马钢烧结余热发电技术讲解
浅析烧结冷却机余热发电技术
浅析烧结冷却机余热发电技术摘要：烧结冷却机余热发电技术是利用烧结冷却机中低温的废气通过余热锅炉产生蒸汽，来推动汽轮机组做功发电。
文章对工业余热资源进行了概述，对钢铁行业烧结冷却机余热发电工艺和方案进行了总结和分析，从而更好的节约能源，有利于环境保护。
关键词：钢铁行业；烧结冷却机；余热发电1 工业余热资源概述余热资源本质上是一种二次能源，是一次能源或者是可燃物料经过转换之后得到的产物，亦或者燃料在实际燃烧过程中所产生的热量在实现某一工艺之后所剩余的热量。
依据余热资源温度品位来进行划分，通常可以将工业余热划分为600℃以上的高温余热，300～600℃之间的中温余热以及300℃以下的低温余热3种类型；依据余熱资源的来源进行划分，可以将工业余热分为烟气余热、冷却介质余热、废汽废水余热、化学反应热、高温产品以及炉渣余热、可燃废气和废料余热等。
纵然余热资源的来源十分广泛，温度范围也相对较广，同时以多种形式存在。
不过单纯从余热资源的利用角度来看，其具备如下共同点：因为工艺生产过程具备一定的周期性、间断性，且生产过程相对较为波动，这就使得余热量相对来说并不稳定；同时，余热介质的性质相对较为恶劣，例如烟气中就包含的而又大量的粉尘以及腐蚀性的物质成分；此外，余热利用装置容易受到场地、原生产等现有条件的限制。
因此，工业余热资源利用系统或设备运行环境相对恶劣，要求有宽且稳定的运行范围，能适应多变的生产工艺要求，设备部件可靠性高，初期投入成本高，从经济性出发，需要结合工艺生产进行系统整体的设计布置，综合利用能量，以提高余热利用系统设备的效率。
2 钢铁行业余热发电工艺以烧结鼓风冷却机为例。
目前钢铁行业烧结矿的冷却方式大多采用鼓风冷卻方式，根据占地方式不同，有带式冷却机和环式冷却机两种。
烧结鼓风冷却机规模按冷却机面积有190m2、280m2、336m2、400m2、435m2、460m2等系列。
烧结鼓风冷却机工作原理为：赤热的烧结矿石从烧结机进入冷却机时的温度高达650～750℃，在烧结机中反应完成的矿石经过破碎，移送至冷却机，并形成一定厚度的填充层。
烧结余热发电资料
1概论在钢铁生产过程中，烧结工序的能耗约占总能耗的10%，仅次于炼铁工序，位居第二。
在烧结工序总能耗中，有近50%的热能以烧结烟气和冷却机废气的显热形式排入大气。
由于烧结冷却机废气的温度不高，仅150～450℃，加上以前余热回收技术的局限，余热回收项目往往被忽略。
随着近几年来余热回收技术突飞猛进，钢铁行业的余热回收项目造价大幅度降低，同时余热回收效率大幅提高，特别是闪蒸发电技术和补汽凝汽式汽轮机在技术上获得突破，为钢铁行业余热回收创造了优越的条件。
时值目前国家能源紧缺、大力提倡生产过程节能降耗的关键时期，国家有关部门对企业节能指标提出了很高的要求。
在这样的形势和技术条件下，一些有远见的钢铁企业，迅速启动各种余热回收项目，不但完成了钢铁企业的节能降耗任务，同时也能为企业本身创造可观的经济效益。
烧结冷却机余热的回收，是通过回收烧结机尾落矿风箱及烧结冷却机密闭段的烟气加热余热锅炉来回收低品味余热能源，结合低温余热发电技术，用余热锅炉的过热蒸气来推动低参数的汽轮发电机组做功发电的最新成套技术；其与火力发电相比：1）不需要消耗一次能源。
2）不产生额外的废气、废渣、粉尘和其它有害气体。
具体来讲烧结冷却机余热回收的意义体现在如下几个方面：1）利用烧结环冷机烟气余热发电，部分代替来自电网的以化石燃料为能源的供电量，从而起到减少温室气体排放效果；2）降低烧结工序能耗，促进资源节约；降低产品单位价格，使企业更具竞争优势。
3）有利于企业可持续发展目标的实现，减少由常规火电厂带来的SO2、CO2、粉尘之类的大气污染物，有助于改善当地的能源结构，提高能源安全。
2 国家政策一国务院关于做好建设节约型社会近期重点工作的通知国发【2005】 21号文件中提出“在冶金、有色、煤炭、电力、化工、建材、造纸、酿造等重点行业组织开展循环经济试点”。
具体内容：1）钢铁工业。
要加快淘汰落后工艺和设备，提高新建、改扩建工程的能耗准入标准。
实现技术装备大型化、生产流程连续化、紧凑化、高效化，最大限度综合利用各种能源和资源。
烧结余热技术说明书讲解
附件1技术说明书1概述1.1 工程概况河北钢铁集团荣信钢铁有限公司（以下简称“甲方”）现有180m2烧结生产线各2条，40t转炉3座，60t转炉2座。
烧结生产线尚未进行余热回收，转炉水冷烟道产生的饱和蒸汽放散严重。
根据现有企业能源平衡现状，对国内外冶金企业现有余热利用技术进行充分比较并结合国家可持续发展和资源综合利用政策，充分考虑企业现有生产规模、技术条件以及烧结和富余蒸汽资源综合利用的可行性和经济性，拟建设烧结余热及富余蒸汽电站1座，以达到充分利用余热资源、节能减排和降低生产成本并提高企业经济效益的目的。
现根据国家政策导向和业主要求，对2条180m2烧结生产线和5台转炉进行余热发电工程设计，建设两套“余热发电系统”（以下简称“余热发电项目”）。
1.2设计依据——《小型火力发电厂设计规范》GB50049-94；——《火力发电厂设计技术规程》DL 5000-2000；——《建筑设计防火规范》GB50016-2006；——《火力发电厂总图运输设计技术规定》（DL/T5032-94）；——《火力发电厂水工设计规范》DL/T5339-2006；——《火力发电厂与变电所设计防火规范》GB50229-96；——《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)；——《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223－2003)；——《火力发电厂劳动安全和工业卫生设计规程》（DL5053-96）——《火力发电厂初步设计文件内容深度规定》DLGJ 9-92；——《工程建设标准强制性条文》（2006 年）；甲方提供的基础资料。
其它现行的国家规章、规范、标准等。
1.3 设计原则由于影响烧结余热回收效率的因素很多，如烧结矿的产量、燃烧温度、料层层厚，冷却机的速度，冷却介质的初温和废气流量等。
根据烧结机的设计和运行情况，结合以往烧结余热电站的设计、调试及运行经验，在充分利用余热资源的条件下，以“稳定可靠，技术先进，降低能耗，节省投资”为基准，遵守下列原则：1）遵循国家规范、规程、规定和行业相关强制性标准；2）贯彻“安全、可靠、经济、适用、符合国情”的电力建设方针；3）在保证烧结工艺生产安全和稳定的前提下利用余热资源；4）采用热量梯级利用原则，最大程度回收烟气热量；5）选用技术先进、成熟、运行可靠的余热回收及发电设备；6）余热回收及发电系统满足国家关于节能减排及高效环保的要求。
烧结机余热发电技术的详解
烧结机余热发电技术一.概述余热发电是利用强制循环余热锅炉回收废气余热，生产中压饱和蒸汽，配套饱和蒸汽汽轮机组，发电机组抽汽供热，实现供热、电联产，最大限度提高余热蒸汽利用效率。
而对于烧结机余热发电来说是通过钢厂烧结机所产生的冶炼烟气余热强制循环余热锅炉回收利用，生产中压饱和蒸汽，配套饱和蒸汽轮机组，抽取供热发电。
通过对烧结机烟气的回收利用，一方面减少了对大气环境的污染（主要是二氧化碳，一氧化碳），另一方面，从某种程度上也节约了生产成本。
其所产生的蒸汽可进行对外供热，电联产，节省了企业的生产成本，也迎合当今社会节能减排的主题。
二.工艺原理1.烟气循环：烧结机所产生的烟气分为高低烟温段，共同进入余热锅炉烟道口，并且通过高功率循环风机强制其烟气循环，加热其中低压汽包，产生蒸汽。
当高低段烟道阀门打开时，烟气就进入锅炉烟道口，同时1#，2#烟囱也随之关闭，旁路烟关闭，补冷风口根据烟气温度自行调节其开度。
1#和2#环冷机的出口电动阀打开，循环风机的风流将进入环冷机内，代替环冷风机的风流，使得烧结工序能正常运行。
在此工序中循环风机是主体，因此循环风机的效率直接影响到烧结和锅炉蒸汽产生的效率，进一步影响发电效率。
2.中压水循环：中压锅筒给水是来自汽机房凝结水经过低压除氧器处理后，由中压给水泵打入中压锅筒。
中压给水调节中最为重要的是给水三冲量调节，其调节方式是通过汽包水位，给水流量，主蒸汽流量。
给水三冲量调节中，给水流量的准确度直接影响到调节的准确和稳定度。
因此要进行三冲量的调节，给水流量和蒸汽流量以及水位的校验非常重要。
当主蒸汽温度达到一定值（主要由进入汽机的蒸汽温度决定）时，需要打开减温水调节阀来冷却中压减温汽，降低蒸汽温度，符合进入汽机蒸汽温度的要求。
3.低压水循环：低压汽包给水是来自汽机房凝结水经过除氧器处理后进入低压汽包。
对于低压汽包给水调节可以进行两冲量或单冲量调节，其具体调节方式可以根据现场情况而定。
钢铁企业烧结余热利用与发电技术
钢铁企业烧结余热利用与发电技术摘要:钢铁企业烧结工序的能耗仅次于炼铁工序，一般为钢铁企业总能耗的10%〜20%。
我国烧结工序的能耗与先进国家相比有较大差距，每吨烧结矿的平均能耗要高20kgce。
在烧结工序总能耗中，有近50%的热能以烧结机烟气和冷却机废气的显热形式排入大气，即浪费了热能又污染了环境。
据日本某钢铁厂热平衡测试数据表明，烧结机的热收入中烧结矿显热占28.2%、废气显热占31.8%。
可见，烧结厂余热回收的重点为烧结废（烟）气余热和烧结矿（产品）显热回收。
烧结余热也是目前我国低温余热资源应用的重点。
一、烧结余热利用方式与现状烧结余热主要利用方式有（1）在点火前对烧结料层进行预热；（2）送到点火器，进行热风点火；（3）实行热风烧结，回收烧结过程的热量和成品矿显热，降低烧结能耗；（4）利用余热锅炉回收烧结或冷却热废风，所产蒸汽用于预热烧结混合料或生活取暖等，或者进行蒸汽升值发电。
目前，我国大型烧结厂普遍采用了余热回收利用装置，但多数中、小烧结厂的余热仍未得到有效利用。
国内重点大中型企业，钢铁协会会员单位在2006年钢铁协会调研时，只有不到三分之一的烧结机配备了烧结余热利用设备，大部分是蒸汽回收并入全厂动力蒸汽管网，很少利用余热发电的。
近年来，随着低温烟气余热锅炉技术和低参数补汽式汽轮机技术的发展，使低温烟气余热发电成为可能。
二、烧结余热利用与发电技术目前我国烧结余热利用的重点和难点在于：由于存在漏风率高导致废气温度降低，又要保证进入除尘器前废气温度在露点以上等原因，回收利用烧结余热较困难。
因此，如何降低漏风率以提高烧结机烟气温度，以及在保证烧结废气除尘所需温度条件下，实现烧结机尾部高温段废气显热回收？烧结余热蒸汽发电核心技术的消化吸收和本土化，是烧结余热回收的重点。
如开发此技术将烧结矿余热充分利用，则钢铁行业年可节约能源约900万吨标准煤。
烧结余热发电是利用低温余热的一个有效途径，但目前来说应用很少，且存在一些问题，在运行过程中，由于烧结机和环冷机工况发生变化时，余热回收系统的工作参数也将随之变动，输出的蒸汽压力、温度、流量也将发生变化，从而影响发电机组的运行效率。
钢铁厂余热发电特点和有效途径与EPC模式下发电项目管理
钢铁厂余热发电特点和有效途径与EPC模式下发电项目管理摘要：能源不断的改革变新对钢铁厂烧结余热发电技术也起到了重大的影响，不仅可以促进钢铁厂的节能减排，还可以为企业节约成本使得企业效益最大化。
而EPC是指出推行工程总承包和工程项目管理，是深化我国工程建设项目组织实施方式改革，提高工程建设管理水平和保证工程质量的重要措施。
关键词：钢铁厂；烧结；余热发电；项目管理；投资效益；EPC管理前言：本文简单的介绍对钢铁厂烧结余热发电装置技术原理与特点，并对提高烧结余热发电效率的有效途径进行了简要归纳，以此望能促进钢铁厂经济的可持续发展。
并且介绍EPC概念与意义，实行的管理模式等。
1.钢铁厂烧结余热发电技术原理烧结余热发电技术是钢铁厂降低烧结工序能耗、提高能源利用效率，增加企业经济效益的一项重要途径。
其大致分为三个系统：烟气回收循环系统、锅炉系统、汽轮机发电系统。
基本原理为烧结矿在环冷机由底部鼓风穿过烧结矿层，使其产生高温度气体，再将高温度气体导入余热锅炉，将锅炉中的水加热，产生蒸汽，最后使蒸汽带动汽轮机转动发电机发电，所以余热电站对蒸汽品质要求较高，且热量必须连续稳定，热量带来的蒸汽量越多，带动汽轮机发电也就越多。
2.EPC的概念及意义即设计施工采购总承包和工程项目管理，是国际通行的工程建设项目组织实施方式，也是成功运用这种模式达到缩短工期、降低投资目的的典范。
积极推行工程总承包和工程项目管理，是深化我国工程建设项目组织实施方式改革，提高工程建设管理水平，保证工程质量和投资效益，规范建筑市场秩序的重要措施；是勘察、设计、施工、监理企业调整经营结构，增强综合实力，加快与国际工程承包和管理方式接轨，适应社会主义市场经济发展和加入世界贸易组织后新形势的必然要求；是贯彻党的十六大关于“走出去”的发展战略，积极开拓国际承包市场，带动我国技术、机电设备及工程材料的出口，促进劳务输出，提高我国企业国际竞争能力的有效途径。
余热余压发电技术(钢铁)课件
振动筛
炼铁高炉
ppt课件
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烧结生产工艺简介
机
防常机
和皮 电除生费 坚 抽 区
混
1、烧结原、燃料及烧结矿 3、烧结 5、烧结矿冷却
2、配料 4、烧结饼破碎和筛分 6、烧结矿整粒和成品矿贮存
ppt课件
14
烧结生产工艺简介
ppt课件
15
ppt课件16ຫໍສະໝຸດ 按冷却风流的通过方式，可分为抽风和鼓风两种形式。 按冷却机的结构形式，又可分为带式、环式、格式、塔 式和盘式。鼓风环冷是目前应用较普遍的一种方式。
连铸、轧钢、板材
ppt课件
4
钢铁基本工艺流程简介
高炉炼铁
钢
锭 废
钢
氧气顶吹转
炉炼钢
钢 液
a)上注
b)下注 铸锭
生
铁
钢
坯
炼铁
电弧炉炼钢
炼钢
连续铸锭
浇注
钢 板 钢板轧机
型 钢
型钢轧机
钢 管
钢管轧机
钢 丝 拉丝机
钢材生产
ppt课件
5
目前钢铁余热回收利用
原料 煤 石灰石 铁矿石
焦化
焦炉煤气 红焦显热回收 焦炉烟气余热
20
烧结生产中烟气余热的特点
烧结生产能耗一般占吨钢能耗的10～20%,冷却机废气显热和 烧结烟气显热占烧结过程热耗的30～50%,具有很高的回收价值。
煤气燃烧热
5.4%
CO 损失 7.1%
烟气显热
23.6%
空气显热 3.7%
烧结矿显热 6.5%
焦粉燃烧热 88.2%
冷
烧结饼显热 44.5%
却 机
废气显热29.3%
马钢烧结带冷机余热发电
们提供 了原始热源状况 ，还为合理控制烧结终点 温度 ， 保证烧结矿质量 ， 提供科学依据 。 同时我们在烧结机尾部 ，对烧结台车进行了
目，也是通过余热锅炉产生蒸汽送至管网，两家 均没有发 电设施。安徽海螺集团的宁国水泥厂 回 矿料断面温度场测试 ，抓拍的是台车倾翻瞬间的
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ｓｓｅ ； Ｗ ａｔ ｅ ｔｘ ｌ ｓｓｅ ，ｔ ｅｓ Ｔｕ ｂ ｅ ｅａｏ ｓｅ ； Ｄｉ ｒ ｕｉｎ ｌ ｍ ｔ Ｓ ｓｅ ｙ ｔｍ ｓｅｈ ａ Ｉｉｅ ｙ ｔ ｒ ｍ ｗｏｓｔ； ｒｏｇ ｎ ｒｔｒｓ ｔ ｙ ｍ ｓ ｉ ｔ ａ ｔ ｂ ｏ ｏ ｒ ｙ ｔｍ ｄ
（ Ｃ ）ｅ ． ｈｓ ｗｅｓ ｈａ ｓｒｃｃ ｄｂ ｓ ｇｔｉ ｏｒ ａｔ． Ｄ Ｓ ｔ ．Ｔ ｅｅ ａｔ ｅｔｉ ｅｙｌ ｙｕｉ ｈｓｆｕ ｐ ｒ ａ ｅ ｎ ｓ
Ｋｅｗｏｅ ｓｎｅｉ ｏ ｌｒ ｗａ ｔ ｅ ｔｇ ｎ ｒｔ ｓ ｔ ｙ ｔ ｓ ｉｔｒｎ ｃ ｏｅ ｇ ｓｅｈ ｅ ｅａｉ ａ ｇ ｎ ｓ ｍ ｙ ｅ
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Ｖｏ ． ６ Ｎｏ． １２ １冶金能 Nhomakorabea源
钢铁企业烧结余热发电技术推广实施方案
增强企业竞争力
采用先进的烧结余热发 电技术，可提高钢铁企 业的生产效率和产品质 量，增强企业的市场竞 争力。
THANKS。
01
进行详细的预算编制，包括设备购置、安装、运行和
维护的总成本。
资金筹措
02 通过企业自筹、政府补贴或银行贷款等方式筹措资金
，确保项目的顺利实施。
使用计划
03
制定合理的资金使用计划，确保项目各阶段的资金投
入与使用符合预算。
风险管理措施与应对方案
环境风险
评估烧结余热发电系统对环境的影响，采取 相应的环保措施，如废气处理、噪声控制等 。
政策支持
政府将加大对钢铁企业节能减排的支持力度，政策鼓励钢铁企业采 用烧结余热发电等节能技术。
市场需求
随着社会对环保和节能的关注度不断提高，市场对环保节能产品的 需求也将不断增加。
对钢铁企业可持续发展的贡献
提高能源利用效率
采用烧结余热发电技术 可有效提高钢铁企业的 能源利用效率，降低能 源成本。
减少环境污染
经济效益与社会效益分析
经济效益分析
根据烧结余热发电系统的运行数据，分析系统对钢铁企业经济效益的影响，包括 减少的能源费用、增加的营业收入等。
社会效益分析
从国家能源战略和环保政策的角度出发，分析烧结余热发电技术对减少碳排放、 节约能源、促进经济发展的贡献。
06
结论与展望
项目实施的意义与价值
减少能源消耗
节能减排效果评估
根据烧结余热发电系统的运行数据，评估每吨烧结矿的发电 量，以及减少的二氧化碳排放量，计算出系统的节能减排效 果。
技术创新与改进方案
钢铁企业烧结余热发电技术推广实施方案
钢铁企业烧结余热发电技术推广实施方案二〇〇九年十二月前言钢铁工业是国民经济重要基础产业，能源消耗量约占全国工业总能耗的15%，废水和固体废弃物排放量分别占工业排放总量的14%和17%，是节能减排的重点行业。
当前，钢铁行业发展面临严峻挑战和新的发展机遇，传统的粗放型发展模式已难以为继，迫切要求行业企业以节能减排为抓手，积极转变发展方式，利用高新技术改造、提升行业技术管理水平，走科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少的新型工业化道路。
在钢铁企业中，烧结工序能耗仅次于炼铁工序，占总能耗的9%～12%，节能潜力很大。
烧结余热发电是一项将烧结废气余热资源转变为电力的节能技术。
该技术不产生额外的废气、废渣、粉尘和其它有害气体，能够有效提高烧结工序的能源利用效率，平均每吨烧结矿产生的烟气余热回收可发电20kWh，折合吨钢综合能耗可降低约8千克标准煤，从而促进钢铁企业实现节能降耗目标。
