关于烧结环冷机余热发电系统的设计与运用分析

- 61 -工 业 技 术我国处于发展中阶段，目前社会之中有许多仍旧未得到完善的体制在运行，其中对于能源的消耗、利用就是其中重要的体现。

目前利用化石燃料作为能量来源的运行模式的可持续性是欠缺的，并且在利用过程中会对环境造成严重的破坏，尤其以近年来资源利用对于环境的破坏尤为严重，已经对人们的生产生活甚至身体健康造成了不良影响，基于此，在人们进行新能源的研发和废弃资源的再利用上发现了烧结环冷机余热的回收再利用，利用其多余的热能进行发电，既实现了对废弃资源的回收再利用，又能够缓解资源利用对环境造成的损害，可谓一举多得。

换言之，从能源利用效率的角度来讲，利用余热进行发电也是最有效的方式，如此能够有效的降低电力来源的成本，本文以下就关于烧结环冷机余热发电系统的设计与运用分析展开论述。

１　烧结环冷机发展现状综述１．１　传统烧结环冷机对于传统环冷机运行过程中存在着漏风严重的情况，当漏风率达到50%的时候已经属于非常严重的状况，而传统的烧结环冷机的漏风率就高达30%，对于能源造成严重的浪费，同时烧结料的冷却效果不佳，对于生产造成不利影响。

此外，传统的烧结环式冷却机出现设备故障的频率相对较高，对于烧结厂的生产造成限制效果，亟待改善。

传统的烧结环式冷却机对于余热的利用效率相对较低，电能生产的效率也极低，在对生产设备进行精细化管理过程中，表现出滞后的关于烧结环冷机余热发电系统的设计与运用分析金叶刚（唐山重型装备集团有限责任公司，河北 唐山 063000）摘 要：烧结环冷机在运行过程中，会有大量的余热发生浪费，白白排放到外界的同时还对周边环境造成不良影响，基于此，对其产生的余热进行回收再利用——余热发电工程。

本文就烧结环冷机余热发电系统的设计与运用进行详细的论述，望对利用余热发电系统技术的进步起到一定的促进作用，进而为环境污染的减少提供助力。

关键词：烧结余热；回收利用；发电中图分类号：TF046 文献标志码：A 保证0.015的公差是比较困难的；伸出长度150mm，更加大了难度。

因此在加工Φ18.25与Φ30.15时，应采用双顶尖的装夹，将原来的两次装夹改为了一次装夹，减少了加工误差。

4.2 Φ21.65与右端面的垂直度为0.02mm。

在原来的方案中，这个垂直度是经过两次装夹，最后靠一夹一顶来保证的。

这个垂直度与①Φ36.75与Φ30.15同轴度、②Φ30.15与左端内孔的同轴度、③软爪与Φ30.15的装夹精度等都有关系，所以很难保证。

为了减少中间环节繁多的误差累计，右端面留0.05mm 余量，最后用软爪夹Φ21.65精右端面，从而保证垂直度。

4.3 该轴芯全长度都有内孔，且内孔直径最小处为Φ11.8，最深处105，普通内孔刀基本无法对其进行加工，需要特别制作内孔刀。

选用Φ10钨钢棒做刀杆，在刀的一头用线切割割出一个扁平位置，再通过铜将刀头焊接到钨钢棒上，这样做的好处是大大提高刀杆的强度。

4.4采用软爪装夹，使用时间长会产生磨损等情况，所以软爪要定期进行检测和修正，以免出现同轴度超差。

4.5 采用双顶尖装夹后，为了保证工件在Z 方向定位能统一，所以在两端内孔与端面交界处增加60°倒角，并且要求在同一批量中这两个倒角的直径大小要统一。

因为工件最后要通过两顶尖装夹来精加工外圆，如果在一批工件中这两个倒角的直径大小不统一，那双顶尖装夹后，工件在Z 方向上的尺寸就会不一致，所以需要将这两个倒角的直径尺寸加工准确。

５　改进后的车削工艺步骤5.1 与改进前步骤1一致。

5.2 以外圆Φ36.72为基准，采用软爪夹，伸出55，车削右端内孔，端面留0.05mm 余量，Φ30.15直径方向尺寸留0.2mm 余量，内孔采用多把多规格内孔刀完成。

5.3 以外圆Φ36.72为基准，采用软爪夹，伸出30，粗精左端面及内孔，内孔采用多把多规格内孔刀完成。

5.4 采用双顶尖装夹，粗精外轮廓。

5.5 以工件外圆Φ21.65为基准，采用软爪装夹，精车右端面。

结语通过合理的工艺安排，加工过程中正确的检测方式，有效地解决了高速电主轴核心零件的加工难题。

保证了加工的精度，提高了产品合格率和生产效率。

参考文献[1]陈小安，张朋，刘俊峰，等.高速电主轴多场耦合动力学特性研究[J].振动工程学报，2013，26（3）:303-310.[2]邓君，许光辉.高速电主轴采用轴芯冷却的设计[J].装备制造技，2010（7）:52-53.- 62 -工 业 技 术状态，在回收利用效率低下的状态下，对于环境造成的破坏也相对较大，不符合相关的环保要求。

传统的烧结环冷机在设备的安装和使用技术精度方面都有相对较高的要求，其中现场设备安装的质量对于设备运行效率至关重要，在传统的烧结环冷机现场安装过程中，受到技术或是精度要求相对较低的限制，设备出现故障的频率较高。

