钢铁企业余热余能综合利用分析

饶以廷 黄云铭

关键词：余热余压余气;冷却;回收;发电

在我国社会经济水平不断提升、飞速发展的进程中，各类能源资源的消耗量也不断递增，存在愈发凸显的能源供需矛盾问题，节能降耗作为了钢铁企业在未来生产发展中的侧重方向。钢铁企业作为我国传统流程制造业，更作为我国国民经济基础型企业，同时也作为耗能大户，能源消耗占比达我国工业领域所有消耗总量的15%，但是仅仅有30%～50%能源得以利用。随着钢铁节能技术的不断发展，也有愈来愈多余能回收技术广泛运用，提高了节能降本的效果，极大缓冲了目前所处经济发展新形势下面临的经济冲击，提高了钢铁企业的余能余热利用水平。在本文中将结合钢铁企业实例，分析余热余能回收利用技术的效益。

1余热余能回收利用技术现状

1.1煤气回收及利用

在目前钢铁企业的煤气回收利用上，采用的煤气回收技术包括高炉煤气干法除尘、转炉煤气干法除尘、焦炉煤气净化处理技术等，对回收煤气的利用情况，实现了各种炉窑加热、煤气发电和焦炉煤气制氢等。通过设计高炉煤气柜，能够吞吐煤气有效缓解在实践生产中，存在不均衡所致瞬時间的煤气相关参数波动问题，能够有效提升高炉媒体的整体应用率，并减少煤气放散率，很大程度改善了高炉媒体的供应量。

1.2干熄焦发电

常用2座焦炉作为一组配置，共配置四座焦炉、三台干熄焦，干熄焦两用一备，每组配备响应的干熄焦发点系统，在实际应用中考虑到干熄焦余热锅炉，和发电系统的应用年修基本在25d/n，在年修过程中运用了湿法熄焦发电技术工艺。所以实际仅仅达到93%的干熄焦发电配备率，吨焦回收达到大于500kg的中压蒸汽，115～120kWh范围内发电，100%的折合配备率，需要约达535kg、125kWh。

1.3焦炉上升管余热回收

通过运用焦炉上升管余热回收利用系统，主要解决产生焦炉荒煤气所吸收占据总释放热量36%占比的大量热量，解决热能浪费情况回收利用荒煤气显热，充分提升能源利用率，运用除盐水作荒煤气的降温处理，即可吸收热量成功转变蒸汽实现回收利用。

1.4烧结环冷、大烟道余热回收

烧结矿显热能够在烧结机机尾卸出的烧结饼高达800℃表面温度，经单辊、热筛、溜槽、环冷机等工艺设备环节，所产生的大量辐射热，即烧结矿显热过程。能够充分运用烧结矿显热生产蒸汽，达到节能效果。在烧结环冷大烟道余热回收利用中，配置每一台烧结机相应余热锅炉设备，带冷机或是环冷机设备在一段、二段冷却废气余热，在折合吨矿回收低压蒸汽约为70kg。可以运用烧结余热蒸汽发电这种较成熟方法，企业也能够与自身情况相结合，对余热综合回收利用。

1.5高炉干法布袋除尘及TRT发电

相较文氏系统、肖夫净化系统，次用高炉干法布袋除尘以及TRT发电系统，有效减少了不必要的消耗处理洗涤水过程，能够对TRT进口煤温充分提升。在运用TRT发电技术过程中，能够达到的吨铁发电效率，较湿式除尘净化系统要高出一半以上，一般情况下TRT发电完成吨铁处理约达40kWh/t，甚至在短时间内可以超出50kWh/t。

1.6高炉渣显热回收

高炉渣显热回收技术能够运用高炉渣显热，用于电路板的基板，可以利用产生热解反应的化学能，可以实现高效率的炉渣显热回收，减少水资源浪费提高回收率。

1.7炼钢转炉汽化烟道

在回收冶炼过程中的高温烟气湿热所产生的蒸汽有2.0～3.2Mpa，采用蓄热器进行蒸汽存储稳压处理后，能够转变蒸汽诶1.27MPa的微过热蒸汽。经过这样处理之后转炉烟气嫌热，能够服务于炼钢内部工艺用户，输送低压蒸汽管网约为70kg/t的吨钢处理回收蒸汽。