本方案计划用3年时间（2010～2012年），在重点大中型钢铁企业中有针对性地推广烧结余热发电技术，预期在钢铁行业的推广比例达到20%，形成157.5万吨标准煤的节能能力，为钢铁企业在日益激烈的市场竞争中进一步降低生产成本、实现节能降耗发挥积极作用。
目录一、技术发展及应用现状 (2)（一）烧结余热发电技术概况 (2)（二）应用现状 (3)（三）存在的问题 (3)二、指导思想、原则和目标 (4)（一）指导思想 (4)（二）基本原则 (4)（三）建设目标 (5)三、主要内容 (5)（一）范围和条件 (5)（二）建设内容 (6)（三）实施进度 (6)（四）项目投资估算 (6)四、组织实施 (6)五、配套措施 (7)一、技术发展及应用现状（一）烧结余热发电技术概况钢铁企业烧结工序能耗仅次于炼铁工序，居第二位，一般为企业总能耗的9%～12%。
我国烧结工序的能耗指标与先进国家相比差距较大，每吨烧结矿的平均能耗要高20千克标准煤，节能潜力很大。
烧结余热发电电气控制系统应用
。 。
烧 结余 热发 电电气 控 制 系统应 用
马钢 股份 有限公 司 高绪松 烧结余 热发 电技 术是利 用余 热锅 炉回收烧结冷却机 中废 气余热， 生产 中压饱 和蒸汽 ，来推 动汽轮 机
组做 功 发 电。 对 马 钢 三 铁 总 厂 烧 结 余 热 发 电 电 气控 制 系统 的 组 成 及 功 能 特 点 进 行 了介 绍 。
一
余热发 电控制 系统 由锅 炉和发 配 电系统 、汽轮机 系统 等构成 （ １。 图 ） 两 台锅炉和发配 电系统采用 的是 罗克韦 尔Ａ ｇ ５ ６ Ｂｌ ｉ ５ ２ ｏｘ 型Ｐ Ｃ Ｌ 控制 系统 ，下设Ａ 炉 、Ｂ Ｌ ，Ｐ Ｃ 锅 锅炉 、发 配电和水 处
理三个子站 ，系统为集中控制 ，两 台双压余热锅炉 、烟气 系
电压 模拟 量输 入
模 信 参 地Ｓ） 拟 号 考 Ｖ（
（Ｄ Ｃ ０ ｏ ￣ Ａ ）／ 一ｉｖ Ｍ Ｄ ＧＡ ２
Ｄ ２停机 信号 输入 Ｉ
［】 焦 明． 变 频器 多 泵 恒压 公 司 系 统节 能 设计 【． ３李 单 Ｊ 电气 传 动， Ｊ
２ ０ ， ９（１： ４ ６ ． ０ ９ ３ １ ） ６ — ７
２人机接 口 ．
人机接 口通过操作员站和工程师站来实现 ，操作员站
Ａ 锅炉Ｐ＿ 机 Ｌ
Ａ锅 Ｂ Ｃ 配 和 机 炉 ＊嚣Ｐ 电 水 Ｊ炉Ｉ Ｌ Ｌ发 锅
Ｃ
ｌ
Ｅ Ｅ模 Ｎ Ｋ Ｔ… 块
的任务是在标准画面和用户组 态画面上 汇集和显示有关的
处理ＰＣ Ｌ
运行信息 ，供运行人员进行监视和控制 。
门 、补汽 门做功发 电 ，之后蒸 汽进入 冷凝器凝 结 ，凝 结水 经过凝结水泵 、中压给水泵返 回锅炉 ，形成软水 的循环 。
马钢300m2烧结机带冷余热发电-冶金交流中心
利用偏最小二乘回归方法分析烧结复杂参数关系问题提 要： 本文介绍了分析复杂系统规律的第二代多元统计分析方法——偏最小二乘回归方法（PLS ）的原理和技术特点，利用国内第一款在Excel 中实现PLS 的软件——PEW （PLS+Excel+Word ）对影响烧结矿成品率、利用系数的因素进行了分析。
此技术提供了一种模型简单有效，物理意义清晰明确的分析工具，可以打开错综复杂，影响因素交叉重叠这一看不见的生产过程黑箱，指导操作调整，指引改造升级，为分析、优化烧结乃至钢铁生产流程复杂参数关系问题提供了 一个很好的手段。
关键词 ：偏最小二乘回归方法（PLS ） 分析 烧结复杂参数关系1 前 言烧结是一个非稳态、紧耦合、多时变的复杂系统，在烧结生产实践中，有时很想了解本单位在现有装备水平、原料条件下各种原料特性，各种工艺参数是如何影响烧结矿产量、质量、能耗指标或透气性等限制性环节的，更具体来说就是：众多工艺参数与产品产量、质量、能耗指标或透气性等限制性环节之间是什么关系。
如何能清晰地表明哪些参数对产品产量、质量、能耗指标或透气性等限制性环节而言是重要因素，哪些是次要因素；哪些是正相关，哪些是负相关；变动参数的一个单位对结果影响有多大；哪些数据点是特异点需要关注或剔除；得出这些结论可信度有多大。
由于各厂情况不一样，专业课本没有也不可能给出明确的公式，而实践经验往往也很模糊，从统计学角度来讲专家系统和神经网络预测的精度是最高的，但是专家系统和神经网络只能依据经验或采取随机试探的方法，具用一定的随意性，且对所描述对象的输入输出变量之间的关系往往缺乏很好的解释性。
传统的最小二乘回归能给出一个清晰的关系式，但由于变量之间存在多重相关性，使得模型精度不高，甚至出现与常识相悖的情况。
瑞典化学家伍德和阿巴诺于1983年提出的新型多元统计分析方法——偏最小二乘回归（PLS ），它集多元线性回归分析、主成份分析、典型相关分析的基本功能为一体，很好地解决了普通多元回归无法解决的现实问题中普遍存在的自变量之间多重相关性和样本点容量过少的问题，被称为第二代的多元回归分析方法，其应用领域已经从最初的化工领域快速扩展到机械、生物、地质、医学、社会学以及经济学等领域。
钢铁企业烧结余热发电技术研究-论文设计
摘要烧结余热发电技术是一项将烧结废气余热资源转变为电力的节能技术。
由于国烧结余热发电起步较晚，因此还存在回收率较低等很多问题，现对现有的余热发电系统进行分析，提出新的改进措施，从而提高余热资源回收率及机组的发电功率。
本研究通过分别分析烧结余热发电双压系统、单压系统、闪蒸系统和补燃系统四种余热发电系统的热力学和经济性计算，发现对于钢铁企业，双压系统的热力特性和经济性最佳，排出的污染物较少，是最合理的设计方案。
最后，对于当前技术条件下烧结余热发电技术应用难点，本设计通过设计余热发电流程，严格控制余热发电环节，以优化余热发电方案，取得更好的经济及环境效益。
