突破关键技术 提升烧结余热利用水平

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钢铁行业一直是国家节能减排工作的重中之重，而烧结余热发电在钢铁企业众多节能项目中属于节能降耗幅度大、经济效益好、工艺相对成熟的技术之一。从今年的“十二五”规划可以预见，政府将继续通过一系列的指导和优惠鼓励政策来推动烧结余热发电技术在全行业的推广。随着我国节能减排力度的不断加大，以及余热发电技术的不断进步，近年来余热发电技术在钢铁等高能耗行业得以迅速推广应用。     受利用形式的限制，余热发电对于余热资源规模具有一定要求。一般来说，装机规模越小，项目的经济性越差。余热发电的最小机组规模基本为3MW，相应的要求烧结面积大于150m2，而国内烧结机的大型化转变基本上是在近10年完成的。随着淘汰落后产能工作的不断开展，为烧结余热发电技术的推广奠定了基础。
发电量低成为烧结余热发电技术“瓶颈”
    烧结余热发电的技术路线，可从热力系统、取风工艺、余热锅炉形式几个大的方面来区分，按热力系统可分为单压、双压、闪蒸，按取风工艺可分为开式系统、循环风系统，在余热锅炉形式方面拥有双通道、炉内除氧、自然循环等局部特征技术。以往，由于烧结余热发电处于起步阶段，行业内呈现多种技术并存的局面。
    技术壁垒尚未形成。近年来，余热发电设计方案呈现高度趋同态势，大量新建项目采用类似技术路线。一方面，这是市场竞争的结果，先进、合理的技术逐步得到广泛认同；另一方面，行业的技术创新不足，技术壁垒尚未形成，也是导致目前尴尬境地的重要原因。
    装备国产化取得一定成效。余热发电属于小型机组，其装备水平要求低于常规火力发电，但由于不属于电力行业的主要发展方向，加之余热锅炉等部分设备结合对象行业具有一定的特殊性，长期以来，国内设备厂家对该领域关注较少。直至2005年左右，伴随水泥余热发电市场的迅速扩大，该技术才有了长足的发展。
    余热发电的主要装备为余热锅炉、汽轮机、发电机，这些装备经过近年来的发展，在国产化方面取得一定突破，形成了一些自主品牌。除采用闪蒸系统的余热锅炉外，水泥、玻璃、烧结行业各种形式的余热锅炉、低参数汽轮发电机组均完成了从技术到加工的国产化。
    合同能源管理模式有待推广。余热发电项目可采用多种建设模式，已建项目中企业选择最多的为工程总承包和合同能源管理两种。去年，发改委等部门下发了《关于加快推行合同能源管理促进节能服务产业发展意见》，旨在利用合同能源管理模式的低投入、低风险的优点，调动企业的参与热情，同时吸纳社会上的流动资金用于节能建设。目前，业内多数节能服务企业均具有这两种建设模式的运作能力，钢铁企业可依据自身的实际情况进行选择。
    实际运行效果差强人意。据统计，国内已建、在建烧结余热发电项目28个，共涉及烧结生产线54条。此外，还有为数不少的烧结生产线配套建设了余热锅炉用于供应蒸汽，但并未发电。最近一两年，新上项目数量呈加速上升趋势。有关人士对12个烧结余热发电项目、2个烧结余热产汽项目（水管式余热锅炉）的实际运行数据进行了整理，情况不容乐观。其中，项目实际运行效果达到设计值70%以上的仅5个，约占36%；运行值低于设计值50%的为3个，约占21%；近乎半数的项目维持在设计值60%左右的水平。
    导致项目实际发电量低于设计值有多方面的原因，其中较为突出的原因：一是钢铁企业与节能服务企业以及节能服务企业之间的利益博弈，往往导致项目决策阶段制定的设计发电量虚高；二是节能服务企业对于具体烧结机在方案设计中的针对性不强，整个行业对于烧结工艺操作同余热条件之间的关联认识有待进一步提高。从目前的运行情况来看，实际发电量普遍低于设计值，已成为阻碍烧结余热发电行业发展的一个重要因素，导致目前部分钢铁企业对此项技术持观望态度。
补燃技术或将解决系统稳定性问题
    站在钢铁企业的角度审视烧结工序的余热资源，将烧结余热发电视为一个成熟的模块化解决方案，还是将其结合蒸汽、煤气、电力平衡视为一个灵活的定制化方案，这是一个值得思考的问题。同样，对于节能服务企业，将烧结余热发电技术作为一套相对独立的系统技术进行深化，还是将其作为钢厂的一个能源平衡单位来研究，也值得深思。
