资源回收利用的最大化。

本文结合韶钢环冷机实际情况为对象，通过模拟计算数据与测量数据对比，分析环冷机烟罩自密封技术的应用情况以及实际取得的效果。

1改造前现状分析韶钢烧结环冷机余热发电系统的废气余热回收分系统的构成如图2所示。

建成投产后，吨矿年平均发电量统计如表1所示。

表1烧结吨矿年平均发电量统计表注：2016年是指1~5月份。

烧结矿产量以烧结实际产量统计（包括返矿量）。

改造前，两台烧结环冷机余热回收系统存在的主要问题为：（1）环冷机热风烟罩内热烟气速度紊乱分布，特别是抽吸口处局部有漩涡。

（2）烧结环冷机热风烟罩长宽比较大，现有余热回收系统利用在环冷机热风烟罩上开五个吸风口，其中第2#和3#吸风口通过引风机将烟气引入余热锅炉产生蒸汽发电。

但由于环冷机台车是运动的，而上面的热风烟罩是固定的，因此在环冷机热风烟罩于环冷机台车之间不可避免存在缝隙，缝隙宽度一般在30~100mm ，如图3所示。

图3热风烟罩与环冷机台车间缝隙这就导致了每个吸风口附近在吸入热烟气的同时也从缝隙中吸入了大量的外部冷空气；而远离抽气口的烟罩内的热烟气则不能全部被吸到吸入口，部分热烟气从缝隙往外冒，导致整体热烟气资源品质大幅降低，从而引起余热锅炉产生蒸汽量的减少及品质下降，环冷机的预热没有得到更高效率的利用。

虽然厂内采用过橡胶封堵等方式进行密封，但没有明显的效果，且使用时间不长，由于台车轨道并非绝对圆形以及烟罩的变形、橡胶长期处于高温状态下等因素，橡胶密封很快完全失去作用。

（3）现有吸入口烟囱的排烟阀门采用简易翻板图2环冷双压饱和蒸汽发电热力系统阀，此种类型的阀门漏风量较大，当吸风口抽力过大时，此处容易吸入大量冷风。

正是由于存在上述问题，说明余热回收系统的能力未能得到完全利用，尚有较大潜力可挖。

2改造前流场测量和模拟结果2.1流场测量与结果2.1.1测点布置从烧结机的落料口烟罩3轴沿台车运动方向至烟罩17轴的位置上，通过台车与烟罩的缝隙，，测量台车与烟罩缝隙处的烟气压力、温度，并测量台车与烟罩缝隙处内侧的烟气压力。

测点布置如图4所示。

图4测点布置图2.1.2测量结果分析以5#环冷机为例，根据测量，改造前余热回收温度及流场分布情况如图5和图6。

图5烟罩缝隙内沿轴线的温度分布通过测量数据分析，计算1#~5#风箱的平均烟气温度为518.8℃；6#~11#风箱的平均烟气温度为472.7℃。

高温烟囱的测量流量为256200m3/h，烟气平均温度为382.8℃；低温烟囱的测量流量为242300m3/h，烟气平均温度为380.5℃。

根据测量数据计算，环冷机烟罩的运行负压较大，烟罩存在较大的漏风，高温段漏风量约为27%，低温段漏风约为20%。

图6烟罩缝隙内沿轴线的压力分布2.2数值模拟计算分析以韶钢环冷机实物尺寸为基础，设定烧结矿为多孔介质模型，基于CFD计算流体力学软件FLU-ENT，选择合适的步长实行网格化，建立物理模型和环冷机台车和烟罩内流体流动过程及烧结矿热过程的数学模型，模拟环冷机密封设备改造前后的流场流动特性，与实际测量的数据比较，分析改造后流场优化的成果。

图7烟罩内沿轴线的压力分布模拟计算结果对比图6测量结果和图7数值模拟结果，其设备改造前，测量结果与数值模拟结果非常吻合，说明数值模拟计算所采用的方法和使用的边界条件与现状非常吻合。

设备供应方通过数值模拟的边界条件，预先模拟出设备改造后的烟罩流场，并根据数值模拟的结果设计和制造用于环冷机烟罩密封的具有专利技术的“阶梯式自密封技术”烟风抽吸装置。

3改造后的效果分析3.1改造后数值模拟结果按照设备的改造后的边界条件，模拟计算设备改造后的流场情况，并将改造前后烟罩内流场压力进行对比，对比图如图8所示。

由图可知，在安装烟（上接第47页）5结束语2#机组在利用小修机会时，对危急遮断模块实施了预定改进措施，通过近半年实际运行，AST 试验过程中未出现卡涩及压力开关不复位现象。

实践验证通过运行分析，采取行之有效的改进措施，应用可靠的模块部件，提高了危急遮断控制系统稳定性，降低了机组运行安全风险，后期将在1#机组推广应用。

通过此次故障风险分析处理，结合EH 油系统其它部分的类似问题，今后将继续运用技术手段对系统的流程、设备结构进行诊断，摸索总结，为机组的安全稳定运行积累经验。

收稿日期：2017-05-22作者简介：张鹏（1973-），男，工程师，大学本科学历，现从事汽轮机技术管理工作。

风抽吸装置之前，由于烟罩长宽比过大，靠近抽风口位置的负压过大，照成漏风严重，降低了烟气温度；在烟罩内安装阶梯式烟风抽吸装置后，沿烟罩长度上，烟罩缝隙内侧的压力变化变得平稳，均为微负压，这将很大限度改善烟罩缝隙的漏风情况，可以将漏风控制在10%以内。

图8高压蒸汽压力对蒸汽流量的影响3.2改造后流场测量结果通过改造，安装了专利设备“烟风抽吸装置”后，根据测量结果分析（图9所示）可知，烟罩内的流场分布与改造前比较，得到明显的改善，烟罩内流场分布较为均匀，使通过缝隙漏风得到有效的控制。

图9低压蒸汽压力对蒸汽流量的影响3.3改造后实际发电情况对比设备改造利用2017年2月份5#、6#烧结年休期间完成，改造后改造完成后，统计2017年3月1日~8日期间烧结余热电站吨矿发电量为17.90kWh/t ，对比与2017年2月1日~8日期间烧结余热电站吨矿发电量为15.30kWh/t ，提高了2.6kWh/t ，增幅为17%。

阶梯式自密封技术改造在韶钢烧结环冷机余热发电上取得了初步的成效，通过下一步的消缺等措施，效果应该会得到进一步的提高。