关键词：余热发电、烧结、双压ABSTRACTSintering waste heat power generation technology is a sintered exhaust heat resources into electricity saving technology. As domestic sintering waste heat power generation started late, so there are still many problems such as low recovery rate, now we existing analysis cogeneration systems, propose new measures for improvement, thereby improving waste heat recovery and power generation units.This study analyzed separately dual-pressure sintering waste heat power generation system, a single pressure system, flash system and the complement system, fuel system, four kinds of cogeneration thermodynamic and economic calculations and found that the iron and steel enterprises, dual pressure system and economy of the thermodynamic properties is best, fewer pollutants dischar- ed, is the most reasonable design. Finally, the sintering waste heat power genera- tion technology difficulties of current technical conditions, this design through the design of waste heat power generation process, strict control of waste heat power generation process, in order to optimize the waste heat power generation system, and obtain better economic and environmental benefits.Key words:waste heat power generation, sintering, dual-pressure目录1绪论 (1)1.1研究背景 (1)1.2烧结余热发电技术国外研究现状 (3)1.3烧结余热发电研究意义 (4)1.4研究容 (5)2烧结余热发电系统分析 (6)2.1烧结余热发电系统 (6)2.2烧结余热发电烟气系统 (8)2.3烧结余热发电热力系统分析方法 (9)2.4烧结余热发电四种热力系统热力学分析 (13)2.5烧结余热发电四种热力系统经济性分析 (22)3烧结余热发电设备 (26)3.1选型原则 (26)3.2部分主要设备的选型要求及选择 (26)4烧结余热发电技术应用难点及解决方法 (32)4.1烧结余热发电技术应用难点 (32)4.2烧结余热发电技术应用难点解决方法 (33)5总结 (36)参考文献 (37)致 (39)附录A 烧结余热发电系统总图 (40)附录B 外文参考文献及译文 (42)1绪论1.1研究背景1.1.1 钢铁工业烧结余热能源现状钢铁生产过程中消耗了大量的资源、能源，因此随着钢铁产量的增长，能源消耗总量也持续上升。
烧结余热交流
五、影响烟气品质的主要因素
烧结冷却机产生的烟气温度和余热总量是评价余热 资源品质的重要指标，这与烧结矿的温度密切相关。冷却 机烟气温度受到烧结料层厚度、烧结终点控制、冷却风温、 冷却风速、冷却料层厚度、边缘效应及冷却机密封状况等 生产条件的影响。
六、系统的运行控制
余热发电系统依附于主体工艺，发电系统随烧 结机的运转率是评价发电系统运行和经济性的一个重 要指标。正常发电系统的运行控制技术已经非常成熟， 不存在任何问题，而余热发电系统的关键就在于使主 工艺和发电实现高度耦合。深入了解烧结工艺和发电 系统的运行特点，采取相应的运行控制技术显得非常 重要。现有大型烧结机的年作业率一般都在93％左右， 即年运行小时数约为8150h，检修时间一般分临时检 修、季（月）检修和年度检修。因此，处理好烧结余 热发电系统稳定运行的问题可以从以下几个方面着手：
结束语
1、烧结机的工艺和烧结矿的质量与余热发电要求的 矛盾有待进一步研究。 2、低温低压汽轮机的参数设计和运行参数的控制有 待进一步摸索。 3、发电运行人员的技术素质、烧结系统人员与余热 发电系统人员的积极性的高低对发电量有较大的影响展迅速，但尚未完善，当 前的研究中，最为关键的是对烧结矿在环冷机尚的冷 却过程的模型研究。如何在模型中定量的引入料层厚 度、机速、烧结矿终点温度、冷却风量等生产运行参 数对于废气流场分布的影响，是控制的关键。 （2）对于单炉单机项目，环冷机废气的稳定性问题 不容忽视，极易对项目的投运效果造成严重影响，对 烧结生产的综合管理水平和停机时间统计给予足够的 重视。 （3）对于烧结生产和余热发电之间的关联关系的认 识是余热电站运行中需要积累提高的关键内容，和发 电效益的提升关系紧密，行业内仍需加强运行经验的 要求。
二、烧结余热发电的基本工艺流程
烧结余热回收发电浅谈
烧结余热回收发电浅谈耿乃弟一、我国钢铁企业的能耗状况钢铁生产消耗大量的能源和载能工质, 其能耗占我国国民经济总能耗的10%左右。
成本中能源费用占有相当大的比重, 钢铁联合企业中这一比重已达到30%，甚至更高。
日本钢铁工业的吨钢能耗维持在0.65tce左右。
我国74家大中型钢铁企业的吨钢能耗为0.80tce，与日本相比差约0.15tce。
我国能耗最低的宝钢的吨钢能耗与日本相比也有约50kgce的差距。
我国能源消耗高的原因虽然很多, 企业规模小是一个很重要的原因。
我国重点大中型企业(进入统计范围内) 74 家钢产量占全国的90% ,而日本5大钢铁企业的钢产量占日本的70%以上。
由于装备小，一些节能效果显着，但投资大，投资回收期长的节能措施无法实施。
例如:日本干熄焦、高炉TRT、转炉煤气回收的普及率100%。
我国的干熄焦装置只有17套,年处理焦炭480万t，占我国机焦产量的4%。
TRT只在大高炉有少量装置。
二、钢铁企业余热余能资源情况钢铁企业余热余能的范围包括焦化、烧结/球团、炼铁、炼钢及轧钢等主要生产工序，各主要生产工序的余热余能参数大致如下：1、焦化工序的钢比系数为0.404t（焦）/（t钢）；焦炉煤气产生量为410m3/（t 焦）；红焦温度为1000℃，上升管焦炉煤气温度为700℃，焦炉烟气温度为200℃；2、烧结工序的钢比系数为1.44t（矿）/（t钢）；机尾烧结矿温度为800℃，烧结烟气温度为300℃；球团工序的钢比系数为0.25t（矿）/（t钢），球团矿排出温度为500℃；3、炼铁工序的钢比系数为0.91t（铁）/（t钢）；高炉渣产量为320t（渣）/（t 铁），液态高炉渣温度为1500℃；高炉煤气发生量为1650m3/t（铁），高炉煤气热值为3350kJ/m3，炉顶高炉煤气温度为200℃；高炉冷却水平均温度为40℃；热风炉排烟温度为500℃；4、炼钢工序转炉钢比系数为0.84t（钢）/（t钢），电炉钢比系数为0.16t（钢）/（t钢）；连铸比为100%；连铸坯温度为900℃；钢渣温度为1550℃；转炉煤气产生量为115m3/（t钢），热值为8370kJ/m3，烟罩处转炉煤气温度为1600℃；电炉炉顶排放口烟气温度为1200℃；5、轧钢工序钢比系数为0.92t（材）/（t钢）；加热炉炉尾或入蓄热式烧嘴烟气平均温度为900℃；加热炉汽化冷却蒸汽压力为1.5MPa，温度为200℃；基于以上参数，我国钢铁工业吨钢余热余能资源总量为0.455tce/（t钢），各工序所占比例见下图。
科技成果——钢铁行业烧结余热发电技术
科技成果——钢铁行业烧结余热发电技术
适用范围钢铁行业
行业现状
与该节能技术相关生产环节的能耗现状为200-400℃的低温余热废气，基本没有得到利用。
目前应用该技术可实现节能量8万tce/a，减排约21万tCO2/a。
成果简介
1、技术原理
钢铁行业烧结、热风炉、炼钢、加热炉等设备产生的废烟气，通过高效低温余热锅炉产生蒸汽，带动汽轮发电机组进行发电。
2、关键技术
通过分级利用余热，使得余热锅炉能最大限度的利用200-400℃的低温余热。
3、工艺流程
烟气收集→余热锅炉→汽轮发电机。
五、主要技术指标可利用烟气温度为200-400℃。
典型案例
典型用户：马钢
某钢铁投资1.7亿元人民币，安装了低温余热锅炉及汽轮发电机组，年发电量达1.4亿kWh，年取得经济效益7000万元人民币，投资回收期2.5年。
市场前景
钢铁企业的烧结、冶炼、加热等设备产生大量的低温废气，基本没有得到合理利用，所以其推广前景广阔，节能潜力巨大。
在钢铁生产过程中，都会产生大量低温烟气，若将其低温余热充分合理利用，将会产生很大的节能效益。
建议政府应积极支持、鼓励，制定特殊政策，激励企业利用低温余热的积极性，节约大量一次能源，创造更多社会效益。
未来5年，预计推广到40%，总投入17亿元，节能能力可达15万tce/a，减排能力41万tCO2/a。
148paper马钢烧结带冷机余热发电系统
148paper马钢烧结带冷机余热发电系统丁毅，陈广言，史德明，刘长青，周劲军（马鞍山钢铁股份，马鞍山243000）摘要：马钢烧结带冷机余热发电系统是中国第一套利用烧结冷却机余热发电的系统。
该项目已于2005年9月完工，目前正处在试运行时期。
该项目成功投入运行，标志着马钢乃至中国钢铁行业在烧结余热利用方法迈上一个新的台阶，对推动行业节能工作有着重要的意义。
马钢现有两台300m2烧结机组，年产烧结矿约700万吨。
调研说明，烧结机鼓风带式冷却机产生约80万Nm3/h、395℃烟气（两台合计）。
余热发电系统要紧由四个部分组成：1.烟气回收输送系统；2.烟气锅炉系统，包括两台容量为37.4t/h废气锅炉（每台300m2烧结机配备一台废气锅炉）；3.凝汽式汽轮发电机系统，包括一台容量为17.5MW凝汽式汽轮发电机组；4.DCS集散操纵系统及辅助设施等。
通过采纳调整烧结工艺、改善密封性、调整料层厚度、热风循环等手段，目前，发电量及系统运行稳固性有了专门大提高，日发电量已突破30kWh。
关键词：烧结带冷机；余热；发电系统Generating System by Using Waste Heat of Sintering Cooler of MaSteelDING Yi，CHEN Guangyan，SHI Deming，LIU Changqing，ZHOU Jinjun(Ma Steel Co.Ltd. , Maanshan 243000，China)Abstract: MaSteel`s generating system by using waste heat of sintering cooler is the Chinese first set of generation system by using waste heat of sinter. It has already been completed in September of 2005, at present is occupying the trial moving stage. Its success in putting into operation, symbolized MaSteel and even the Chinese steel and iron profession has already stepped a new stair in using method of waste heat of sinter, and has important meaning in promoting the profession energy conservation work.MaSteel has two sets