    对于模块化解决方案，研究对象相对固定，重在技术的成熟、高效；而对于定制化方案，每个企业的能源平衡不同，重在设计上的灵活、可控，对节能服务企业的要求更加全面。从某种角度来说，这两个方案并不矛盾，优势的节能服务企业可以做到两者兼备。
    积极应对不断变化的市场需求。鉴于该技术刚刚起步，钢铁企业的节能需求和节能企业的技术推广需求在这两种方案之间选择时会具有某种倾向性。初期的烧结余热发电项目建设多呈现模块化的倾向，随着钢铁企业能源中心建设的日益普及，钢铁企业在烧结余热发电项目中，更多地提出消化转炉、轧钢等工序的富余蒸汽，或满足工艺、采暖用汽供应等综合需求，开始呈现出定制化趋势。因此，面对市场的不断变化，节能服务企业须提前做好准备。
    基础数据测量应引起重视。目前的烧结余热发电项目中，废气作为余热资源的载体，其相关参数是项目设计的基础数据，很大程度上决定了项目的设计发电量。但目前，业内多数节能服务公司在项目合同签订前不做废气参数的测量工作，其主要原因在于：一是烧结标定难度大，投入多，在项目信息较多的市场状况下，节能服务公司的技术、设计人员紧张，在前期均避免加大投入。二是行业竞争激烈，前期设计方案中烟气参数及发电量整体偏高，节能服务企业作为项目的众多参与方之一，其测量结果仅对自身有效，如测量参数较低，则会导致竞争劣势。三是部分项目业主提供统一的烟气参数，以方便对比决策，但该模式下，烟气参数的合理性容易被掩盖。四是不同于水泥、玻璃余热发电，烧结余热发电多采用多段取风和循环风技术，对于环冷机原烟风系统有所改造，项目建设前后的废气参数存在差异，前期的测量数据作用有限。
    以煤气综合利用的大视野重新审视补燃技术。烧结余热发电的波动性主要缘于两方面原因，一是废气温度的波动，二是烧结机停机频繁。而这两方面的问题都不是余热发电工艺自身可以解决的，虽然通过烧结与发电中控之间的配合可以有所改善，但效果有限，以上问题在单台烧结机配套的单炉单机项目中比较突出。针这一情况，补燃部分高炉煤气不失为一种有效的选择。
    高炉煤气是钢铁生产工序的中间产物，煤气平衡则是钢铁企业的一项重要课题。钢铁企业应关注高炉煤气的综合利用效益及其对于整体能耗结构的影响。钢铁企业多拥有煤气锅炉或煤气发电机组，从系统效率上来说，带补燃的余热发电系统很难达到煤气发电机组的水平。但是，补燃的主要意义在于提高余热发电系统的稳定性和可控性，这是烧结余热发电所特有的实际问题；从经济效益上比较，只要用于补燃的煤气耗量控制得当，完全可以得到高于其在煤气发电机组中的产出。
注重设计方案合理性确保运行效果
    烧结余热发电项目的发电功率往往被钢铁企业作为重要的决策依据。而实际上，废气参数均为各节能服务企业根据经验所做出的判断，并用其计算发电功率及装机容量，以此作为决策依据缺乏科学性。钢铁企业在决策过程中，应降低发电量指标的权重，将注意力更多地放在设计方案合理性方面。钢铁企业需要的是贴合自身实际情况的设计，只有项目顺利运行，双方才能实现双赢。
    近年来，随着烧结余热发电技术的不断推广应用，新建钢铁项目设计中也开始预先规划余热发电所需的场地。有些钢铁企业采取烧结生产线与烧结余热发电同步建设的方式，优势明显：一是可以提早获得收益，二是冷却机区域一次性建设到位，避免重复和浪费。但同时，也应清醒地认识到该方式的缺点：一是两个项目同时建设的风险会叠加，二是无视烧结生产及余热条件的特殊性，易造成余热发电的设计参数与实际脱节。对于第一点，钢铁企业可通过项目的商务模式转嫁风险，对于第二点，其严重后果不容小视，应将余热发电项目建设推迟至烧结机投运后半年至一年，待烧结生产状况稳定后，再进行针对性的余热发电项目建设。

马门溪龙

谢谢楼主

鲁兰军

顶一下

美梦成真

废气温度的波动，烧结机停机频繁等得影响使得发电功率下降。。。

鲁兰军

烧结余热发电首先要保证烧结生产正常了再充分考虑余热的回收利用来提高发电量才是硬道理。烧结生产系统与余热发电系统有一个平衡点，就看怎么操作。想多发电热耗就要增加，所以过分强调发电量并不一定是技术先进，应想办法提高余热发电系统自身的热回收率，才能体现技术先进。单纯追求发电量，没有实际意义。吨矿料发电高并不一定是好事。生产一定要有大局观。