设备在运行过程中，若是长时间处于“亚健康”状态时，比如：轨道不同心、轨道高差偏大或是台车轮与轨道之间存在相互啃咬的状况，会大大的缩短设备的使用寿命。

此外，安装过程中焊接等施工也会导致构件之中残存应力，进而降低设备的使用精度要求。

此外，在传统的烧结环冷机构件中，冷却机架的刚度较小，使用一段时间之后，容易出现形变，这也是导致余热利用效率低、不能满足发电设计要求的重要因素之一。

１．２　多功能高效烧结环冷机在传统的烧结环冷机设备的基础上，对其在节能环保、余热回收方面进行了深入的研究，对其性能进行了全方面的改造和完善，形成了全新的多功能高效烧结环冷机，设备运行在节能环保以及能源利用效率的提高上有显著的改善与提高，为烧结环冷机余热发电系统的诞生创造了先决条件。

２　基本原理以及工艺流程２．１　利用余热发电的基本原理有效数字显示，在烧结工艺中，余热资源占吨钢余热资源总量的20%，对烧结余热进行回收再利用，能够有效的降低烧结工序对于能量的消耗、提高资源的利用效率。

对于烧结环冷机中余热发电的基本原理如下：炽热的烧结矿在环式冷却机上流转的过程中，台车底部通过鼓风设备吹进冷风，流经炽热的烧结矿成为高温气体自上部流出，利用引风机将这部分高温气体引入锅炉之中，利用其中的热量对锅炉中的水产生蒸汽，蒸汽推动汽轮机转动带动发电机进而发电，从而实现由余热进行发电的目的。

２．２　利用余热发电的工艺流程对于利用烧结环冷机余热进行发电的过程中，涉及3个重要的工序流程，其一就是烟气回收以及循环系统，这个工序流程中含烟囱、烟气引出管、烟气流量控制阀和烟筒的遮断阀，在整个流程中发挥的功效就是利用引风机将高温气体导入锅炉之中，并有效地避免外界的冷空气进入锅炉之中；其二就是锅炉系统，这个工序环节相对简单，就是利用热传递，即将热空气中的热量对锅炉水进行加热使之产生蒸汽；其三就是汽轮机和发电机组成的发电系统，蒸汽带动汽轮机转动，汽轮机带动发电机转动，进而实现有热能向电能的转化，实现对烧结环冷机余热的回收再利用。

３　烧结机余热利用改造内容及技术方案在整个烧结余热资源回收利用过程中，涉及多个技术，其中的关键点在于对冷却机废弃余热回收为重点回收对象，此外，系统运行的稳定性也是重要研究对象，在此基础上尽量的提高余热回收的效率，在整个技术工序之中，热源参数的预测技术是基础，热风循环技术是有效手段，而余热锅炉和发电系统热力参数优化、参数匹配和动态特性优化是整个余热发电系统的核心技术。

采取梯度方式利用余热，实施多炉带一机措施：在利用烧结环冷机余热进行发电过程中，发电效率受到两个方面因素的影响：其一就是设备系统的科学性，也就是所谓的技术水平；其二就是余热的温度。

从能量理论的角度来讲，能量转换构成中的不可逆过程都是朝着较低能量水平的方向，因此，传热的效率与余热的温度密切相关。

基于此，在利用烧结环冷机余热发电过程中，要充分的利用梯度余热。

在实际的运作过程中，能够用烧结系统中温度相对较高的热量发电，温度处于中间位置时，可用其燃烧空气、点火炉等，当温度达到一个相对较低的程度时，可以用其对烧结材料进行干燥处理，如此一来，可以大幅度的提高余热的利用效率。

在实际的生产过程中，烧结设备难免会出现效率低下或是故障的时段，若是每一台烧结环冷机都配备一台发电机，难免会出现余热不足以发电的情况，基于此，就要将多台冷却机与一台发电机相连，若是出现某一台设备关闭，并不会影响到发电机的正常运行，为稳定发电提供保障，目前国内较为先进的技术设备已经实现两台一体发电系统。

结语综上所述，在目前烧结环冷机余热发电项目的研究上，并未有十分显著的收益，其主要原因主要有以下几个方面：第一就是产能扩张效率相对较低，并且客户无法直接的衡量能源效率的高低；第二就是在烧结环冷机余热发电系统方面的技术还不是十分的成熟，并未形成一种标准化的技术或是行业标准，在实际操作过程中，存在着较多的不确定因素；第三，在烧结环式冷却机余热利用问题上，面临着来自各个方面的压力相对较大，这些问题的协调与解决并非一朝一夕就能完成的。

以上几条原因，对目前烧结冷却机余热发电项目的开展形成限制作用。

话虽如此，但在另一个角度来讲，我国利用各项工业余热进行发电的项目，是未来能源开发和利用的大趋势，在这方面应该多投入资金和精力，为缓解当下环境压力贡献出一份力量。

参考文献[1]同为群，栾颖.烧结余热回收利用途径探讨[J].河南冶金，2007（3）：23-24.[2]王兆鹏，胡晓民.烧结余热回收发电现状及发展趋势[J].烧结球团，200，33(1):31-35.[3]吕艳丽.烧结环冷机余热发电系统的设计与研究[D].大连理工大学，2015.[4]刘相伯.一种烧结环冷机余热发电系统的设计[J].矿业工程，2014，12（6）：70-71.[5]郭海涛.烧结环冷机余热发电系统的设计与研究[J].城市建设理论研究（电子版），2016（36）：11-12.。