of 300m2sintering machine, the annual output of sinter approximately is 7 million tons. Investigation and study indicated that, the sintering cooler produces approximately 800,000Nm3/h,395 ℃haze(two sets together) . Generating System is mainly made up of four parts: 1. Haze recycling expulsion system; 2.Waste heat boiler system, two sets, capacity is 37.4t/ h (each sintering machine provides a waste gas boiler); 3. Turbo generator system, one set, generator capacity is 17.5 MW; 4. Distributional Control System (DCS) and auxiliary equipment, etc.Through used the methods of adjusting craft of fritting, improving leak-proof quality, adjust thickness of sinter layers, hot blast circulation, the power output and operation stability of generating system has improved a lot, the daily power output has broken through 300,000kWh.Key words: Sintering cooler; Waste heat; Generating System0前言烧结矿是高炉炼铁的要紧原料。
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项目建设及运行实践
1 .项目建设
马钢烧结带冷废气余热利用工程，是我国第一次在 烧结系统实施的低温废气余热发电项目，不仅没有现成的 经验可借鉴，而且对其工艺设备、技术，工程施工等方面 都缺乏认识。针对这种情况,公司专门成立项目部，来强 化管理、落实责任。从前期调研开始，就不放过任何细节， 充分领会烧结带冷废气余热发电工艺方案和各种运行参数， 从而使整个工程按计划顺利进行。与此同时，还对余热发 电各个岗位的人员进行全面系统的理论培训和到兄弟单位 进行实际操作培训，并制定了操作规程、安全规程以及设 备规程。
废气锅炉采用卧式自然循环汽包炉，额定参数：烟气温度 395℃、流量40万m3/h、含尘量≤2g/ m3；过热蒸汽温度375℃、 压力1.95Mpa、流量37.4t/h。
汽轮发电机组采用多级、冲动、混压、凝汽式，主汽门进汽 参数为温度374℃、压力20.5 MPa （表压），耗汽量86t/h（含闪 蒸器流量），额定功率17.5MW。
（3）摸索闪蒸器产生的混汽与发电量的关系，找出合适 的运行方式。烟气余热发电采用了闪蒸器产生的混汽发 电新技术，将省煤器的部分热水，导入闪蒸器进行闪蒸， 产生饱和蒸汽，和过热蒸汽一同进入发电机发电，随着 闪蒸器产生的混汽量的增加，可以明显提高发电量。
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项目建设及运行实践
2)改进措施
（1）提高烧结系统生产的稳定性，设备运行的可靠性， 降低工艺参数波动及非正常停机对烟气品质的影响，保 证烧结矿热源的稳定性。
（2）在保证烧结矿质量的前提下，适当降低烧结终点温 度，提高了烧结带冷低温烟气温度，使余热发电量有所 上升。
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前言
马鞍山钢铁股份有限公司第二炼铁总厂有两座2500m3和一座1000m3 高炉，配备两台300m2烧结机，两台带式冷却机面积分别为336 m2，每台 带冷机前三个烟罩排烟温度平均可达380℃，总排气量近40万m3/h。由于 原设计没有余热回收利用，致使大量具有较高热焓的烟气全部通过烟囱排 空，不仅浪费了宝贵的能源，而且也污染了环境。因此对烧结带冷废气余 热进行有效回收利用，对马钢推行节能降耗、改善环境、拓展循环经济、 实现可持续发展具有十分重要的现实意义。
烟温愈高，循环效率愈高，因此，设计中采用了热风循环 方式。研究表明：当冷却介质（空气）初始温度为50℃时， 热交换后的介质比常温时的要高15℃，而当介质初温为120℃ 时，热交换后的介质初温比常温时的要高45℃。考虑到热风 循环将提高废气温度，最终确定如下设计参数，废气流量： 80×104m3/h (两台带冷机的三个烟囱)；废气温度：380℃～ 400℃；含尘浓度： 0.2～0.9g/m3。
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余热发电的可行性研究
2.烧结燃烧过程及温度场情况 我们对混合料在台车烧结过程温度变化情况进行跟踪。
是在烧结机一节台车的侧面距底部150mm、300mm、 450mm三个高度处分别钻一个孔（孔径12mm），在孔内 插入不锈钢管，再在不锈钢管中装入热电偶。当点火完成， 台车离开点火炉后，将热电偶连接到数字温度计，并且随台 车移动，记录下台车中烧结料的烧结温度变化过程，直至台 车到达烧结机尾部。从烧结过程温度跟踪测试的分析，在烧 结过程中温度最高近1300℃，并且点火开始7min后温度快 速上升，然后逐步下降。燃烧过程是由上而下进行的，在烧 结机机尾处，烧结料上层温度降到455℃，底部温度还在 1207℃以上，说明热源非常充足。
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方案设计及工艺简介
