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冶金工业余热余压的综合利用

 上海炫风实业集团有限公司

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我国冶金工业最近发展很快,钢产量约占世界钢产量的1/8,居世界第一位。通过新技术、新工艺的应用以及生产结构调整,在节能降耗方面也取得显著成绩。前几年我国钢产量增加1倍以上,但总能耗只增加了38%,吨钢能耗下降37%。这也和企业提高二次能源回收利用技术装备水平,普及和推广综合利用新技术分不开,其中余热、余压的回收和利用也占重要一部分。
   
余热利用方面
   
我国冶金工业的余热资源回收量有1140万吨标准煤,但当年余热资源回收量为200万吨标准煤,余热资源回收率为17%,而实际余热利用量仅占钢铁工业消耗能源量的2.0%左右。在焦炉干熄焦、烧结余热回收、高炉热风炉余热回收、加热炉余热回收等方面才刚刚起步,余热回收利用技术有较大市场。
   
干熄焦技术
   
所谓干熄焦技术就是将从炼焦炉推出的约1000的赤热焦炭在熄焦室中被与其逆流的冷惰性气体(主要成分为氮气,温度170~190)熄灭,被加热到700~800的惰性气体经除尘后进入余热锅炉,产生的余热蒸汽送汽轮发电机发电。每干熄1t焦炭可产生500kg过热蒸汽,折合省能源46kg左右标准煤。
   
据统计,我国机械化焦炉有1195座,生产能力10576万吨,在建焦炉64座,产焦能力1439万吨。
   
我国重点钢铁企业年消耗焦炭100万吨以上的企业有21个。自宝钢一期工程从国外引进干熄焦技术之后,一些企业也与国外合作并结合自身条件开发使用了干熄焦技术。目前,国内共建成19条干熄焦生产线,其中,济钢干熄焦工程是国家经贸委批准立项的节能环保示范工程。该工程引进国外先进生产技术和关键设备,其余设备全部国产化,是我国第一套国产化干熄焦装置,总投资2.3亿元人*民*币,自19993月投产以来,年创效益5540.4万元,取得显著的经济、社会效益,为推广干熄焦技术国产化起到示范作用。十五期间钢铁企业还将有武钢、马钢、鞍钢等16家企业新上干熄焦项目。十五目标是:年产钢100万吨以上的钢铁厂干熄焦普及率争取60%以上。
   
预计2005年,全国干熄焦焦炭产量将达到焦炭总产量的30%,即约3605万吨。可以回收余热蒸汽1800万吨左右,折合省能源80多万吨标准煤,同时可以减少由于燃煤而产生的粉尘、SO2CO、氮氧化物等对环境的污染,而且焦炭的质量也有所提高,因此,干熄焦技术是值得推广的节能环保技术。
   
蓄热式加热炉技术
   
蓄热式加热炉技术是一种燃烧系统自身回收余热的燃烧技术。它是通过两个蓄热烧嘴交替工作于进气和排气系统,将炉子烟气中的余热交换给炉气体,可将煤气、空气预热至7001100℃,排烟温度降至150以下,使加热余热回收率达到90%以上,能耗降低30%左右,大大提高了能源利用率。现已有30多家钢铁企业应用了此技术,使过去多为与转炉或焦炉煤气混用的加热炉,采用单一低热值高炉煤气燃料同样可行。
   
例如,济钢研制开发的中轧蓄热式加热炉,使低热值的高炉煤气利用率达到了特等炉的热耗水平,热效率由原来的35%左右提高到59.3%,年节省重油1万吨,避免高炉煤气放散1.27亿m3,年可创效益1500多万元,为开发利用低热值煤气开辟了新途径。
   
热管式余热回收技术
   
热管作为一种高效的传热元件,近年来已在电力、冶金、化工等众多领域的余热利用方面获得成功。热管换热器与传统的换热器相比,有传热效率高、阻力损失小、结构简单、工作可独立等优点。
   
在冶金行业中,如何回收中、低温烟气余热一直是一个难题。热管式余热回收装置是目前中温(300左右)气气热交换最理想的换热装置。例如,宝钢二号高炉热风炉、攀钢四号高炉热风炉的烟气余热回收均采用热管换热设备。
   
烧结生产的能耗一般占钢能耗的10%20%,热烧结矿冷却废气显热和烧结烟气显热占烧结过程热耗的50%以上,合理地回收利用这些热能很有意义,但这些余热资源属中、低品位余热,热管技术为经济有效地回收这部分余热开拓一条新路。例如,在环冷烧结机上热管换热器多用于回收300左右的中温余热;在机冷烧结机上因烟气流量较大,温度低,含尘高,使余热回收利用困难。首钢采用气-汽热管换热器回收机冷烧结机上烟气余热用以产生蒸汽,供给二次混料机预热烧结混合料,(要求过热蒸汽温度达到180左右)实现了烧结系统生产用汽自给有余。
   
余压利用方面
   
高炉煤气炉顶余压发电技术(TRT
   
高炉煤气炉顶余压发电技术(简称TRT)是利用炉顶煤气压力回收炼铁生产过程中的二次能源,是不消耗燃料,无污染的最经济的发电设备。所回收的电能接近高炉鼓风机功率消耗的30%
   
高炉在冶炼过程中产生的高压煤气,通过减压阀组的强制节流和形成噪声变成低压煤气,然后送往低压管网送给用户使用。高炉煤气炉顶余压发电装置就是将原来损失在减压阀机组的压力能,通过透平机膨胀做功,带动发电机工作变为电能的设备。此装置运转时,不需要燃料,不改变高炉煤气的化学性质,也不影响原有煤气用户的正常使用,但回收了原减压阀组白白损失的压力能和热能,发出可观的电能,又降低了噪声污染,可谓是环保节能双见效的一种措施。
   
世界上先进国家的大型高炉基本上都应用了TRT技术。日本的钢铁企业早在1996年就全部采用了TRT装置,并且利用副产煤气自发电或建立共同火力发电,基本上可以满足企业的用电需求。节约了资源,保护了环境,降低了成本。
   
我国现有1000m3以上的高炉47座,有22座已经采用或正在建设TRT机组,约占这类高炉总数的46.8%5001000m3高炉23座,只有2座采用了TRT机组。根据十五规划目标,到2005年,1000m3以上的高炉全部普及TRT装置。届时,我国冶金工业的节能、降耗指标将上一个新台阶。

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