钢铁工业二次能源利用途径探析

路志标

摘要钢铁行业由于其本身生产特点，占据大量的能源，尤其是近些年，钢材产品输出量非常大，耗能约占据总耗能的70%，因此节能问题一直是钢铁工业需要关注的话题，文章主要分析钢铁工业二次能源利用途径，希望能为相关人员带来一些帮助。

关键词钢铁工业；二次能源利用

中图分类号：F416 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）12-0167-01

钢铁企业一次能源主要包括煤炭、石油类产品以及天然气等，二次能源主要是依照太阳光、煤炭以及水力等转化而来的能源，在钢铁工业生产中大约会有34%转化为副产煤气，如转炉煤气、高炉煤气等，同样也会产生大量的二次能源，如产品余热、外排废气显热等，具有很高的利用价值，本文主要讲述钢铁工业二次能源利用途径。

1钢铁工业二次能源利用概念和现状

受到现代学学技术的限制，目前二次能源利用回收的限制为，固体温度超过500℃，液体温度超过300℃，气体温度超过200℃，随着技术的不断进步，二次能源利用途径不断被提出，如热导油技术回收钢铁生产中的低温余热热量，一般钢铁二次能源包括副产煤气以及余热在内占据钢铁能量的70%，目前的技术可以回收的能源约占据15%，有很大的节能空间。

钢铁企业中的大部分二次能源还未被利用，到目前为止钢铁企业显热回收率约50.4%，冷却水显热回收率约1.9%，近几年我国钢铁企业二次能源回收的主要技术设备包括高炉炉顶煤气发电、炼焦煤调湿技术、焦炭干法熄焦技术、焦炉煤气上升管余热技术、烧结余热技术以及炉渣显热技术等。我国目前正在投产和在建的CDQ约200多套，每年能够处理焦炭1.58亿吨，部分重点钢铁企业的干熄焦率已经达到了80%。现有TRT装备高炉700多座，大部分是湿法除尘，目前我国的TRT由于高炉生产与TRT不协调，导致发电量普遍比较低下。我国在建的烧结废气余热回收装置约200套，大多数的设备没有达到设计要求，无法满足汽轮机的要求。近几年副产煤气的回收利用率逐渐下降，在以后的应用中还需要不断提高企业能源利用效率。冶金炉窑废气余热利用技术可以通过换热设备，进行热转换。

2钢铁工业二次能源利用途径

目前钢铁企业二次能源利用途径主要集中在焦化工序、烧结工序、高炉炼铁工序、转炉炼钢工序、连铸工序以及轧钢工序等。

目前焦化煤气工序上升管温度要超过1200℃，仅次于干熄煤的能量，这项工序的二次能源回收技术还处在研发中，可以在工序中采用煤调湿技术（Coal Moisture Control，简称CMC），调整配煤中的水分，这项工艺的使用能够极大的提高焦炉生产能力，减少炼焦耗热量，也能降低煤炭成本，延长焦炉使用寿命，具有工艺流程段、结构简单、便于维护等优点。此项技术在应用中需要注意的是，在降低入炉煤水分的同时，也会造成超细煤粉漂浮在空气中，增加入炉配煤中量，很难清除碳化室和上升管的石墨，也会导致粗焦油中的杂质增多。针对整个煤气系统来说，管道线路长，用户也非常多，压力波动很大，为提高煤气余热利用率，还需要不断优化改造转炉煤气净化系统、热力发电系统等，针对转炉煤气净化系统可以改造汽化冷却烟道的活动烟罩，保证除尘效率和压力，也能极大的稳定煤气回收量，此项技术的改造，能够保证转炉煤气回收量达到836Gj/t。针对热力发电系统可以建立汽轮鼓风机组、锅炉以及高炉煤气余热发电系统等，也可处理煤气清洗水，防止系统发生污沟现象，综合体高高炉煤气的利用效率。针对煤气用户，可以改进蓄热式昆底加热炉，保证排烟温度小于150℃，空气预热温度超过1000℃，这项技术的改造能够极大地回收烟气中的余热。

烧结工序余热回收技术目前还没有得到普及，在烧结工序中能耗中主要是固体燃料，约占据75%~80%，可以作为二次能源循环使用的能源主要包括烧结矿显热以及主排烟气，能够占据一次耗能的50%左右，由于各个钢铁企业的烧结机大小不一，在技术上也存在很大的差异，目前仅仅有少部分的大型烧结机采用了换热器回收主排烟气的显热，可回收蒸汽18kg/吨烧结矿，相当于回收1.6 kg标煤，烧结机回收的二次能源一种是产生了蒸汽，为混合料提供余热以及采暖所需热量，另一种是利用冷却风为点火助燃火以及余热点火等提供热量，对于大功率的烧结机抽风机可以采用交变频调速技术，达到节约电能的目的。烧结工序中二次能源回收利用技术前几年仅仅存在几个大型钢铁企业中，随着钢铁产业效益下降，近几年余热发电发展较快，目前国内大部分钢铁企业都增建了烧结余热发电项目，国内烧结余热发电一般在18度/t矿，最好的能够达到24度/t矿，但是总体来说烧结余热发电技术还是不太稳定，烧结工序还有很大的节能研究价值。

高炉炼铁工序中节能的重点问题是降低燃料比，当前绝大多数的企业高炉燃料比都偏高，主要原因是因为热风温度低、入炉矿含铁品位低、生产不稳定以及焦炭灰分高等，二次能源利用主要是高炉煤气潜热、炉渣显热以及煤气显热等，其中每吨铁生产高炉煤气量约1500~1700 Nm3，目前高炉煤气潜热的利用逐渐受到重视，回收利用装置主要包括燃气-蒸汽联合循环发电技术、常规锅炉汽轮机发电技术，受投资影响，虽然燃气-蒸汽联合循环发电急速效率远远高于常规发电，目前国内仅仅存在几个大型钢铁企业中，如宝钢、邯钢、沙钢、武钢等企业。目前企业高炉煤气放散率由于生铁产量高于煤气技术发展水平，因此一直比较低，平均不到12%。近几年国内大型钢铁企业高炉煤气放散几乎接近0。随着能源紧张，为了更好提高煤气利用率，燃气-蒸汽联合循环发电将会是今后几年国内钢铁发电的重要环节。我国现在的钢铁企业正在逐渐建立一些高炉炉顶余热发电装置（TRT），如唐钢进一步优化TRT余热发电系统，能够有效控制TRT进口煤气含量，最高可回收电力约45 kWh/t，国内在炉渣显热等的回收利用中还很落后。

3结束语

综上所述，本文先简要分析了钢铁工业二次能源利用概念和现状，重点论述钢铁企业二次能源利用途径，目前我国钢铁行业二次能源利用效率还不尽如人意，与发达国家相差甚远，在以后的发展中还需要不断提高各项工序的效率，提高二次能源利用率。

参考文献

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