推薦：余熱利用的現(xiàn)狀

1、余熱利用的現(xiàn)狀【學(xué)員問(wèn)題】余熱利用的現(xiàn)狀？【解答】節(jié)能降耗是冶金企業(yè)長(zhǎng)期的戰(zhàn)略任務(wù)。冶金企業(yè)從原料、焦化、燒結(jié)到煉鐵、煉鋼、連鑄以及軋鋼的生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量含有可利用熱量的廢氣、廢水、廢渣，同時(shí)在各工序之間存在著含有可利用能量的中間產(chǎn)品和半成品。充分回收和利用這些能量，是企業(yè)現(xiàn)代化程度的標(biāo)志之一。在各種工業(yè)爐窯的能量支出中，廢氣余熱約占 15%-35%15%-35%這些廢氣凈化處理后是一種輸送和使用方便、燃燒后又無(wú)需排渣和除塵、不易造成環(huán)境污染的優(yōu)質(zhì)能源。若能按工藝要求提供合適熱值的煤氣作能源，還有利于改善產(chǎn)品質(zhì)量。但是由于企業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)和工業(yè)爐窯配置等原因，目前我國(guó)許多冶金企業(yè)仍排放大量廢氣。

2、這是造成企業(yè)能源消耗高的一個(gè)重要原因。本文將介紹國(guó)內(nèi)各冶金企業(yè)廢氣余熱回收利用的現(xiàn)狀及存在的主要問(wèn)題。余熱回收種類(lèi)及原則冶金企業(yè)常用的廢氣余熱利用方式有：安裝換熱器；在換熱器后安裝余熱鍋爐；爐底管汽化冷卻；發(fā)電（熱電聯(lián)產(chǎn)）；制冷?；厥蘸蟮臒崃恐饕糜陬A(yù)熱助燃空氣、預(yù)熱煤氣和生產(chǎn)蒸汽。對(duì)電爐而言，預(yù)熱廢鋼或進(jìn)料可減少電爐的電能消耗，縮短熔煉時(shí)間；對(duì)加熱爐而言，預(yù)熱空氣、燃料或工件，煙氣余熱返回爐內(nèi)，可使火焰穩(wěn)定、提高燃料溫度和燃燒效率以及爐子的熱效率。工業(yè)爐窯余熱回收差的原因，除了排煙溫度高和換熱器能力小之外，鮮為人注意的是煙氣和熱風(fēng)的顯熱未能有效保存，煙氣由爐膛冒出、吸入冷風(fēng)，地下煙道漏水、漏

3、氣，旁通煙道短路和管道絕熱不良，使多數(shù)爐子在回收裝置前的煙氣熱損失高達(dá) 30%-50%30%-50%回爐熱風(fēng)的顯熱損失為 20%-33%20%-33%針對(duì)這種情況，提出了一系列降低出爐煙溫的措施和能充分保存與回收余熱的排煙-供風(fēng)系統(tǒng)， 使上述兩項(xiàng)熱損失分別降到 5%5%口 3 3 溢右， 同時(shí)開(kāi)發(fā)了各種高效、經(jīng)濟(jì)的換熱器和能使用全熱風(fēng)的燃燒裝置，回收后煙溫可下降到 180180250C,250C,不再需要安裝價(jià)格昂貴而利用率不高的余熱鍋爐，使?fàn)t氣余熱從爐外回收轉(zhuǎn)到爐內(nèi)回收的方向來(lái)，正是在這種形勢(shì)下提出了余熱全自回收的新概念：首先設(shè)法降低爐子排出的煙溫和煙量，并使余熱回收過(guò)程中的各項(xiàng)熱損失減少，

4、然后通過(guò)高效換熱器將余熱最大限度地回收并全部送入爐內(nèi)。利用方式(1)(1)燒結(jié)廢氣在鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中，燒結(jié)工序的能耗約占總能耗的 10%10%僅次于煉鐵工序而位居第二。在燒結(jié)工序總能耗中，有近 50%50%勺熱能以燒結(jié)機(jī)煙氣和冷卻機(jī)廢氣的顯熱形式排入大氣，既浪費(fèi)了熱能又污染了環(huán)境。由于燒結(jié)廢氣的溫度不高，以往人們對(duì)這部分熱能的回收利用重視不夠。但實(shí)際上大有文章可做，因?yàn)闊Y(jié)廢氣不僅數(shù)量大，而且可供回收的熱量也大。不過(guò)，燒結(jié)余熱回收裝置的投資費(fèi)用較大，是否對(duì)燒結(jié)機(jī)或冷卻機(jī)實(shí)施余熱回收還需要視全廠的蒸汽需要情況進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析后才能作出決斷。冷卻機(jī)廢氣屬于中低溫?zé)嵩?，其中中溫部分（大?300300

