钢铁工业余热余能资源利用途径及潜力分析

摘 要 当前在进行钢铁工业余热余能资源转换方面进行了大量的研究,对于促进能源消耗、余热余能利用来说,有效的回收利用是幫助钢铁工业节能降耗的重要手段。在钢铁工业生产工艺中,将大量的未被利用的能量加以转变,形成了可再生能源,为钢铁工业节能降耗提升经济效益做出巨大贡献。

关键词 钢铁工业;余热余能;资源利用

在钢铁生产过程中,余热载热体形态等,对于工艺过程中生产出来的能量具有一定的影响作用。在钢铁工业余热余能资源的利用上,对于余热和余压等未利用的能量进行再利用。根据周围环境的热能,将余热指数以及工艺过程按照不同的载体热形态进行分类,由工艺设备排除压力流体之后,分为气态余压和液态余压,形成高炉炉顶余压和循环冷却水余压等相关的载体,对于这部分载体的余热利用蒸汽废烟气转炉煤气等转换。在炉渣、烧结矿球团、矿连铸坯等固态载体,余热以及冷却水冷凝水液体等运用了大量的回收利用技术。

1 余热运能资源利用途径

在钢铁工业对能源进行消耗的过程中,节能降耗一直是钢铁工业运营的主要课题。各类余热余能被有效回收利用,经过分析和调研,得到大量的回收利用率。经过对余热资源量的分析,提出余热回收利用潜力,在资源回收利用上,加快余热余能资资源利用水平,为钢铁工业节能降耗起到了巨大的推动作用。

(1)焦化工序是针对焦炉煤气热值而进行的优质燃料的利用。在进行焦化技术回收利用上,主要用于发电过程中对蒸汽进行利用,将余热余能资源,包括焦炉煤气潜能,焦炭显热、烟道气显热等,运用联合技术,加以循环利用[1]。

这一技术能够得到较低的放散率,而且充分利用焦炉煤气热值。由于焦炉煤气富含了甲烷和氢气,无论是在生产中还是在于热回收运用中,都会产生酶的调试热源。此时温度达到250度到300℃的时候,就会形成化工原料。其中甲醇和合成氨等化学产品能够被利用起来,得到了很好的天然气资源。同时作为用户的煤调试热源,教化出冷水,显热温度一般在60到70摄氏度。尤其是北方地区进行工业生产时,可以采用换热器回收热量的方式加以利用。

(2)烧结工序是近几年来在部分钢铁企业应用较多的回收利用技术。烧结工序现阶段包含了烧结矿显热和烧结烟气显热。在回收利用上,充分利用环冷机部分,按照烟气温度进行高中低三个档次的分类。烧结矿显热回收采用余热锅炉产生的蒸汽,用于发电和供电。中低温烟气余热利用的方式,一般分为热风烧结和预热混料烧结等。当烧结大烟道高温区达到400℃时,可以进行烧结烟气血热的回收,采用余热锅炉和热管换热器进行蒸汽的回收[2]。

(3)球团工序,主要是在进行余热余能资源的运用上,采用预热和烘干技术,将球团矿的显热进行获取,热管换热器在其中发挥作用,竖炉大水凉冷却水显热,通常是替代了水冷方式,采用汽化冷却方式回收产生蒸汽,并进行水消耗的冷循环。

(4)炼铁工序通过TIT发电装置,在余热余能资源运用上发挥了较大的作用。热风烟气显热和高炉渣显热,以及高炉煤气回收等都是发挥作用的。富裕资源用于驱动锅炉发电,通过TIT发电装置进行发电回收,减少高炉鼓风电,这部分技术主要是存在放热散率较低的优势,供各生产用户使用高炉渣自身显热的回收,采用预热助燃空气和煤气的方式,降低焦比,实现节能、提高风温。

热风炉烟气显热,利用换热器回收烟气中的热能,采用换热器换热之后,针对80到90度的高炉冲渣水,进行自身显热的回收,用于空气预热,采煤和煤气预热等。3.5炼钢工序进行蒸汽回收时,包括连铸坯显热,转炉烟气显热等等,在进行回收利用的过程中,重点统计企业转炉煤气之后再进行充分回收的过程中,用于高炉煤气和焦炉煤气之间的蒸汽回收,以满足后续除尘要求。

将高温烟气降温之后,回收的转炉煤气主要供各生产用户使用富余资源,用于锅炉发电和驱动。经过统计,这一技术在钢铁企业的普及率较高,经过转炉煤气前热和转炉烟气潜热的毒针运用。在炼钢工序现阶段已经实现了热装热技术的回收利用运用[3]。

(5)轧钢工序,通过采用汽化冷却,将加热炉进行冷却,水显热和烟气显热的余热资源回收。在这一阶段,加热炉冷却水主要是进行最大限度的高温烟气显热的回收,以降低加热炉燃料消耗,用于冷却工业炉金属构件,并将蒸汽加以回收。

(6)动力系统,如动力锅炉排烟余热以及循环冷却水余热等,经过广泛的回收利用,在进行各类能源介质的共配的同时进行能源加工转换,在这一过程中产生大量余热余能资源。除锅炉排烟余热回收利用普及率较高之外,仍可进行其他能源介质的公配合回收利用,具有很大的发展空间。

2 余热余能资源回收利用潜力分析

(1)由于回收利用可行性的余热余能资源,如烧结大烟道、余热空压机、余热高炉冲渣水、焦化烟道余热等在应用率上谱利率较低,因此当前经过不断的推广,能够提高能源利用效率,形成了其未来发展的主要方向。

(2)强化系统耦合和集成化,使用科学合理的方法,将回收利用方式加以转变,解决产能过剩的问题,从单纯追求立数量到追求质量,在钢铁生产工艺过程中紧密相连,做好数量的回收,并注重质量。

3 结束语

实现余热余能回收利用的重要转折需要不断突破技术的瓶颈,将回收利用难度降低,关键技术是化解现阶段节能降耗的难点问题,这需要相关的机构和企业共同努力和协作才能完成。经过能效的提升,再进行广泛推广,在钢铁工业余热余能资源利用上,对于余热和余压以及周围环境的热能进行相应的利用,是实现钢铁工业提高效益节能降耗的重要途径。随着我国技术研发的不断进步,近年来钢铁工业余热余能资源回收利用水平快速提高,为钢铁工业节能降耗做出了巨大贡献。

参考文献

[1] 曹先常,桂其林,张颖.钢铁全流程余热资源梯级利用(RRUC)方法研究[J].冶金能源,2018,37(5):3-7.

[2] 李杨.基于钢铁余热利用的海水淡化技术研发与示范[J].中国环境管理,2017,9(4):109-110.

[3] 何世文.分布式能源技术在钢铁工业应用的现状与前景[J].冶金动力,2018,(12):28-30,35.