鋼鐵行業(yè)節(jié)能降耗改造技術(shù)方案

1、鋼鐵行業(yè)節(jié)能降耗改造技術(shù)方案一、序言鋼鐵行業(yè)是工業(yè)領(lǐng)域的耗能大戶，也是我國節(jié)能減排潛力最大的行業(yè)之一。“十一五”期間，鋼鐵行業(yè)一方面頻頻被“點名”，成為全社會節(jié)能減排的重點和難點領(lǐng)域；另一方面，鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排取得的成效，也為全社會推進節(jié)能減排做出了巨大貢獻。去年9月國家已經(jīng)出臺鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營規(guī)范條件，對鋼鐵企業(yè)的環(huán)境保護、能源消耗和資源回收利用、工藝裝備等方面做出了具體的要求。條件明確提出，對于不具備規(guī)范條件的企業(yè)需按照規(guī)范條件要求進行整改，整改后仍達不到要求的企業(yè)應(yīng)逐步退出鋼鐵生產(chǎn)。對不符合規(guī)范條件的企業(yè)，有關(guān)部門不予核準(zhǔn)或備案新的項目、不予配置新的礦山資源和土地、不予新發(fā)放產(chǎn)品生產(chǎn)許可

2、證、不予提供信貸支持。與“十一五”相比，“十二五”期間，國家的環(huán)保法律法規(guī)將更加嚴格，節(jié)能減排任務(wù)更艱巨，鋼鐵行業(yè)的壓力也更大。在“十二五”規(guī)劃綱要提出的鋼鐵行業(yè)發(fā)展重點方向中，與節(jié)能減排相關(guān)的內(nèi)容占據(jù)了大多數(shù)：支持非高爐煉鐵、潔凈鋼生產(chǎn)、資源綜合利用等技術(shù)開發(fā)；重點推廣能源管控系統(tǒng)技術(shù)和高溫高壓干熄焦、余熱綜合利用、燒結(jié)煙氣脫硫等節(jié)能減排技術(shù)。二、高爐沖渣水余熱利用目前，鋼鐵產(chǎn)業(yè)余熱余能的回收利用率相當(dāng)?shù)?，其中，高溫余熱比較容易回收，目前在節(jié)能降耗的技術(shù)改造中已大部分得到回收；但低溫余熱的回收卻幾乎為零，如高爐沖渣水的余熱，大多被浪費掉。應(yīng)該指出，低溫余熱約占總余熱的35%，因此，鋼鐵產(chǎn)業(yè)的

3、低溫余熱存在著巨大的回收潛力。鋼鐵廠在高爐煉鐵工藝中，產(chǎn)生的爐渣溫度大約為1O0OC。目前，大多數(shù)煉鐵企業(yè)的處理方法是：將此爐渣在沖渣箱內(nèi)由沖渣泵提供的高速水流急冷沖成水渣并?；怨┥a(chǎn)水泥之用。一般每噸鐵排出約0.3t渣，每噸渣可產(chǎn)生8095C,510t的沖渣水。為了保證沖渣水的循環(huán)利用效果，需要將這部分沖渣水在沉淀過濾后引入空冷塔，降溫到50C以下再次循環(huán)沖渣。這樣就使得很大一部分熱量在空冷塔中流失，既造成了能源的浪費，又對環(huán)境造成了熱污染。若能合理利用這些余熱，既可節(jié)約能源、減少運行成本，又可保護環(huán)境、減少熱污染。熱泵的利用是解決這一問題的有效途徑。熱泵作為一種有效的節(jié)能技術(shù)，正在成為

4、利用低品位能量的有效工具。根據(jù)驅(qū)動能源的不同，熱泵還可分為電力驅(qū)動的蒸汽壓縮式熱泵、蒸汽或廢熱驅(qū)動的吸收式熱泵和熱力驅(qū)動的蒸汽噴射式熱泵三大類。利用高溫?zé)嵩?，將低溫?zé)嵩矗ㄈ鐝U熱）提高到某一中間溫度而加以利用的熱泵稱為第一類熱泵，如家用熱泵式空調(diào)等；利用大量中間溫度的廢熱和該廢熱源與低溫?zé)嵩吹臒釀莶?，來制取熱量少但溫度高于中溫廢熱的熱水或蒸汽的熱泵為第二類熱泵，如熱泵干燥機等。鋼鐵企業(yè)的許多工序中產(chǎn)生大量低品位余熱，所以，吸收式熱泵特別是第二類熱泵在冶金企業(yè)中有很大的應(yīng)用潛力。1.制取高溫水或低壓蒸汽將高爐沖渣水沉淀過濾后，進行水水熱交換，再通過吸收式熱泵機組，利用沖渣水中大量的中溫?zé)嵩礊闊崮茯?qū)

5、動,用大量中溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩吹臒釀莶睿迫「邷厮蛘叩蛪赫羝?，將部分中低熱能轉(zhuǎn)移到更高溫位，從而提高了熱源的利用品位，同時也對沖渣水進行了冷卻。制取的蒸汽可用于廠區(qū)或廠區(qū)周邊建筑供熱、洗浴或為鍋爐補水。以年產(chǎn)值10萬噸鋼鐵的某鋼鐵廠為例，其每年產(chǎn)生180000噸90C沖渣水。通過吸收式熱泵將沖渣水降溫至60C，則可獲得62.8MW熱量，相當(dāng)于燃燒1046噸標(biāo)準(zhǔn)煤產(chǎn)生的熱量。2.制取工藝冷卻水鋼鐵企業(yè)在生產(chǎn)過程中有許多部門需要制取低溫冷媒水用于工藝冷卻和空調(diào)制冷，如軋鋼廠、焦?fàn)t煤氣凈化工藝、主電室、電氣控制室、電子計算機房、操作臺、儀表放、各辦公樓、居住區(qū)等。從冷卻要求來說，有的可以用較高溫度的

6、冷卻水，而又的冷卻過程必須使用較低溫度的冷卻水，這部分低溫冷卻水就需要通過制冷機組制取?？梢允褂梦帐綗岜脵C組，利用高爐沖渣水進行制冷。首鋼是國內(nèi)第一家利用高爐沖渣水進行制冷的鋼鐵企業(yè)。在滿足多個部門空調(diào)用冷量的同時，充分利用了余熱資源達到了節(jié)能降耗的目的。X荷費用計算，耗電量為5000kW/3.0=1666.7kWho每千瓦時電費按0.55元計算，則電壓縮制冷機組每小時運行費用為916.7元。選用雙效吸收式熱泵制冷時，按小時滿負荷費用計算，消耗蒸汽量6.25t/h,蒸汽價格80元/噸，則每小時500元?？梢钥闯鑫帐綗岜弥评滟M用是電制冷的54.5%。3發(fā)電沖渣水余熱回收發(fā)電系統(tǒng)的一般思路是：

7、該系統(tǒng)主要由循環(huán)工質(zhì)蒸汽發(fā)生器、動力機、工質(zhì)循環(huán)增壓泵和發(fā)電機組成。循環(huán)工質(zhì)進入余熱蒸汽發(fā)生器中吸收沖渣水熱量汽化為工質(zhì)蒸汽。工質(zhì)蒸汽進入動力機中，推動動力機轉(zhuǎn)動，并帶動發(fā)電機產(chǎn)生電能。其中動力機本身具有減溫減壓的功能。液態(tài)工質(zhì)在增壓泵的作用下進入余熱蒸汽發(fā)生器中再次吸收熱量，循環(huán)往復(fù)。每噸90C熱水可發(fā)電1.5kWh，折標(biāo)煤0.6kg,80C熱水可發(fā)電1kWh,折標(biāo)煤0.4kg。以年產(chǎn)值10萬噸鋼鐵的某鋼鐵廠為例，其每年產(chǎn)生180000噸90C沖渣水，沖渣水經(jīng)過冷卻塔冷卻后循環(huán)利用，年耗水量約為19000噸。將沖渣水余熱用來發(fā)電，則年發(fā)電量為270000kWh年節(jié)省標(biāo)煤108噸，節(jié)水1900

8、0噸。三. 煙氣余熱回收燒結(jié)工序的能耗約占冶金總能耗的12%而其排放的余熱約占總能耗熱能的49%回收和利用這些余熱，顯然極為重要，余熱回收主要在燒結(jié)礦成品顯熱及冷卻機的排氣顯熱兩個方面。目前熱管技術(shù)主要應(yīng)用在冷卻機的排氣顯熱回收上。燒結(jié)機生產(chǎn)時，熱燒結(jié)礦從燒結(jié)機的尾部落下經(jīng)破碎后，通過振動篩分經(jīng)溜槽落到冷卻機傳送帶上，在溜槽部分熱礦料溫度可達700800C，此時以輻射形式向外散熱為主，落到冷卻帶上后料溫仍在600C以上。一般在燒結(jié)冷卻機下布置有數(shù)臺冷卻風(fēng)機，通過軸流風(fēng)機或鼓風(fēng)機，使冷卻風(fēng)強制穿過料礦層，經(jīng)料礦加熱后，在第一風(fēng)罩內(nèi)冷卻風(fēng)溫提高到350400C，在第二風(fēng)罩內(nèi)冷卻風(fēng)溫提高到25030

9、0C，這兩個風(fēng)罩內(nèi)的冷卻風(fēng)都可以利用其余熱。煙氣熱回收主要目的是利用熱管設(shè)備吸收鍋爐余熱產(chǎn)出過熱蒸汽。主要設(shè)備包括：蒸汽過熱器、高溫?zé)峁苁秸舭l(fā)器、高壓蒸汽包、熱管式省煤器、低溫?zé)峁苁秸舭l(fā)器、低壓蒸汽包、除氧器、分汽缸、連排擴容器、定排擴容器、取樣器、水箱循環(huán)管路及電控系統(tǒng)等組成。蒸汽過熱器采用翅片列管式，其余換熱設(shè)備全部采用重力熱管式，高溫區(qū)采用高溫?zé)峁苁秸舭l(fā)器，中溫區(qū)采用熱管式省煤器，低溫區(qū)采用低溫?zé)峁苁秸舭l(fā)器。熱管設(shè)備全部采用環(huán)翅片鋼一一水熱管，熱管與水平呈15。夾角傾斜布置，煙氣下進上出、垂直煙道。熱管技術(shù)介紹：熱管是一種具有特高導(dǎo)熱性能的新穎傳熱元件。熱管是由鋼、銅、鋁管內(nèi)灌充導(dǎo)熱介質(zhì)

10、，抽成一定的真空后密封而成，管內(nèi)的工作介質(zhì)由多種無機活性金屬及其化合物混合而成，具有超強的熱活性和熱敏感性，遇熱而吸，遇冷而放。以首鋼京唐鋼鐵廠燒結(jié)車間為例，年產(chǎn)1015.3萬噸燒結(jié)礦，年回收蒸汽約為77.6萬噸。四. 變頻技術(shù)的利用在工廠電力拖動自動控制系統(tǒng)領(lǐng)域中，作為傳動源的異步電動機擔(dān)負著重要的角色，變頻器的高靜、動態(tài)性能、寬調(diào)速范圍及無級調(diào)速方式等特點遠遠勝過直流電動機調(diào)速。(inverter)。變頻技術(shù)是應(yīng)交流電動機無級調(diào)速的需要而產(chǎn)生的。變頻器是通過對電力半導(dǎo)體器件（如IGBT）等的通斷控制，將電壓和頻率固定不變的交流電工頻電源，變換為電壓和頻率可變的交流電的電能控制裝置，為了產(chǎn)生可變的電壓和頻率，該設(shè)備首先要把三相或單相交流電變換為直流電（DQ。然后再把直流電（DC變換為三相或單相交流電（AC,我們把實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換的裝置稱為“變頻器”對于交直交型的變頻器來說，為了產(chǎn)生可變的電壓和頻率。首先要把工頻（50Hz或60Hz）的交流電源，變換為直流電（DC）再轉(zhuǎn)換成各種頻率（0Hz50Hz、0Hz60Hz及0Hz400Hz）的交流電，最終實現(xiàn)對電機的調(diào)速運行。變頻調(diào)速是異步電動機變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的簡稱，即改變電機供電電源的電壓和頻率，以改變旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)速度，從