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鋼廠工業實現節能減排離不開餘熱回收

鋼鐵廠過去的生產過程中,大量的高溫煙氣、煤氣等直接對空排放,火光衝天,臭味刺鼻。在去產能及環保核查雙重壓力下,鋼鐵企業紛紛節能減排降耗,餘熱餘壓發電正成為影響噸鋼能源成本的重要因素。

 

 

                      

         1.1 焦化工序

       焦化工序現階段已回收利用的餘熱餘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幹熄焦技術回收利用產生蒸汽用於發電,目前幹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,目前已得到充分利用,放散率很低,主要利用途徑是供各生產用戶使用,富餘資源用於驅動鍋爐發電。

同時,由於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方式近年來得到了更多的關注。煙道氣顯熱的溫度一般在250~300℃,目前主要采用餘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於北方地區冬季采暖。

       1.2 燒結工序

       燒結工序現階段已回收利用的餘熱餘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。目前高溫段煙氣餘熱回收利用較為充分,主要采用餘熱鍋爐產生蒸汽用於發電或者供生產用戶;中、低溫煙氣餘熱一般采用直接利用方式,用於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,主要集中在燒結大煙道高溫區(300~400℃)的回收,采用餘熱鍋爐或熱管換熱器回收產生蒸汽。

       1.3 球團工序

       球團工序現階段已回收利用的餘熱餘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於生產,作為烘幹、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於職工洗浴等生活用戶;豎爐大水梁冷卻水顯熱通常采用汽化冷卻方式替代水冷方式,避免循環冷卻水消耗,並回收產生蒸汽。

       1.4 煉鐵工序

       煉鐵工序是主要耗能大戶,同時也是餘熱餘能資源較為豐富的工序,現階段已回收利用的餘熱餘能資源包括高爐煤氣潛熱和餘壓、熱風爐煙氣顯熱及高爐渣顯熱。

       高爐煤氣熱值雖然不高,但產生量大,目前已得到較為充分的利用。由於放散率較低,主要供應各生產用戶使用,富餘資源用於驅動鍋爐發電。隨著高爐冶煉技術的發展,目前煉鐵高爐基本為高壓操作,高爐爐頂餘壓的利用方式主要是通過TRT發電裝置回收發電,或采用BPRT方式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。對於高爐渣自身顯熱的回收尚處於研究階段,目前的回收利用主要是針對80~90℃高爐衝渣水,采用換熱器換熱後用於采暖或煤氣、空氣預熱等。

       1.5 煉鋼工序

       煉鋼工序現階段已回收利用的餘熱餘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大。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後續除塵要求,並進行蒸汽回收。轉爐煤氣熱值介於高爐煤氣和焦爐煤氣之間,已得到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90m 3/t,回收的轉爐煤氣主要供各生產用戶使用,富餘資源用於驅動鍋爐發電。

       1.6 軋鋼工序

       軋鋼工序現階段已回收利用的餘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,實現最大限度回收高溫煙氣的顯熱,降低加熱爐燃料消耗。加熱爐冷卻水用於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方式,避免冷卻水消耗,並回收產生蒸汽。

       1.7 動力係統

       動力係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過程中也產生大量餘熱餘能資源,對於這部分餘熱餘能資源的回收利用往往被鋼鐵企業所忽視。現階段,除鍋爐排煙餘熱回收利用普及率較高外,其他餘熱餘能資源,如動力鍋爐排煙餘熱、空壓機餘熱、循環冷卻水餘熱及餘壓等,仍未得到廣泛的回收利用,具有很大的發展潛力和空間。

         

                             

           2、餘熱餘能資源回收利用潛力分析

       綜上分析,按餘熱餘能資源回收利用的應用普及程度和成熟性,鋼鐵企業餘熱餘能資源可分為三類。一是品質較高且穩定,回收利用可行性高的餘熱餘能資源,如各類煤氣、高溫煙氣餘熱等,目前已得到較為充分回收利用,如何進一步提高能效是其未來發展的主要方向。

       鋼鐵行業的發展曆程中取得的節能,一半是直接節能,另一半是間接節能。由此可見加強煤氣綜合利用,開展餘熱資源回收,是今後鋼鐵行業節能發展的方向。但是節能措施不能僅僅對單個設備,或是單個技術,應該從企業整體出發,進行全流程綜合考慮利用,這樣才能實現最少的投資,達到最大的效果,產生最大經濟效益。

 

 

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