5、C C）的開(kāi)發(fā)技術(shù)比較成熟，用作點(diǎn)火器或保溫爐的助燃風(fēng)，生產(chǎn)蒸汽或余熱發(fā)電。而低溫部分（200c200c 左右，約占廢氣的 2/32/3）, ,由于熱效率低，應(yīng)用的很少。鞍鋼設(shè)計(jì)研究院在 9090 年代初開(kāi)發(fā)了以環(huán)冷機(jī)低溫段（200c200c 左右）廢氣作為風(fēng)源的熱風(fēng)燒結(jié)技術(shù)，將其應(yīng)用于鞍鋼新三燒 1 1 號(hào)燒結(jié)機(jī)和 2 2 號(hào)燒結(jié)機(jī)取得節(jié)能、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)效益高的效果，其中，固體燃料消耗降低 13.8%,13.8%,年創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益 889889 萬(wàn)元3 3。熱管蒸汽發(fā)生器是東方環(huán)境研制的一種燒結(jié)廢氣余熱回收系統(tǒng)。在國(guó)內(nèi)數(shù)家燒結(jié)廠投入運(yùn)行后取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。（2 2）高爐煤氣高爐煤氣的回收利用比

6、其它廢氣的回收利用意義更為重大，因?yàn)檫@涉及到冶金企業(yè)的氣體燃料平衡、減少燒油等重要的能源問(wèn)題，所以是廢氣余熱、余能回收利用的重點(diǎn)之一，應(yīng)當(dāng)加快進(jìn)程。對(duì)鋼鐵聯(lián)合企業(yè)來(lái)說(shuō)，目標(biāo)應(yīng)當(dāng)是努力降低高爐煤氣的放散率，增加混合煤氣量，或采用低熱值煤氣燃燒技術(shù)將其用于軋鋼加熱爐；對(duì)獨(dú)立鐵廠而言，則應(yīng)盡快建設(shè)高爐煤氣電站。高爐煤氣屬于超低熱值燃料，且氣源壓力不穩(wěn)定，不適宜遠(yuǎn)距離輸送或用作城市生活煤氣，回收利用有較大的難度，除熱風(fēng)爐和鍋爐外，目前只能用于復(fù)熱式加熱的焦?fàn)t和具有雙預(yù)熱功能的軋鋼加熱爐。轉(zhuǎn)換利用高爐煤氣的常用方式是燃燒發(fā)電高爐的大型化使高爐煤氣的產(chǎn)量成倍增加，燃用高爐煤氣的中低參數(shù)發(fā)電機(jī)組從鍋爐容量和

7、能源的利用率等方面均已不能滿足需要，因此，發(fā)展高參數(shù)大容量全燃高爐煤氣發(fā)電機(jī)組勢(shì)在必行。近年來(lái)，我國(guó)在回收利用高爐煤氣方面作了不少工作，但是放散率仍然較高。許多企業(yè)在大量放散高爐煤氣的同時(shí)，工業(yè)爐窯及熱工設(shè)備都在燃用高價(jià)油和優(yōu)質(zhì)煤，不僅浪費(fèi)能源、污染環(huán)境，而且提高了生產(chǎn)成本。解決煤氣放散的根本措施是鋼鐵廠應(yīng)普遍采用煤和煤氣兩用鍋爐作為煤氣的緩沖用戶。因?yàn)橐苯鹌髽I(yè)均有一定規(guī)模的熱（蒸汽）用戶，而熱電聯(lián)產(chǎn)又是鍋爐蒸汽既靈活又便利的出路。這樣，富余的煤氣經(jīng)鍋爐轉(zhuǎn)換為蒸汽，在滿足供熱的同時(shí)，根據(jù)需要和可能還可以部分地轉(zhuǎn)化為電力供生產(chǎn)使用，從而緩解企業(yè)用電的緊張局面，減少企業(yè)的一次能源消耗，具有節(jié)能和降

8、低成本的雙重經(jīng)濟(jì)效益。高爐煤氣的超低熱值并呈降低趨勢(shì)是限制高爐煤氣使用的最重要原因。19651965 年高爐煤氣的平均熱值為 4180kJ/m3,4180kJ/m3,而現(xiàn)在我國(guó)大型高爐的煤氣熱值已降到 3135kJ/m3,3135kJ/m3,中、小高爐分別降到3340334035503550 和 376037603970kJ/m33970kJ/m3.它們?cè)诓活A(yù)熱時(shí)的理論燃燒溫度分別為 12361236、12901290 和 1420c1420c4 4。隨著高爐原料條件的進(jìn)一步改善、裝備水平及操作水平的日益提高，高爐煤氣的發(fā)熱值會(huì)越來(lái)越低，解決這個(gè)問(wèn)題的主要途徑有：在熱風(fēng)爐煙道中安裝換熱器，預(yù)熱

9、助燃空氣及高爐煤氣，從而達(dá)到提高燃燒溫度和熱效率的目的。200200300c300c 煙氣可使助燃空氣的預(yù)熱溫度達(dá)到 150c150c 以上，高爐煤氣的預(yù)熱溫度達(dá)到 100c100c 以上。富氧燃燒也是提高燃燒溫度的有效措施之一。以熱值為 3767kJ/m33767kJ/m3 的高爐煤氣為例，若把空氣中白含氧量從 21%21%提高到 30%30%其理論燃燒溫度可達(dá) 1900c1900c 左右，相當(dāng)于空氣、煤氣雙預(yù)熱到 950c950c 的效果。在有條件的企業(yè)，富氧燃燒較之安裝換熱器技術(shù)經(jīng)濟(jì)上更為有利。(3)(3)轉(zhuǎn)爐煤氣與先進(jìn)國(guó)家接近 100%100%勺轉(zhuǎn)爐煤氣回收利用率相比，我國(guó)轉(zhuǎn)爐煤氣的利