1.8加热炉气化冷却

钢铁企业运用步进梁氏加炉完成板坯加热处理，可以在增加锅炉余热成功取代冷却水循环系统，锅炉中水冷管就用加热炉内的固定梁以及步进梁取代，这种加热炉气化冷却工艺技术，即便应用于炉内高温氛围也可以保持一定步进梁强度，并且可以对步进梁冷却回收产生热量，每一吨能够回收约达30kg的饱和蒸汽。

2余热余能资源量估算

2.1范围界定

对于余热余能的资源界定主要包括范围，就是对余热余能的可回收利用水平进行分析，规定的不同标准界定、范围均有可能产生差异化研究结果。所以对于实际计算分析过程中，需要在前期工作首先进行余热余能定义和范围进行说明。本次研究中钢铁企业的余热余能，即生产中在执行各大生产工序，成功排出25℃常温下的热载体，最终释放所得的热量和热能此外存在例如压力能等能量。统计余热余能资源量，需要在钢铁企业生产的焦化、烧结、炼钢、炼铁、轧钢等不同工序中进行统计，排除焦化之外的加工转换。

2.2余热余能资源量测算

根据在钢铁企业生产中搜集真理的相关工艺数据，对于实际生产过程并无检测，再加上受关注度相对较低，所以对数据进行简化、估算处理，计算分析了余热余能资源量与利用的具体情况（见下表）。

3应用案例

3.1背景

该钢铁企业共拥有四座7.5m焦炉、两台500平烧结机、一台400wand/年带式球团焙烧机、两座4000立方级高炉、四座转炉以及棒线材、热轧冷轧生产线及配套公辅，包括三台自发电机组。结合现有钢铁公司生产工序，决定在烧结双压余热锅炉内并入转炉蒸汽形成高压蒸汽，经加热炉可以产生蒸汽与烧结余热锅炉内，可产生低压蒸汽用于汽轮机的补气发电。

3.2技术方案

3.2.1余热余能并联发电

烧结、炼钢、轧钢余热余能并联发电综合利用技术方案如下：经转炉车间蓄能器在饱和蒸汽并最终汇入余热锅炉过滤器内，产生烧结余热锅炉高压部分汽包的饱和蒸汽，经过加热可以形成过热蒸汽，达51t/h产量0.95MPa压力，过热蒸汽可以经汽轮机形成膨胀做功，凝结成水根据凝结水泵回送系统即可循环应用。余热锅炉低压多数饱和蒸汽以及加热炉，产生的饱和蒸汽向母管汇入，补至汽轮机某特定压力级之后即可完成膨胀做功。排至凝结水向系统回送循环运用。

3.2.2焦化循环氨水余热回收利用

设计应用了焦化余热技术：焦化循环氨水余热回收利用于制冷，采用的工艺技术为循环氨水余热共占据焦化系统总热量的30%占比，初冷器运用16℃低温冷冻水，实现蒸汽溴化锂吸收式制冷。将循环氨水作为驱动热源，直接驱动专用溴化锂吸收式机组，制取16℃工艺冷冻水，用于工艺煤气降温，取代传统蒸汽、电力等驱动制冷机组，可以有效节约大量运行费用。不仅可以满足厂区供暖，还能够形成极大富余，并且可以将余热向厂区外供暖，极大程度改善了焦化工艺。获得了一下工艺改善效果：循环氨水喷洒温度有所降低，由77℃降低至67℃，充分提升了吸热能力;荒煤气温度降低由82℃变为80℃，降低了初冷器负荷，减少冷却循环水量，提升了电捕除油效果，改善了鼓风机的运行工况。

4结语

通过本文分析为钢铁企业的余热余能资源综合利用指明了研究方向，更奠定了我国未来钢铁制造业节能降耗环保发展的实践基础，并结合应用案例设计了余热余能并联发电、焦化循环氨水余热回收利用技术，预测可获得较好的经济效益和能源效益。