钢铁工业余能资源指钢铁生产过程中某一工艺系统排出的未被利用的能量,包括余热和余压。其中,余热指工艺过程中未被利用而排放到周围环境中的热能,按载热体形态的不同,分为固态载体余热(如焦炭、炉渣、烧结矿、球团矿、连铸坯)、液态载体余热(如冷却水、冷凝水)和气态载体余热(如高炉、焦炉、转炉煤气,废烟气,蒸汽)3种;余压指工艺设备排出的有一定压力的流体,按载体形态的不同分为气态余压(如高炉炉顶余压)和液态余压(如循环冷却水余压)。


  钢铁工业在消耗能源推动物料转变的同时会产生大量的余热余压,因此各类余热余压的有效回收利用是钢铁工业节能降耗的重要途径。近年来,特别是“十一五”以来,国家加大对节能减排工作的指导力度,包括制定节能减排约束性考核指标、加快节能减排技术的推广普及、给予补助资金支持等。钢铁工业余热余压回收利用得到快速发展和普及,回收利用水平逐年提高。


  同时,众多研究机构持续开展了深入的研究工作,包括对余热余压资源理论回收量的研究,回收利用方式、效果和节能潜力的分析等,对指导我国钢铁工业余热余压回收利用发挥了积极作用。


  现阶段余热余压回收利用途径


  现阶段,钢铁工业各生产工序已回收余热余压资源情况及利用途径(附表)分析如下:


  焦化工序。焦化工序现阶段已回收利用的余热余压资源包括焦炭显热、焦炉煤气潜热、烟道气显热和初冷水显热。


  焦炭显热主要是采用干熄焦技术回收利用产生蒸汽用于发电,目前干熄焦发电技术在国内钢铁联合企业的应用普及率已很高。


  焦炉煤气热值高,是一种优质燃料,目前已得到充分利用,放散率很低,主要利用途径是供各生产用户使用,富余资源用于驱动锅炉发电。同时,由于焦炉煤气富含氢气和甲烷,提升利用品位,将其作为化工原料生产甲醇、合成氨等化工产品和天然气资源的利用方式近年来得到了更多的关注。


  烟道气显热的温度一般是250℃~300℃,目前主要采用余热回收设备回收蒸汽供生产、生活用户或作为煤调湿热源。


  焦化初冷水显热温度一般是60℃~70℃,主要采用换热器回收热量用于北方地区冬季采暖。


  烧结工序。烧结工序现阶段已回收利用的余热余压资源包括烧结矿显热和烧结烟气显热。


  烧结矿显热的回收主要在环冷机部分,按烟气温度分高、中、低三部分,目前高温段烟气余热回收利用较为充分,主要采用余热锅炉产生蒸汽用于发电或者供生产用户;中、低温烟气余热一般采用直接利用方式,用于预热混料或热风烧结等。


  对于烧结烟气显热的回收利用近几年开始起步,在部分企业已有应用,主要集中在烧结大烟道高温区(300℃~400℃)的回收,采用余热锅炉或热管换热器回收产生蒸汽。


  球团工序。球团工序现阶段已回收利用的余热余压资源包括球团矿显热、烟气显热和冷却水显热。


  球团矿显热主要通过获取热风回用于生产,作为烘干、预热等热源。


  烟气显热温度较低(约120℃),少数企业采用热管换热器回收热量用于职工洗浴等生活用户。


  竖炉大水梁冷却水显热通常采用汽化冷却方式替代水冷方式,避免循环冷却水消耗,并回收产生蒸汽。


  炼铁工序。炼铁工序是主要耗能大户,同时也是余热余压资源较为丰富的工序,现阶段已回收利用的余热余压资源包括高炉煤气潜热和余压、热风炉烟气显热和高炉渣显热。


  高炉煤气热值虽然不高,但产生量大,目前已得到较为充分的利用,放散率较低,主要供应各生产用户使用,富余资源用于驱动锅炉发电。


  随着高炉冶炼技术的发展,目前炼铁高炉基本为高压操作,高炉炉顶余压的利用方式主要是通过TRT(高炉煤气余压透平发电)发电装置回收发电,或采用BPRT(煤气透平与电机同轴驱动的高炉鼓风能量回收成套机组)方式回收能量减少高炉鼓风电耗。


  热风炉烟气显热主要利用换热器从烟气中回收热能,预热助燃空气和煤气,从而提高风温,降低焦比,实现节能降耗。


  对于高炉渣自身显热的回收尚处于研究阶段,目前的回收利用主要是针对80℃~90℃高炉冲渣水,采用换热器换热后用于采暖或煤气、空气预热等。


  炼钢工序。炼钢工序现阶段已回收利用的余热余压资源包括连铸坯显热、转炉烟气显热、转炉煤气潜热。


  连铸坯显热通过热装热送技术回收利用,目前该技术在钢铁企业的普及率较高,但各企业热装热送率和热装温度的差别较大。


  转炉烟气显热温度约1400℃,主要采用汽化冷却装置将高温烟气降温以满足后续除尘要求,并进行蒸汽回收。


  转炉煤气热值介于高炉煤气和焦炉煤气之间,已得到较为充分的回收利用,目前行业重点统计企业转炉煤气平均回收量约90立方米/吨钢,回收的转炉煤气主要供各生产用户使用,富余资源用于驱动锅炉发电。