10、用水平仍有很大差距，回收利用率只有 55%.55%.由于轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)呈周期性，因此排出的煙氣余熱也是間斷的、周期性的，使轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐只能間斷地產(chǎn)生蒸汽。為使間斷供氣變?yōu)檫B續(xù)的、穩(wěn)定的氣源，以利于用戶使用和轉(zhuǎn)爐冶金工廠鍋爐的負(fù)荷穩(wěn)定，可以在供氣系統(tǒng)中設(shè)置蒸汽蓄熱器，這樣一般可提高鍋爐熱效率 3%5%.3%5%.影響轉(zhuǎn)爐煤氣回收的原因之一是轉(zhuǎn)爐煤氣回收過(guò)程中存在不安全因素。這是由于轉(zhuǎn)爐煤氣回收工藝和轉(zhuǎn)爐煤氣本身的特性所決定的。在高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、發(fā)生爐煤氣、天然氣和轉(zhuǎn)爐煤氣中，轉(zhuǎn)爐煤氣的毒性最大，其 COCO 含量高達(dá) 70%70%此外，轉(zhuǎn)爐煤氣的斷續(xù)生產(chǎn)性使得生產(chǎn)過(guò)程中很容易發(fā)生事故并增大了回收利

11、用的難度。但是只要掌握轉(zhuǎn)爐煤氣的特性和生產(chǎn)規(guī)律并采取相應(yīng)的措施，是完全可以做到安全回收的。寶鋼、武鋼、鞍鋼和濟(jì)鋼就實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)爐煤氣的安全回收。(4)(4)電爐煙氣在電弧爐的熱平衡中，煙氣顯熱一般占電爐熱量的 20%.20%.目前，國(guó)內(nèi)電弧爐煙氣的余熱利用尚不普及。回收利用電爐煙氣常用的兩種裝置是廢鋼預(yù)熱器和余熱鍋爐。從二者回收能量的數(shù)量來(lái)看，余熱鍋爐回收的熱能較多(為預(yù)熱廢鋼的 2.52.5 倍)；但若從能量質(zhì)量的角度看，則是預(yù)熱廢鋼的方式高，即預(yù)熱廢鋼回收的熱量中可用能較多、能級(jí)較高、熱價(jià)較高；從主體設(shè)備的生產(chǎn)工藝來(lái)看，也以預(yù)熱廢鋼為優(yōu)。因?yàn)殡姞t煉鋼是以煉鋼為目的，回收廢氣余熱來(lái)預(yù)熱廢鋼具有綜

12、合效益。(5)(5)軋鋼加熱爐煙氣目前， 我國(guó)軋鋼加熱爐煙氣余熱回收率平均為 20%-25%20%-25%重點(diǎn)冶金企業(yè)略高些， 地方中小企業(yè)要低一些。寶鋼軋鋼加熱爐煙氣的余熱回收率已達(dá)到 45%U45%U 上1010。截止到 19921992 年,國(guó)內(nèi)有代表性的 3333 個(gè)冶金企業(yè) 20200 0 座軋鋼加熱爐的助燃空氣平均溫度已上升到 276C,276C,比 1981985 5 年提高了 24.3%.24.3%.但是進(jìn)一步提高助燃空氣的預(yù)熱溫度還有很大的潛力。對(duì)軋鋼加熱爐的煙氣余熱應(yīng)該隨煙溫的由高到低逐級(jí)回收利用。對(duì)出爐溫度為 650650800c800c 的高溫?zé)煔?，可以通過(guò)各種換熱器預(yù)

13、熱空氣或煤氣，換熱器后 400400500c500c 左右較難回收的中溫?zé)煔饪梢酝ㄟ^(guò)熱管或余熱鍋爐進(jìn)一步回收利用。在我國(guó)現(xiàn)有的技術(shù)水平條件下，排入煙囪的最佳煙溫為 150150180C,180C,工業(yè)先進(jìn)國(guó)家(如日本)已經(jīng)做到排入煙囪的煙溫小于 100C100C。從國(guó)內(nèi)若干冶金企業(yè)軋鋼加熱爐用換熱器的使用情況來(lái)看，第一，大部分冶金企業(yè)已經(jīng)能控制和掌握煙氣在經(jīng)濟(jì)煙溫下出爐，基本解決了煙氣出爐溫度過(guò)高的問(wèn)題；第二，預(yù)熱空氣的溫度比過(guò)去提高 100c100c 左右，達(dá)到 400400500C,500C,溫度效率接近 60%60%第三，換熱器的綜合傳熱系數(shù)一般都在 20W/(m20W/(m2 2,K),K)以上，有的達(dá)到 30W/(nf.K)30W/(nf.K)。在回收同樣熱量的情況下，現(xiàn)用換熱器的換熱面積和單位體積都