带补燃的低温余热发电系统的研究

收稿日期：２０１３－１０－２９沈永兵（１９８２－　），工程师；１０００３６北京市丰台区。

带补燃的低温余热发电系统的研究

沈永兵　张海平

（北京世纪源博科技股份有限公司）

摘　要　利用热平衡及火用平衡分析来比较带补燃的低温余热发电系统和纯低温余热发电系统，结果表明，补燃降低了排烟损失，提高了余热锅炉效率，因此提高了系统循环热效率。但是在补燃条件下，余热锅炉火用损增大，导致带补燃的低温余热发电系统火用效率要低于纯低温余热发电系统。

关键词　烧结　余热　补燃　热平衡　火用

Ａｓｔｕｄｙｏｎｓｉｎｔｅｒｉｎｇｗａｓｔｅｈｅａｔｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ

ｗｉｔｈｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｒｙｂｕｒｎｅｒ

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环冷机烟气余热主要以中低温烟气的形式存

在，国内钢企普遍采用纯低温余热发电技术来回收这部分余热，通常余热锅炉入口烟温在２５０～４００℃之间。烧结负荷、操作水平、装备水平、烧结矿成分以及配比等条件的不同导致烟气余热波动很大，余热发电系统从属于烧结主工艺且不能影响主工艺生产，因此余热发电系统常因为烧

结波动过大而频繁启停［１－３］

。一些有条件的钢厂，利用钢厂富余的低热值煤气燃烧产生的高温烟气补充进入烟气余热系统，减少烟气余热的波动，可以提高余热发电系统的稳定性，减少运行操作。拟从热平衡和火用平衡两方面来分析补燃子系统的作用，从而更科学、准确的对带补燃的低温

余热发电系统系统进行评价。１　火用及火用效率

对能量的利用不仅要从量的角度考察，还要

从品质方面来分析。建立在热力学第一定律基础上的热效率分析，因为没有考虑各种热能在品质上的差别，它仅仅表示可利用的热能和消耗掉的

热能在数值上的比值［４］

。而余热烟气和低热值煤气两种热能的品质有差异，对于不同热能之间质的差别的分析需要通过火用分析来完成。火用分析法是建立在热力学第一定律和第二定律基础上的，可以在分析中同时体现热能的“量”和“质”的作用，更具有科学性和准确性。

在环境状态确定后，火用的基本定义式包含两部分内容：当前状态与环境状态的焓差，当前状态与环境状态的熵差。火用值计算分为燃料化学

８

４冶　金　能　源

ＥＮＥＲＧＹＦＯＲＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬＩＮＤＵＳＴＲＹ

Ｖｏｌ畅３３　Ｎｏ畅３Ｍａｙ畅２０１４