水系统
原水经过滤、脱气、阴阳离子交换处理生成纯 水进入纯水箱，纯水经过除氧器、水泵、换热管 束和过热器产生过热蒸汽，进入汽轮发电机组发 电后，乏汽经冷凝器和凝结水泵返回纯水箱。
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方案设计及工艺简介
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方案设计及工艺简介
工艺设计与系统参数设定 本余热回收发电系统可分为烟气系统、纯水系统、
余热锅炉系统、汽轮发电系统、设备冷却系统等， 其工艺流程见图
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项目建设及运行实践
（8）强化设备维护，对设备存在的问题及时整改， 使设备性能不断完善，减少了非计划检修时间，提升 了设备作业率。
（9）2007年回转窑3#炉改造完毕进行并汽。由于引 入外部热源，大大减少了因烧结停机而被迫解列的现 象。
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余热发电的可行性研究
１.余热情况调研
国内中低温废气余热利用情况 烧结烟气余热回收多数采用的是热管技术，但其换热效率较低，
蒸汽产生量少。宝钢和太钢烧结带冷机的余热，都是采用余热 锅炉回收技术。 安徽海螺集团的宁国水泥厂回转窑有一套余热发电设施可供借 鉴。该技术及全套设备是日本“绿色援助”项目，1998年投产， 年发电量约5500万kWh。通过将我厂烧结带冷机所产生的烟气 温度及烟气量与宁国水泥厂回转窑的烟气情况进行对比，我们 得出：马钢烧结带冷机所产生的烟气完全具备发电条件。
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项目建设及运行实践
2.系统运行实践
1)运行中出现的主要问题 （1）原来烧结机生产存在的稳定性差、设备故障率高以及
检修计划性差的弊端，在余热发电系统上来后充分暴露出 来，致使机组运行起伏性很大。 （2）因没有可借鉴的成功经验，在烟气(蒸汽)系统保温、 烟气流向与循环风机选择以及除尘设备设置等方面都存在 缺陷，导致烟气温度及流量偏低，没有达到设计的发电量。 （3）烧结原、燃料变化以及烧结终点温度控制对烟气温度 影响非常大，实际运行最大出力超17.5MW，最小出力有 时在5MW以下。 （4）由于认识和准备不足，2005年12月出现了低温变送 器受冻损坏，造成几次长时间停机影响发电量。
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方案设计及工艺简介
锅炉引风机排出的烟气分成两部份：占总量60%的一部份由 循环风机再次将废气送入带冷机风箱，经与高温烧结矿热交换后 从1号烟囱进入锅炉；占总量40%的另一部份废气外排至大气。 烟气采取循环利用后，进入锅炉的烟气预计比不循环的方式提高 45℃，烧结矿温度比正常情况略为提高10℃左右，不影响烧结冷 却作业。最终确定如下设计参数，废气流量：80×104m3/h (两 台带冷机的三个烟囱)；废气温度：380℃～400℃；含尘浓度： 0.2～0.9g/m3。烧结带冷机余热发电烟气系统工艺流程见下图 。
1
375
-0.020
0.642
16.10 57.6
2
279
-0.010
0.713
14.56 36.3
37534 261760 90840
烧结机0～2＃烟囱废气温度、压力、流量等测试数据
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方案设计及工艺简介
• 1.废气设计参数的确定
（6）改善烟气系统的保温性，对烟罩、风管、锅炉、蒸 汽管路等加强保温措施。
（7）采取措施减少烧结机、带冷机上的漏风。对两台烧 结机进行了漏风率测定，并在生产中加大对漏风部位的 点检力度；在烧结机定修前对漏风检修项目进行汇总， 以确保各漏风部位的检修到位；发现带冷机密封板异常 时立即更换。采取上述措施后，烧结机、带冷机的漏风 现象大为改善。
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前言
从能源利用的有效性和经济性角度看，将余热用来 发电或作为动力直接拖动机械是最为有效的利用方式。 因此马钢选择了余热发电方式来回收300m2烧结机冷却 机余热，该工程于2004年9月1日正式开工，2005年9 月6日顺利并网发电，是我国钢铁企业烧结系统第一次 实施的低温废气余热发电的项目。
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前言
冷却烟气余热利用有两种方式：一类是动力利用，即将 余热转换为电能或机械能；另一类是热利用，即利用余 热来预热空气，干燥产品、供应热水或蒸汽以及供暖和 制冷等。目前国内烧结冷却机余热利用一般都是采用热 利用方式，主要有：将废气返回到烧结料层，作为烧结 助燃空气用；预热助燃空气作为点火炉的助燃风；通入 二次混料机内或点火炉前预热混合料；通过余热锅炉或 热管技术产生蒸汽，送入管网。
项目建设及运行实践
(4) 摸索余热发电系统最佳运行方式。 通过上移带冷机拉筋，增加带冷机的料层厚度,同时对带冷机
的速比进行摸索，目前基本控制在1.65～1.75之间。 为了能够将带冷机内的热量充分带出，将两台烧结机的1#带
冷机风门基本全开。同时，根据烟温来确定带冷0#、1#、 2#烟罩烟气的配比。 通过摸索，得出余热锅炉的操作要领：在锅炉启动阶段，其 升温曲线靠逐步开启锅炉进口挡板和风机风门来保证；锅炉 的甩炉操作靠关闭锅炉进口挡板和风机风门来实现；正常生 产时靠引风机风门开度的大小来调节烟气流量以平衡烟气温 度。烧结余热发电系统受烧结机工况影响较大，在烟温不高 的情况下，需调节烟气流量来确保烟气温度以满足发电需要 （在烟气温度较低时关小风门降低锅炉负荷，避免甩炉；在 烟气温度较高时全开风门提高发电量）。