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環冷機密封對余熱發電環冷機回收效率影響的研究

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環冷機密封對余熱發電環冷機回收效率影響的研究

發布日期:2019-01-31 作者: 點擊:


隨著社會的發展,人們對于節能的重視程度越來越高,大量的節能技術被應用在社會各個領域當中。其中,燒結余熱回收是一種較為重要的節能技術。經過不斷的發展和改進,余熱回收效率和相應的發電量都發生了很大的提升。當前較為常用的燒結余熱回收工藝主要有開式系統和閉路循環。但是在這兩種工藝當中,基本上都會面臨環冷機漏風的問題,使得余熱回收效率有所降低。不過,在對余熱發電環冷機進行密封改造之后,發現余熱回收效率并沒有發生明顯的提升。因此,本文余熱發電環冷機廠家華通對相關問題進行了研究,并且分析了余熱發電環冷機密封與燒結余熱回收效率之間的關系。
  一、燒結余熱回收的熱量轉換
  在余熱回收的過程當中,燒結礦中的顯熱,會被轉化為水蒸汽中的顯熱,需要分兩步完成這個轉移過程。首先,在鼓風機的作用下,環境空氣會將環冷機臺車當中的燒結礦料層穿透。在這一過程中,20攝氏度的空氣會被升溫至380攝氏度。燒結礦中沒有完全燃燒的燒結礦將會與空氣中的氧氣發生反應。從而會將冷空氣轉化為高溫的煙氣,并且吸收燒結礦當中的熱量。此后,380攝氏度的高溫熱煙氣在鍋爐換熱面積中穿過,對換熱管當中的常溫水進行加熱,使其轉化為水蒸汽。此時熱煙氣的溫度會下降,并將其中的熱量傳遞給水蒸汽。在整個余熱回收過程當中,這兩個步驟的效率,將會對熱回收的效率產生直接的影響。其中,在第二個步驟中的反應和轉換過程較為簡單,鍋爐的換熱效率將會對該步驟的轉換效率產生直接的影響。在當前的燒結余熱鍋爐當中,換熱效率基本上能夠達到80%到85%左右。而一個步驟中,有很多不同的因素會對轉換效率產生影響。例如冷卻風機風量、環冷機密封效果、燒結礦透氣性等方面的因素。如果環冷機具有越好的密封效果,冷卻風機就能夠有更多的越多的風量穿透料層,燒結礦的熱量也就會被空氣帶走更多。不過,在穿透料層當中,空氣溫度并不會一直上升,因此,燒結余熱回收的效率也不會一直保持上升。
  二、余熱回收效率影響測試系統
  在某鋼廠當中,擁有兩臺360平方米的燒結機,并且配套安置了415平方米的環冷機。在燒結回收余熱系統完成安裝之后,在兩套系統中,分別進行了余熱回收效率影響的測試。為了研究環冷機密封情況對燒結余熱回收效率的影響,對其中一套設備進行了環冷機密封改造,從而研究在環冷機密封效果更好的情況下,環冷機鼓風量與余熱回收效率之間的關系。而另一套系統并沒有進行環冷機密封改造,通過套系統的測試,與一套系統進行對比,從而研究環冷機密封對燒結余熱回收效率的影響。在一套系統中,自變量選取為環冷機鼓風量,利用鼓風機出口調節閥進行調節,并將流量計安裝在鼓風機的風量入口和出口管道之間,對鼓風量進行測量。應變量則選取為煙罩出口的煙氣量和溫度,并對流量和溫度進行測量。在測試過程中,將鼓風機的閥門設置為50%到100%的開度,并對煙氣溫度、煙氣量、鼓風量的小時平均值進行測量。在第二套系統當中,自變量選取為環冷機的鼓風量,調節通過鼓風機抽口調節閥來進行。應變量選取為余熱鍋爐的蒸汽產量,將蒸汽流量計安裝在余熱鍋爐汽包出口,對蒸汽量的小時平均值進行測量。
  三、測試流程
  在燒結余熱回收系統正常的工作狀態下,進行該項測試,并且在兩套不同的系統當中,使用了完全相同的原料和參數。具體的參數為360平方米的燒結機面積、415平方米的環冷機面積、1500毫米的料層厚度、每小時51萬立方米的環冷機風量、以及5個環冷一區風箱。對一套系統的閥門開度進行調整,同時測量煙氣溫度、煙氣量、鼓風量的小時平均值。對于第二套系統,并沒有對相應的測點進行增加,只是利用系統中已有的測點,在運行過程中,測量了蒸汽產量、煙氣流量和閥門開度。
  四、測試分析