  钢铁工业余能资源指钢铁生产过程中某一工艺系统排出的未被利用的能量,包括余热和余压。其中,余热指工艺过程中未被利用而排放到周围环境中的热能,按载热体形态的不同,分为固态载体余热(如焦炭、炉渣、烧结矿、球团矿、连铸坯)、液态载体余热(如冷却水、冷凝水)和气态载体余热(如高炉、焦炉、转炉煤气,废烟气,蒸汽)3种;余压指工艺设备排出的有一定压力的流体,按载体形态的不同分为气态余压(如高炉炉顶余压)和液态余压(如循环冷却水余压)。


  钢铁工业在消耗能源推动物料转变的同时会产生大量的余热余压,因此各类余热余压的有效回收利用是钢铁工业节能降耗的重要途径。近年来,特别是“十一五”以来,国家加大对节能减排工作的指导力度,包括制定节能减排约束性考核指标、加快节能减排技术的推广普及、给予补助资金支持等。钢铁工业余热余压回收利用得到快速发展和普及,回收利用水平逐年提高。


  同时,众多研究机构持续开展了深入的研究工作,包括对余热余压资源理论回收量的研究,回收利用方式、效果和节能潜力的分析等,对指导我国钢铁工业余热余压回收利用发挥了积极作用。


  现阶段余热余压回收利用途径


  现阶段,钢铁工业各生产工序已回收余热余压资源情况及利用途径(附表)分析如下:


  焦化工序。焦化工序现阶段已回收利用的余热余压资源包括焦炭显热、焦炉煤气潜热、烟道气显热和初冷水显热。


  焦炭显热主要是采用干熄焦技术回收利用产生蒸汽用于发电,目前干熄焦发电技术在国内钢铁联合企业的应用普及率已很高。


  焦炉煤气热值高,是一种优质燃料,目前已得到充分利用,放散率很低,主要利用途径是供各生产用户使用,富余资源用于驱动锅炉发电。同时,由于焦炉煤气富含氢气和甲烷,提升利用品位,将其作为化工原料生产甲醇、合成氨等化工产品和天然气资源的利用方式近年来得到了更多的关注。


  烟道气显热的温度一般是250℃~300℃,目前主要采用余热回收设备回收蒸汽供生产、生活用户或作为煤调湿热源。


  焦化初冷水显热温度一般是60℃~70℃,主要采用换热器回收热量用于北方地区冬季采暖。


  烧结工序。烧结工序现阶段已回收利用的余热余压资源包括烧结矿显热和烧结烟气显热。


  烧结矿显热的回收主要在环冷机部分,按烟气温度分高、中、低三部分,目前高温段烟气余热回收利用较为充分,主要采用余热锅炉产生蒸汽用于发电或者供生产用户;中、低温烟气余热一般采用直接利用方式,用于预热混料或热风烧结等。


  对于烧结烟气显热的回收利用近几年开始起步,在部分企业已有应用,主要集中在烧结大烟道高温区(300℃~400℃)的回收,采用余热锅炉或热管换热器回收产生蒸汽。


  球团工序。球团工序现阶段已回收利用的余热余压资源包括球团矿显热、烟气显热和冷却水显热。


  球团矿显热主要通过获取热风回用于生产,作为烘干、预热等热源。


  烟气显热温度较低(约120℃),少数企业采用热管换热器回收热量用于职工洗浴等生活用户。


  竖炉大水梁冷却水显热通常采用汽化冷却方式替代水冷方式,避免循环冷却水消耗,并回收产生蒸汽。


  炼铁工序。炼铁工序是主要耗能大户,同时也是余热余压资源较为丰富的工序,现阶段已回收利用的余热余压资源包括高炉煤气潜热和余压、热风炉烟气显热和高炉渣显热。


  高炉煤气热值虽然不高,但产生量大,目前已得到较为充分的利用,放散率较低,主要供应各生产用户使用,富余资源用于驱动锅炉发电。


  随着高炉冶炼技术的发展,目前炼铁高炉基本为高压操作,高炉炉顶余压的利用方式主要是通过TRT(高炉煤气余压透平发电)发电装置回收发电,或采用BPRT(煤气透平与电机同轴驱动的高炉鼓风能量回收成套机组)方式回收能量减少高炉鼓风电耗。


  热风炉烟气显热主要利用换热器从烟气中回收热能,预热助燃空气和煤气,从而提高风温,降低焦比,实现节能降耗。


  对于高炉渣自身显热的回收尚处于研究阶段,目前的回收利用主要是针对80℃~90℃高炉冲渣水,采用换热器换热后用于采暖或煤气、空气预热等。


  炼钢工序。炼钢工序现阶段已回收利用的余热余压资源包括连铸坯显热、转炉烟气显热、转炉煤气潜热。


  连铸坯显热通过热装热送技术回收利用,目前该技术在钢铁企业的普及率较高,但各企业热装热送率和热装温度的差别较大。


  转炉烟气显热温度约1400℃,主要采用汽化冷却装置将高温烟气降温以满足后续除尘要求,并进行蒸汽回收。


  转炉煤气热值介于高炉煤气和焦炉煤气之间,已得到较为充分的回收利用,目前行业重点统计企业转炉煤气平均回收量约90立方米/吨钢,回收的转炉煤气主要供各生产用户使用,富余资源用于驱动锅炉发电。


2017年06月18日

燃气热电三联供
生物质发电

上一篇

下一篇

余热余压发电工程

添加时间: