(完整版)钢铁行业余热回收
钢渣处理余热回收技术

钢渣处理余热回收技术钢渣处理过程中钢渣显热是重要的二次能源,把这部分热量加以回收利用,是我国冶金工业实现可持续发展的关键之一。
针对现有钢铁企业处理炉渣时只考虑炉渣的后续利用,基本没有回收其热量的现状,本文介绍一种新的钢渣处理余热回收工艺技术,在风淬法处理钢渣工艺的基础上,增加余热回收工艺,实现对钢渣余热的回收,达到投入实际生产的条件。
标签:钢渣处理;余热回收;新能源0 引言近些年,我国的钢铁工业在能源消耗上已经有了显著改善,但与世界较先进国家的水平相比还有一定的不足。
目前,钢铁企业处理炉渣时通常只考虑炉渣的后续利用,基本没有回收其热量。
节约型社会对冶金企业节能降耗的要求越来越高,开发冶金熔渣余热的高效回收利用技术是有效而实用的节能措施,高效、高品质地回收冶金熔渣显热将成为钢铁企业降低综合能耗的一个重要手段和潜力所在。
炼钢生产工艺产生的钢渣顯热是公认的重要的二次能源。
炼钢过程中会产生大量的高温熔渣,主要包括转炉渣、电炉渣、精炼渣,通常温度达1450℃-1650℃,属于高品质的余热资源。
即使熔渣平均温度以1400℃计,经热量回收后温度以400℃计,则每吨渣也可回收约1.2GJ的显热。
炼钢工序如果在渣处理余热回收工艺上进行开发研究把这些热量加以回收利用,这将是未来钢铁工业节能减排的一项重要发展。
1 钢渣余热回收技术现状目前国内外的钢铁企业传统渣处理工艺都是先将高温熔渣进行适当的冷却处理后再加工,提取其中的金属作为物资来利用;而在处理钢渣的过程中,钢渣显热的回收问题一直没有得到有效地解决。
我国钢铁企业大多采用堆弃法、水淬法处理钢渣。
堆弃在钢厂附近的庞大的渣山一直占据着大量土地,并且造成了严重的环境污染。
国内大部分钢铁企业采用的渣处理方法都是先将热态钢渣进行不同的冷却处理后,再进行破碎-筛分-磁选-加工,之后进一步提取钢渣中的金属加以利用,或者将钢渣直接用于生产水泥,铺路以及生产建筑材料等用途;在这样的处理过程中钢渣中所含的大量显热没有得到充分的回收利用。
钢铁厂炼焦炉上升管余热回收技术发展及应用

钢铁厂炼焦炉上升管余热回收技术发展及应用摘要传统荒煤气冷却工艺造成大量显热流失浪费,同时消耗淡水资源带来环境压力。
在技术人员的多年努力下,上升管余热回收技术及装置已日臻成熟并得到了推广应用,创造了良好的经济和环保效益。
一、钢铁联合企业炼焦工序余热资源长流程钢铁生产工艺,高炉炼铁工序中作为还原剂的主要原料是焦炭。
用于还原铁矿石中的铁元素,生产出的生铁供给后续炼钢车间炼钢。
高炉内的化学方程式为:Fe0+C=Fe+CO。
钢铁联合企业一般自备炼焦炉系统生产焦炭满足生产需求。
焦炭由炼焦煤在炼焦炉碳化室中,隔绝空气高温干馏去除有机质、挥发分生成。
炼焦生产过程中有三种余热资源产生:红焦显热、烟道废气显热、荒煤气显热。
各自在焦炉总体热量消耗中所占比例分别为:37%、17%、36%本文讨论荒煤气显热的回收----上升管余热回收技术:二、炼焦炉上升管余热(荒煤气显热)回收的必要性红焦炭带出的显热及烟道废气显热,通过采用成熟可靠的干熄焦发电装置和烟道余热锅炉已实现有效回收利用。
但荒煤气的显热由于种种因素一直没有好的办法来回收。
传统工艺为便于后工序的煤气净化与处理,普遍的做法是:先在桥管和集气管喷洒循环氨水与荒煤气直接接触,靠循环氨水大量气化,使荒煤气急剧降温至80~85℃;降温后荒煤气在初冷器中再用冷却水间接冷却至常温。
所得到的效果是:荒煤气被冷却,其中所夹带的粉尘被清洗除去,绝大部分焦油蒸汽冷凝、萘凝华(并溶于焦油)而被脱除,为煤气的输送、深度净化和化学产品回收创造了较好的条件。
上述过程对荒煤气的冷却和初步净化而言是高效的,但在热力学上却是不完善的。
第一、该回收的能量未回收。
荒煤气在桥管和集气管内急剧降温─增湿过程是高度不可逆过程,其物理显热损失达90%以上.第二、冷却水耗量大。
荒煤气从650~850℃降温至常温所放出的热量绝大部分是在初冷器中靠冷却水移除的(以两段循环水一段深冷水的横管初冷器为例,冷却水总比用量约43t/km3)。
余热回收利用报告

余热回收利用报告第一篇:余热回收利用报告关于“第八届余热回收利用研讨会”学习报告11月1号有幸参加了“第八届余热回收利用研讨会”,通过参加此次研讨会了解了国内外在余热回收利用方面的新技术,其中一些技术已经用于实践生产,并取得了良好的经济效益,以下是本次报告主要的内容:1、介绍余热综合利用的潜力及必要性;2、介绍国内外关于钢厂余热回收利用的最新技术。
3、总结适用于我公司的余热再回收技术。
一、余热综合利用的潜力及必要性。
钢铁工业是能源消耗的大户,我国钢铁工业生产过程中的能源有效利用率仅为30%左右,能源使用效率的低下造成钢铁企业能源成本增加,产品竞争力下降。
钢铁行业在生产过程中产生大量余热能源,吨钢产生的余热总量约占吨钢能耗的37%。
我国大型钢铁联合企业余热、余能资源的回收利用率约为30%-50%,但与国际先进水平相比仍有很大的差距。
国际平均利用率达80%以上,我们的节能工作仍有很大的空间,大量的余热资源可以回收产生蒸汽,做好余热蒸汽的回收和科学利用可以使钢铁企业对一次能源的需求量减少约8%。
当前,在钢铁行业面临产能过剩、结构调整、资料能源成本和环保代价日益加大,回收余热、余能越来越受到关注,成为钢铁企业节能降耗、降低成本的重点。
二、现国内在余热回收方面的研究及应用于实际工业生产的最新技术。
研究一:提高换热器的换热效率,改善换热器的换热结构及材质,使换热器能够在更加恶劣的换热环境下使用。
在节能减排的新形势下天津大学朱教授发明了新一代高效节能平行流管壳式换热器,实现了换热器管/壳程空间可控的纯逆流,提高了总传热效率30%-60%,降低运行阻力20%-70%,大大降低了动力设备的能耗,节能15%-40%、节材20%-40%、节地30%-70%,此项研究成果已获得国家相关部门认可并已应用于实际生产当中。
设计原理:传统管壳式换热器由折流板改变流体方向,通过冷热介质在管内外的换热,使工质达到冷却或加热的目的,而朱教授摒弃了这种以碰撞形式进行换热的方式,改变管子表面形状,优化换热器结构,使管内外流体形成纯逆流流动,这样大大降低了运行工质的阻力,使阻力仅为原来运行的40%-50%,达到节能的效果。
钢铁工业余热回收技术现状研究

钢铁工业余热回收技术现状研究【摘要】钢铁工业作为能源消耗较大的行业,其余热回收技术具有重要意义。
本文主要研究了钢铁工业余热回收技术的现状及发展趋势。
在正文部分中,介绍了余热回收技术的基本原理,以及目前在钢铁工业中的应用现状,分析了影响其应用的因素,同时探讨了其优势和难点。
结论部分总结了钢铁工业余热回收技术的现状,提出了未来研究方向和重点推广建议。
通过本文的研究可以更好地了解钢铁工业余热回收技术的现状,并为未来的技术推广和应用提供参考和指导。
【关键词】钢铁工业、余热回收技术、研究背景、研究意义、研究目的、基本原理、现状、发展趋势、影响因素、优势、难点、总结、未来研究方向、推广建议。
1. 引言1.1 研究背景钢铁工业作为重要的工业行业之一,是工业生产过程中能源消耗较大的行业之一。
随着全球能源的日益紧缺和环境污染的加剧,能源节约和环境保护已成为全球关注的焦点。
在这种背景下,利用钢铁工业余热回收技术成为了重要的途径。
钢铁工业在生产过程中会产生大量的余热,如果这部分余热得不到充分利用,不仅会造成资源的浪费,还会导致环境污染。
开发并应用余热回收技术成为了当前钢铁工业中一项十分重要的工作。
通过对钢铁工业余热回收技术的研究和探索,可以有效地提高资源利用效率,减少能源消耗,降低生产成本,提升企业竞争力,同时也可以减少对环境的影响,实现可持续发展。
深入探讨钢铁工业余热回收技术现状,具有重要的理论和实践意义。
1.2 研究意义钢铁工业是国民经济的重要支柱产业,消耗大量能源,同时也产生大量废热。
而有效回收利用钢铁工业的余热,对于提高能源利用效率、降低生产成本、减少环境污染具有重要的意义。
余热是一种宝贵的能源资源,充分回收利用可以减少对传统能源的依赖,降低生产成本,提高企业竞争力。
余热回收还可以减少大气排放和温室气体的排放,有利于减少环境污染和气候变化。
钢铁工业是能源消耗大户,大量的余热排放对环境造成影响不容忽视,因此研究钢铁工业余热回收技术具有重要的意义。
钢铁冶炼烟气余热回收利用分析与措施研究

钢铁冶炼烟气余热回收利用分析与措施研究1. 引言随着工业化进程的发展,钢铁冶炼过程中产生的烟气余热在过去被大量浪费,没有得到有效利用。
烟气余热的回收利用是提高能源利用效率、降低生产成本、减少环境污染的重要途径之一。
因此,本文旨在对钢铁冶炼烟气余热的回收利用进行分析研究,并提出相应的措施。
2. 余热回收利用现状分析目前,钢铁冶炼烟气的余热回收利用情况并不理想。
主要存在以下问题:2.1 余热浪费严重在传统的钢铁冶炼过程中,烟气产生的余热大多数被直接排放或散失,造成能源的浪费。
2.2 技术手段不够先进目前,虽然一些钢铁企业尝试了一些余热回收利用技术,如余热发电、余热回收水处理等,但仍然存在技术手段不够先进的问题。
2.3 缺乏政策支持钢铁冶炼行业在余热回收利用方面缺乏政策支持,导致企业在技术、资金等方面都面临很大的压力。
3. 余热回收利用的可行性分析针对上述问题,现将余热回收利用的可行性进行分析:3.1 回收利用潜力巨大钢铁冶炼过程中产生的烟气余热具有巨大的潜力,如果合理回收利用,可以为企业节约大量能源,降低生产成本。
3.2 技术手段成熟目前,已经有一些先进的余热回收利用技术被开发出来,如烟气余热发电技术、余热回收水处理技术等,这些技术已经在其他行业取得了良好的应用效果,可为钢铁冶炼行业提供有力的技术支持。
3.3 政策倾斜支持随着环保意识的不断提高和国家政策的倾斜支持,未来钢铁冶炼行业的余热回收利用将得到更多的政策支持。
4. 余热回收利用的措施研究为进一步推进钢铁冶炼烟气余热的回收利用,需要采取以下措施:4.1 引进先进技术鼓励钢铁企业引进先进的余热回收利用技术,如烟气余热发电、余热回收水处理等,提高能源利用效率,降低生产成本。
4.2 加强技术研发针对钢铁冶炼烟气余热回收利用的特点和需求,加强相关技术研发,推动技术的创新和进步。
4.3 加大政策支持力度政府部门应加大对钢铁冶炼行业余热回收利用的政策支持力度,包括提供财政补贴、减少税收负担等,为钢铁企业提供必要的支持。
科技成果——烧结余热能量回收驱动技术(SHRT技术)

科技成果——烧结余热能量回收驱动技术(SHRT技术)适用范围钢铁行业冶金行业余压余热能量回收行业现状冶金流程的烧结工序能耗约占吨钢能耗的10%以上,冷却机排出的废气带走的热量,其热能大约为烧结矿烧成系统热耗量的35%,烧结工序能耗约占冶金总能耗的12%,是仅次于炼铁的第二大耗能工序。
在钢铁企业烧结流程中,烧结主抽风机容量占到总装机容量的30%-50%。
由于烧结生产中部分附属设备运转率低,且选择的电机容量偏大,主抽风机耗电量占到50%-70%。
同时,我国烧结工序余热利用率还不足30%,与发达国家相比差距非常大,每吨烧结矿的平均能耗要高20kgce。
目前该技术可实现节能量6万tce/a,减排约16万tCO2/a。
成果简介1、技术原理将烧结余热能量回收发电技术与电动机拖动的烧结主抽风机驱动系统集成配置,使得烧结余热汽轮机、烧结主抽风机以及同步电动机同轴串联布置,形成烧结余热与烧结主抽风机能量回收三机组(SHRT)。
2、关键技术(1)烧结余热产生的废热通过余热锅炉产生蒸汽,再通过汽轮机转换为机械能,直接作用在轴系上,与电动机同轴驱动烧结主抽风机,提高能源利用效率;(2)机组采用大型变速离合器,能够使烧结汽轮机与机组实现在线啮合、在线脱开。
主要关键技术包括三机联合机组软件设计及组态、轴系稳定性计算等。
3、工艺流程一般烧结厂烧结烟气平均温度≤150℃,机尾温度达300-400℃。
烧结机尾风箱及冷却机密闭段的烟气除尘后,加热余热锅炉以回收低品位余热,产生过热蒸汽推动汽轮机做功,汽轮机通过变速离合器与双出轴驱动的烧结主抽风机连接,烧结主抽风机的另一侧与同步电动机连接。
机组中余热汽轮机及同步电动同轴驱动烧结主抽风机做功,降低电机电流从而达到节能的目的。
主要技术指标烧结环冷系统:220m2;配套余热回收汽轮机:5000kW;烧结主抽风机:SJ22000;电机:8000kW,余能利用效率提高5%。
技术水平该技术已获得2项目实用新型专利。
电炉炼钢余热回收技术

电炉炼钢余热回收技术摘要:在电炉炼钢过程中烟气流量、温度周期性波动较大。
针对电炉炼钢过程中烟气周期性波动大,余热利用不足造成能量损失的现状,从电炉炼钢余热回收的理论计算出发,通过在电炉水冷烟道后加装一台余热锅炉,将烟气中热能转化为电能。
电炉炼钢行业属于高能耗行业,炼钢中排出废气热量高,含尘量大,不回收利用,不符合环保要求。
特别在能源紧缺、碳达峰、碳中和的倡导下,电炉炼钢余热回收利用的经济效益和环境效益显著。
基于此,本文对电炉炼钢余热回收技术进行了简要的分析。
关键词:电炉;炼钢;余热回收;技术1电炉炼钢余热回收原理1.1电炉炼钢烟气分析电炉在炼钢过程中烟气流量和温度波动幅度大,而且成周期性变化。
电炉炼钢主要分为3个阶段,分别为融化期、氧化期、出钢期。
融化期为燃烧废钢中的可燃物产生大量高温黑褐色烟气。
氧化期为氧化脱碳,因吹氧或加矿石而产生大量高温赤褐色浓烟,且烟气中携带CO。
在冶炼的氧化阶段烟、尘排放量很大,此时期烟气温度高达1200~1600℃,烟气含尘量高达30g/Nm³。
出钢期为倾倒钢业液,此阶段电炉停止通电,不产生烟气。
电炉炼钢一般出钢周期为42min,其中融化期26min、氧化期6min、出钢期10min。
电炉炼钢废钢种类庞杂,烟气中含尘量大,根据收集电炉烟气灰分分析,灰分的颗粒粒径基本在微米级,成分主要含Fe2O3、CaO、MgO、ZnO、SiO2、K2O、SO3、MnO、Na2O、CL、AL2O3、、PbO、P2O5、Cr2O3、CuO、TiO2。
1.2余热回收利用电炉炼钢过程中会产生大量的高温烟气,这部分烟气热量占总能耗的21%,传统的余热利用是将这部分烟气用于加热废钢+极速水冷后与顶部烟罩吸收空气混合后直接排放,不能很好利用这部分热量。
在电炉冷却烟道后加装一台余热锅炉,并通过蒸汽发电技术把这部分热能转化为电能,能更好的回收这部分热能,而且电炉在炼钢中需要消耗大量的电能,可以减少电炉对电能的消耗,也能带来很好的经济和环保效应。
钢渣处理余热回收技术-最新年精选文档

钢渣处理余热回收技术DOI:10.16640/jki.37-1222/t.2018.07.0550 引言近些年,我国的钢铁工业在能源消耗上已经有了显著改善,但与世界较先进国家的水平相比还有一定的不足。
目前,钢铁企业处理炉渣时通常只考虑炉渣的后续利用,基本没有回收其热量。
节约型社会对冶金企业节能降耗的要求越来越高,开发冶金熔渣余热的高效回收利用技术是有效而实用的节能措施,高效、高品质地回收冶金熔渣显热将成为钢铁企业降低综合能耗的一个重要手段和潜力所在。
炼钢生产工艺产生的钢渣?热是公认的重要的二次能源。
炼钢过程中会产生大量的高温熔渣,主要包括转炉渣、电炉渣、精炼渣,通常温度达1450℃-1650℃,属于高品质的余热资源。
即使熔渣平均温度以1400℃计,经热量回收后温度以400℃计,则每吨渣也可回收约1.2GJ的显热。
炼钢工序如果在渣处理余热回收工艺上进行开发研究把这些热量加以回收利用,这将是未来钢铁工业节能减排的一项重要发展。
1 钢渣余热回收技术现状目前国内外的钢铁企业传统渣处理工艺都是先将高温熔渣进行适当的冷却处理后再加工,提取其中的金属作为物资来利用;而在处理钢渣的过程中,钢渣显热的回收问题一直没有得到有效地解决。
我国钢铁企业大多采用堆弃法、水淬法处理钢渣。
堆弃在钢厂附近的庞大的渣山一直占据着大量土地,并且造成了严重的环境污染。
国内大部分钢铁企业采用的渣处理方法都是先将热态钢渣进行不同的冷却处理后,再进行破碎-筛分-磁选-加工,之后进一步提取钢渣中的金属加以利用,或者将钢渣直接用于生产水泥,铺路以及生产建筑材料等用途;在这样的处理过程中钢渣中所含的大量显热没有得到充分的回收利用。
我们希望在研发钢渣处理工艺的同时兼顾钢渣的资源化利用以及钢渣所含热量的回收利用。
随着能源紧缺问题日益严重,国内钢铁企业需要在各个方面探索可持续发展的途径,钢渣处理是一个重要的组成部分。
有关钢渣余热回收利用技术的研究在国外已获得了重视,并成效显著,国内对于钢渣余热回收技术的相关研究还需得到个钢铁企业的重视。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
(完整版)钢铁行业余热回收烧结线余热烧结生产线有两部分余热,一是冷却机产生的热风,二是烧结机尾的高温烟气。
用余热锅炉将这两部分余热来产生蒸汽,再通过汽轮机发电。
据经验数据,每10m2的烧结面积可产生1.5t/h的蒸汽,可发电300kW,折合标煤120kg/h。
转炉余热转炉汽化冷却烟道间歇产生的蒸汽,通过蓄能器变为连续的饱和蒸汽,采用我公司的专利——机内除湿再热的多级冲动式汽轮机发电。
每炼1t钢,可产生80kg 饱和蒸汽,每吨饱和蒸汽大约可发电150kWh,折合标煤60kg。
转炉煤气经过汽化冷却烟道冷却后温度仍高达800~900℃,采用我公司的干法煤气显热回收技术,通过下降管烟道、急冷换热器回收显热生产蒸汽,经蓄能器调节后发电。
电炉余热电炉冶炼过程中产生200~1000℃的高温含尘废气,采用余热锅炉将其回收,电炉烟气属于周期波动热源,因此余热锅炉产生的蒸汽需要经过蓄能器调节后方可进入汽轮机发电。
加热炉余热加热炉有两处余热可以利用:一处是炉内支撑梁的汽化冷却系统,另一处是烟道高温烟气。
根据炉型不同,加热炉的烟气量在7000~300000Nm3/h,若用来发电,以烟气量10万Nm3,烟气温度400℃计算,发电量约2000kWh,折合标煤0.8t;汽化冷却系统可生产0.4~1.0Mpa的饱和蒸汽,每吨蒸汽(0.5Mpa)可发电120kWh,折合标煤48kg。
高炉冲渣水用高速水流冲击炉渣使之充分急冷、粒化的过程中,会产生大量的冲渣热水。
每吨铁排出约0.3t渣,每吨渣可产生80~95℃,5~10t 的冲渣水,将这部分热水减压产生低压蒸汽,再进入饱和蒸汽凝汽式汽轮机发电。
每吨90℃热水可发电1.5kWh,折标煤0.6kg,80℃热水可发电1kWh,折标煤0.4kg。
干法熄焦采用惰性气体来冷却红焦,加热后的气体在余热锅炉中产生蒸汽,蒸汽可发电或并入蒸汽管网。
吨焦可生产3.9Mpa、300℃的蒸汽0.45t~0.6t,可发电85~115kWh,折合标煤35~46kg。
高炉煤气余压利用高炉炉顶煤气的压力能和热能,通过透平膨胀机做功发电,但不影响煤气后续利用。
高炉炉顶压力达0.15~0.25Mpa,平均每吨铁可发电20~50kWh,折标煤8~20kg,单位投资费用约4500元/kW,根据压力及除尘方式不同,投资回收期在2~6年。
煤气——蒸汽联合循环发电利用高炉煤气和焦炉煤气作为能源发电,煤气先在燃气透平中燃烧发电,燃气透平排出的高温烟气再在余热锅炉生产蒸汽,通过蒸汽轮机发电,总发电效率可达40~46%。
1万m3的煤气(热值3000kJ/m3),约发电4000kWh左右,折合标煤1.6t,单位投资费用4500~6500元/kW左右,投资回收期为3~5年。
注:电力折标系数为0.404kg 标煤/kWh。
(经验计算总量煤气90000m3/h÷3.6=25000kw/h发电机功率)(1kw/h≈热值 3.6~4 MJ/m3) (经验计算发电总功率25MW×3.6~4.4≈90~110t高温高压煤气锅炉)(经验换算发一度电(1KWh)大概用热值3.6-4 MJ/m3高炉煤气)。
钢铁行业余热回收钢铁工业是我国重点的耗能大户,总能耗约占全国总能耗量的15%左右,钢铁生产工艺流程长,工序多,且主要以高温冶炼、加工为主,生产过程中产生大量余热能源,主要来自烧结机烟气显热、红焦显热、转炉烟气及加热炉炉底的余热回收装置等,各种余热资源约占全部生产能耗的68%,说明在目前钢铁生产过程中2/3以上的能量是以废气、废渣和产品余热形式消耗。
在余热发电技术的研发应用方面,与日本、德国等发达国家钢铁工业相比,我国钢铁行业的余热发电技术起步较晚。
目前,钢铁工业余热发电主要有以下三种方式,一是利用焦化、烧结工序烟气余热换热产生过热蒸汽发电;二是利用炼钢、轧钢工序烟气余热换热产生饱和蒸汽发电;第三种是利用高炉的冲渣热水发电。
A. 过热蒸汽发电a.干熄焦余热发电炼焦生产中,高温红焦冷却有两种熄焦工艺:一种是传统的采用水熄灭炽热红焦的工艺,简称湿熄焦,另一种是采用循环惰性气体与红焦进行热交换冷却焦炭,简称干熄焦。
干熄焦余热发电技术是指利用与红焦热交换产生的高温烟气驱动汽轮发电机组进行发电,其主要工艺流程为:焦炉生产出来的约1000摄氏度赤热焦炭运送入干熄炉,在冷却室内与循环风机鼓入的冷惰性气体进行热交换。
惰性气体吸收红焦的显热,温度上升至800摄氏度左右,经余热锅炉生产中高压过热蒸汽,驱动汽轮发电机组发电,同时汽轮机还可产生低压蒸汽用于供热。
随着干熄焦技术所产生的社会和节能环保效益得到普遍认可,干熄焦余热发电技术也得到了国内钢铁企业越来越广泛的应用。
该项发电技术已十分成熟,目前的发展趋势集中在进一步提高余热的回收利用效率上,正逐步由传统的小型中压参数系统向系列化、大型化、高参数发展。
典型用户及投资效益:马钢煤焦化公司,投资约2亿元,安装了中温中压强制循环干熄焦余热锅炉及汽轮发电机组,干熄焦能力为125t/h,日发电量30万kwh,年回收热能折标煤52020t,投资回收期4年。
沙钢集团,投资约2亿元,安装了中温高压强制循环干熄焦余热锅炉及汽轮发电机组,年发电1.5亿 kWh,取得经济效益8000万元,投资回收期2.5年。
技术的利用现状和市场潜力:目前中国的干熄焦技术普及率较低,且大部分为中低压干熄焦,高压干熄焦的推广潜力很大。
“十一五”期间该技术在行业能推广到的比例为20%,总投资约为60亿元,年可发电量45亿 kWh。
b.烧结余热发电具有较好回报价值的烧结余热是指从烧结机尾部风箱排出的废气及热烧结矿在冷却机前段受空气冷却后产生的热废气,温度一般可达到300-400摄氏度,这两部分热废气所含热量占整个烧结矿热能消耗的23%-28%左右,具有温度高、数量大、运行稳定的特点,是烧结工序节能和回收利用的重点。
国内钢铁企业大多将烧结余热用于助燃空气、预热混合料或利用余热回收装置产生蒸汽,回收利用效率不高。
特别是现阶段伴随着烧结机的大型化,传统的余热利用途径已无法充分利用余热资源,达到效益的最大化。
因此,从实现能源梯级利用的高效性和经济性角度分析,利用余热发电是现今最为有效的余热利用途径。
烧结余热发电是指将烧结机生产过程中产生的高温废烟气,经余热锅炉产生中低压过热蒸汽,驱动汽轮发电机组发电。
技术原理:在烧结工序总能耗中,有近50%的热能以烧结烟气和冷却机废气的显热形式排入大气。
由于烧结冷却机废气的温度不高,仅 150~450℃,加上以前余热回收技术的局限,余热回收项目往往被忽略。
烧结冷却机余热的回收,是通过回收烧结机尾落矿风箱及烧结冷却机密闭段的烟气加热余热锅炉来回收低品味余热能源,结合低温余热发电技术,用余热锅炉的过热蒸气来推动低参数的汽轮发电机组做功发电的成套技术。
具体流程是:给水经给水泵进入余热锅炉,经废气加热后,一部分变为过热蒸汽,进入汽轮机作功发电。
另一部分经余热锅炉低温段加热后,产生过热或饱和蒸汽进入汽轮机相应低压进汽口作功发电。
冷凝水经低压省煤器后由中压锅炉给水泵供给低压汽包,低压汽包具有自除氧功能,实现一个完整的热力循环。
烧结冷却机烟气具有如下特点:1)烧结余热热源品质整体较低,低温部分占比例大;2)烧结过程中,随着烧结矿在烧结机上的烧成情况不同,其烟气温度也不同;3)在烧结生产中由于设备的运行的不确定性,短时间停机不可避免,造成烧结烟气不连续性。
因此,要求发电系统:1)汽轮机必须带有前压调节装置,当机组在正常运行时,以汽轮机的进口压力作为主要控制参数,来调节机组输出功率以保证压力基本稳定,这种方式可适应废气余热参数的变化,使整个系统有较高的适应性和可靠性;2)用于余热利用的汽轮发电机的特点是以汽定电,所以要求带负荷的能力可在较大范围内波动,尤其是发电机的选型要考虑能超过设计发电量的 15%左右。
经济社会效益:从能源利用角度原来生产线24%左右的热能随废气排放到大气中,不仅造成能源的浪费,同时产生温室效应。
建设余热发电项目后,不仅节约能源而且减少排放。
以360m2烧结机余热电站为例,总投资为1.7亿元,每年可发电1.4亿kWh,产生净经济效益 7000 万元,投资回收期为 2.5 年。
近几年,随着双压、闪蒸发电和补汽蒸汽式汽轮机在技术上获得突破,烧结余热发电技术已逐渐进入成熟阶段,同时其在节能环保、减少污染排放、经济效益等方面的显著优势使得其发展迅速。
2005年9月,马钢引进日本川崎技术在2台300M2烧结机上建成了国内第一套17.5MW余热发电机组,截至到2009年底,国内钢铁企业共有19台烧结机配套建设了余热发电机组,配备余热发电机组10套,总装机容量136.7MW。
此外,安钢等一些企业正在施工建设烧结余热发电站。
烧结余热发电技术推广比例不及4%。
烧结余热发电技术在国内应用已经成熟,全套设备可以国产化,已具备全面推广的条件。
B.饱和蒸汽发电除上述余热资源外,钢铁企业生产过程中炼钢、轧钢等工序尚产生大量低压饱和蒸汽,按产生制度分为间断蒸汽及相对连续蒸汽,其相比焦化、烧结工序余热资源,利用价值相对较低。
间断蒸汽,这部分主要是指炼钢工序产生的余热蒸汽。
转炉在吹炼过程中,产生大量1200摄氏度以上高温烟气,为降低烟气温度、回收高温烟气中的余热同时为转炉烟气除尘机煤气回收创造条件。
目前大多数转炉均配套设置了烟道式汽化冷却装置,电炉炼钢烟道也在向汽化冷却的方向发展,但由于炼钢生产的间断性,决定由该装置产生的蒸汽具有饱和不连续性。
钢铁企业饱和蒸汽产生量大,但利用效率低,特别是在南方大部分冬季不采暖地区的钢铁厂。
采用饱和蒸汽发电,既可以充分利用饱和蒸汽,避免蒸汽放散造成的浪费,同时能提供电能,产生新的效益。
因此,可以预计该项发电技术未来的发展潜力将很大。
C.热水发电高炉炼铁过程中,产生的炉渣温度大约为1000摄氏度,炉渣在冲渣箱内由冲渣泵提供的高速水流急冷冲成水渣并粒化,这一过程中能够产生大量温度在80-95摄氏度的低温热水,热水量达到几千吨/小时,长期排放既浪费了能源,又造成环境污染和水资源流失。
由于高炉冲渣水具有温度低、流量大的特点,应用较为困难,现阶段除北方少数钢铁企业用于冬季采暖外,大部分企业均未利用。
针对这种情况,目前认为比较可行的应用措施是利用有机工质形成双循环,吸收排放的废热水的热能,将有机工质加热成汽液两相,直接进入螺杆膨胀动力机或汽轮机,驱动发电机进行发电。
从技术角度分析,高炉冲渣水发电已完全可行,国内也有多家钢铁企业对此项目进行了前期论证,目前尚未有实际应用实例,但随着企业对节能减排工作的日益重视以及该项技术相关细节的进一步完善,它的发展应用将只是一个时间的问题。