  通過對一套系統測試得出的煙氣溫度和煙氣流量,能夠根據相關公式計算出煙氣的理論焓值。在測試過程中,將余熱鍋爐出口的煙氣溫度控制在120攝氏度左右。在計算過程中,不對余熱鍋爐和管道的漏風情況進行考慮,因此余熱鍋爐出口的煙氣量與環冷機出口的煙氣量相同。通過這些條件,能夠通過計算得出煙氣出口的焓值。通過對一套系統的測試和計算能夠得出,當閥門處于50%到75%開度的時候,煙氣溫度不會發生顯著的變化。而當閥門達到80%以上開度的時候,煙氣溫度會發生較大的下降。隨著閥門開度的增加,煙氣流量也會增加,并呈現出上升的趨勢。因此,如果增大閥門的開度,鼓風機的風量也會增大,就會有更多的煙氣量穿透料層。當閥門達到80%開度的時候,余熱鍋爐的產氣量會達到大值,在此之后,煙氣流量將會開始下降。因此,在達到大的余熱鍋爐產氣量的時候,煙氣流量、煙氣溫度等,都不會達到大值。在第二套系統當中,通過對蒸汽流量、煙氣流量、閥門開度之間的關系能夠看出,如果閥門開度增加,環冷機煙氣流量也會增加。如果閥門開度繼續增加,蒸汽流量也會隨著上升。當閥門達到90%的開度之后,蒸汽流量會到達大值,就會逐漸下降。經過對比來看,系統蒸汽流量大值出現時,進行了環冷機密封改造的系統閥門開度要小于沒有進行環冷機密封改造的系統。在一套系統當中,通過計算能夠得出蒸汽產量、煙氣量、煙氣焓值等結果與閥門開度之間的關系。通過相應的計算和分析能夠得知,在余熱鍋爐當中,隨著煙氣量的增加,其進出口的煙氣焓值也會隨之提高,并且達到一定數值之后,開始趨于平穩。在余熱鍋爐中,煙氣量和出口焓值之間的關系是線性關系,在煙氣量提升的過程當中,鍋爐會不斷損失更大的排煙量。當閥門達到80%開度的時候,余熱鍋爐進出口處的焓值差將會達到大,此后會發生較大的下降。當閥門達到80%開度的時候,余熱鍋爐產氣量將會達到大值。此外,煙氣進出口的焓值差與余熱鍋爐產氣量之間,具有十分相似的曲線趨勢。
  五、測試結論
  通過對兩套不同余熱回收系統的測試和對比能夠得知,在一套系統當中,當余熱鍋爐達到大的產氣量,即為每小時45.99噸的時候,鼓風機出口閥門會達到80%的開度,鼓風量會達到每小時41.08萬立方米,環冷機出口會達到每小時36.97萬立方米的風量,此時環冷機產生了大約10%左右的漏風率。在第二套系統當中,當余熱鍋爐產氣量達到大值,極為每小時46.55噸的時候,鼓風機出口閥門會達到90%的開度,鼓風量能夠達到每小時47.32萬立方米。這是由于在第二套余熱回收系統當中,沒有將煙氣流量計安裝在鼓風機口,因此,此時風量與一套系統燒結機鼓風機閥門開度基本相似,為90%的開度。此外,環冷機出口能夠達到每小時36.4萬立方米的風量,環冷機產生了大約23%左右的漏風率。通過對比分析兩套余熱回收系統的相關數據能夠發現,在一套余熱回收系統在進行了環冷機密封改造之后,與第二套余熱回收系統相比,漏風率大約實現了13%左右的下降。由此可以看出,在進行了環冷機密封改造之后,能夠將系統的漏風率明顯的降低。但是對于余熱回收效率來說,并沒有太過于明顯的提升效果。究其原因,是由于當有更多的風量穿透料層之后,在余熱鍋爐入口處,煙氣焓值將會提高,而余熱鍋爐出口出的煙氣焓值也會提升。如果煙氣超過了一定的數量,在余熱鍋爐入口處的煙氣焓值增加量,將會低于余熱鍋爐出口處的焓值增加量。此時,余熱鍋爐進出口的焓值差反而發生了降低,蒸汽產量也發生了下降。就采用的測試系統而言,在第二套測試系統中,將環冷鼓風機的閥門保持在了90%左右的開度。此時如果對其進行環冷機密封改造,將環冷機漏風率控制在10%左右,將會產生每小時42.5萬立方米的煙氣流量,此時的余熱回收系統產生的蒸汽量將會下降到每小時35噸以下,余熱回收效率就會明顯的降低。
  結論
  通過相關的研究和測試能夠看出,在環冷機密封和燒結余熱回收效率之間的影響當中,當環冷機抽口煙氣流量達到高值,或是環冷機出口煙氣溫度達到高值的時候,余熱回收系統都不會達到高的余熱回收效率。因此,在實際運行控制過程中,應當綜合各種因素進行調節,掌握環冷機密封對燒結余熱回收效率的影響,從而進行適當的調整。

環冷機密封對余熱發電環冷機回收效率影響的研究

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