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【技術】鋼鐵工業余熱余能資源利用 途徑及潛力分析
來源:泰州市頂力機械工具制造有限公司 | 發布時間:2019/5/5 | 瀏覽次數:

電力測試儀器資訊:由于鋼鐵工業在消耗能源推動物料轉變的同時會產生年夜量的余熱余能,因此各類余熱余能的有效回收利用,是鋼鐵工業節能降耗的重要途徑。

1、前言 鋼鐵工業余熱余能資源是指鋼鐵生產進程中某一工藝系統未被利用的能量,包括余熱和余壓。其中余熱指工藝進程中未被利用而排放到周圍環境中的熱能,按載熱體形態的不同分為固態載體余熱(如焦炭、爐渣、燒結礦、球團礦、連鑄坯等、液態載體余熱(如冷卻水、冷凝水等以及氣態載體余熱(如高、焦、轉爐煤氣、廢煙氣、蒸汽等三種余壓指由工藝設備排出的有一定壓力的流體。

按載體形態的不同分為氣態余壓(如高爐爐頂余壓和液態余壓(如循環冷卻水余壓等。由于鋼鐵工業在消耗能源推動物料轉變的同時會產生年夜量的余熱余能,因此各類余熱余能的有效回收利用。

是鋼鐵工業節能降耗的重要途徑。國內鋼鐵工業相關研究早在20世紀80年代就已開始,最初技術人員計算了1986年我國鋼鐵工業的余熱資源量及回收利用率,提出了余熱回收利用的潛力。

隨后,液壓剪切器寶鋼、本鋼等鋼鐵企業也對余熱余能回收利用進行了查詢拜訪闡發。近年來,鋼鐵工業余熱余能資源回收利用水平快速提高,為中國鋼鐵工業節能降耗做出巨年夜進獻。

2、余熱余能資源及利用途徑 2.1焦化工序 焦化工序現階段已回收利用的余熱余能資源包括焦炭顯熱、焦爐煤氣潛熱、煙道氣顯熱和初冷水顯熱。焦炭顯熱主要是采用干熄焦技術回收利用產生蒸汽用于發電。

目前干熄焦發電技術在國內鋼鐵聯合企業的應用普及率已很高。焦爐煤氣熱值高,是一種優質燃料,目前已獲得充分利用,放散率很低。

主要利用途徑是供各生產用戶使用,充裕資源用于驅動汽鍋發電。同時,由于焦爐煤氣富含氫氣和甲烷,提升利用品位,將其作為化工原料生產甲醇、合成氨等化工產品及天然氣資源的利用體例近年來獲得了更多的存眷。

煙道氣顯熱的溫度一般在250~300℃,目前主要采用余熱回收設備回收蒸汽供生產、生活用戶或作為煤調濕熱源。焦化初冷水顯熱溫度一般在60~70℃。

主要采用換熱器回收熱量用于北方地區冬季采暖。2.2燒結工序 燒結工序現階段已回收利用的余熱余能資源包括燒結礦顯熱及燒結煙氣顯熱。燒結礦顯熱的回收主要在環冷機部分。

按煙氣溫度分高、中、低三部分。目前高溫段煙氣余熱回收利用較為充分,主要采用余熱汽鍋產生蒸汽用于發電或者供生產用戶中、低溫煙氣余熱一般采用直接利用體例,用于預熱混料或熱風燒結等。

燒結煙氣顯熱的回收利用近幾年開始起步,在部分企業已有應用,主要集中在燒結年夜煙道高溫區(300~400℃的回收,采用余熱汽鍋或熱管換熱器回收產生蒸汽。

2.3球團工序 球團工序現階段已回收利用的余熱余能資源包括球團礦顯熱、煙氣顯熱及冷卻水顯熱。其中球團礦顯熱主要通過獲取熱風回用于生產,作為烘干、預熱等熱源煙氣顯熱溫度較低(約120℃。

少數企業采用熱管換熱器回收熱量用于職工洗浴等生活用戶豎爐年夜水梁冷卻水顯熱通常采用汽化冷卻體例替代水冷體例,避免循環冷卻水消耗。

并回收產生蒸汽。2.4煉鐵工序 煉鐵工序是主要耗能年夜戶,同時也是余熱余能資源較為豐富的工序,現階段已回收利用的余熱余能資源包括高爐煤氣潛熱和余壓、熱風爐煙氣顯熱及高爐渣顯熱。高爐煤氣熱值雖然不高。

但產生量年夜,目前已獲得較為充分的利用。由于放散率較低,主要供給各生產用戶使用,充裕資源用于驅動汽鍋發電。隨著高爐冶煉技術的成長。

目前煉鐵高爐基本為高壓操作,高爐爐頂余壓的利用體例主要是通過TRT發電裝置回收發電,或采用BPRT體例回收能量減少高爐鼓風電耗。熱風爐煙氣顯熱主要利用換熱器從煙氣中回收熱能。

預熱助燃空氣和煤氣,從而提高風溫,降低焦比,實現節能降耗。對高爐渣自身顯熱的回收尚處于研究階段,目前的回收利用主要是針對80~90℃高爐沖渣水,采用換熱器換熱后用于采暖或煤氣、空氣預熱等。

2.5煉鋼工序 煉鋼工序現階段已回收利用的余熱余能資源包括連鑄坯顯熱、轉爐煙氣顯熱、轉爐煤氣潛熱。連鑄坯顯熱通過熱裝熱送技術回收利用。

目前該技術在鋼鐵企業的普及率較高,但各企業熱裝熱送率和熱裝溫度的差別較年夜。轉爐煙氣顯熱溫度約1400℃,主要采用汽化冷卻裝置將高溫煙氣降溫以滿足后續除塵要求。

并進行蒸汽回收。轉爐煤氣熱值介于高爐煤氣和焦爐煤氣之間,已獲得較為充分的回收利用,目前行業重點統計企業轉爐煤氣平均鋼回收量約90m3/t,回收的轉爐煤氣主要供各生產用戶使用。

充裕資源用于驅動汽鍋發電。2.6軋鋼工序 軋鋼工序現階段已回收利用的余熱資源包括加熱爐煙氣顯熱和加熱爐冷卻水顯熱。加熱爐煙氣顯熱主要通過蓄熱式燃燒裝置及換熱器回收利用。

實現最年夜限度回收高溫煙氣的顯熱,降低加熱爐燃料消耗。加熱爐冷卻水用于冷卻工業爐金屬構件,目前主要通過采用汽化冷卻替代水冷卻體例,避免冷卻水消耗。

并回收產生蒸汽。2.7動力系統 動力系統是企業重要的能源加工轉換環節,負責各類能源介質的供配,同時其在能源加工轉換進程中也產生年夜量余熱余能資源,對這部分余熱余能資源的回收利用往往被鋼鐵企業所忽視。

現階段,除汽鍋排煙余熱回收利用普及率較高外,其他余熱余能資源,如動力汽鍋排煙余熱、空壓機余熱、循環冷卻水余熱及余壓等,仍未獲得普遍的回收利用。

具有很年夜的成長潛力和空間。3、余熱余能資源回收利用潛力闡發 綜上闡發,按余熱余能資源回收利用的應用普及程度和成熟性,鋼鐵企業余熱余能資源可分為三類。

一是品質較高且穩定,回收利用可行性高的余熱余能資源,如各類煤氣、高溫煙氣余熱等,目前已獲得較為充分回收利用,如何進一步提高能效是其未來成長的主要標的目的。

二是品質略低但技術成熟,具有回收利用可行性的余熱余能資源,如焦化煙道余熱、燒結年夜煙道余熱、高爐沖渣水、空壓機余熱、循環冷卻水余壓等,目前應用普及率仍較低。

因此,進一步推廣普及,同時不斷提高能源利用效率是其未來成長的主要標的目的。三是現階段仍處于研究階段,回收利用尚有一定。

 
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