钢铁工业余热回收的主要环节介绍

钢铁工业余热回收的主要环节介绍1、铁前-烧结生产线：    在烧结生产过程中，烧制好的成品，温度在500800，为了便于运输，需将其冷却至常温。烧制好的成品的显热，在冷却的过程中，热量随热空气（300350）排放到空气中，由于此热空气的量很大，及具回收价值。目前钢厂对烧结的余热回收已有普遍的认同，约有50%的生产线得到了应用，新建的生产线基本上都有考虑。常规的回收是通过热管式换热器，产生0.8MPa过热蒸汽用于本生产线物料加温，多余部分并入厂内管网供其它生产使用。此项目中，如果蒸汽用不完，可考虑建余热电站。2、炼铁：    在炼铁工艺中需要一股8501300的热风，其由独立的热风炉提供，而且热风温度越高，炼铁的成本越低（可降低焦比，提高喷煤比）。利用热风炉自身排放的300400烟气，可提高热风的温度50100，及具经济价值。实现的方法是：利用烟气余热将热风炉燃烧用的空气和煤气在安全范围内尽可能地加温，以提高空气和煤气的物理热，提高其燃烧温度，最后实现提高热风炉风温的目的。目前钢厂对烧结的余热回收已有普遍的认同，约有50%的生产线得到了应用，新建的生产线基本上都有考虑。3、焦化工序     焦化工艺中得到普遍认可的技术是干熄焦技术，将焦炉的上升管（650）的降温获得热能。 4、转炉（炼钢）    转炉生产工艺中，用于保护烟道的汽化冷却设备将产生大量的饱和蒸汽，此股蒸汽的特点是：不连续，量比较大。 5、轧钢工序     在轧钢工艺中蓄热燃烧技术是一个发展趋势，我们不介入领域。对于未实现蓄热式燃烧的轧钢炉，对其烟气可以进行余热回收，回收方式和利用热能的方式与炼钢的热风炉一样（进行双预热），只不过效益体现在节约煤气上。 目前这方面的应用也比较普及。一般此类项目的回收期在912个月。1、铁前-烧结生产线：    在烧结生产过程中，烧制好的成品，温度在500800，为了便于运输，需将其冷却至常温。烧制好的成品的显热，在冷却的过程中，热量随热空气（300350）排放到空气中，由于此热空气的量很大，及具回收价值。目前钢厂对烧结的余热回收已有普遍的认同，约有50%的生产线得到了应用，新建的生产线基本上都有考虑。常规的回收是通过热管式换热器，产生0.8MPa过热蒸汽用于本生产线物料加温，多余部分并入厂内管网供其它生产使用。此项目中，如果蒸汽用不完，可考虑建余热电站。2、炼铁：    在炼铁工艺中需要一股8501300的热风，其由独立的热风炉提供，而且热风温度越高，炼铁的成本越低（可降低焦比，提高喷煤比）。利用热风炉自身排放的300400烟气，可提高热风的温度50100，及具经济价值。实现的方法是：利用烟气余热将热风炉燃烧用的空气和煤气在安全范围内尽可能地加温，以提高空气和煤气的物理热，提高其燃烧温度，最后实现提高热风炉风温的目的。目前钢厂对烧结的余热回收已有普遍的认同，约有50%的生产线得到了应用，新建的生产线基本上都有考虑。3、焦化工序     焦化工艺中得到普遍认可的技术是干熄焦技术，将焦炉的上升管（650）的降温获得热能。 4、转炉（炼钢）    转炉生产工艺中，用于保护烟道的汽化冷却设备将产生大量的饱和蒸汽，此股蒸汽的特点是：不连续，量比较大。 5、轧钢工序     在轧钢工艺中蓄热燃烧技术是一个发展趋势，我们不介入领域。对于未实现蓄热式燃烧的轧钢炉，对其烟气可以进行余热回收，回收方式和利用热能的方式与炼钢的热风炉一样（进行双预热），只不过效益体现在节约煤气上。 目前这方面的应用也比较普及。一般此类项目的回收期在912个月。高炉冲渣水余热利用钢铁厂在高炉炼铁工艺中，产生的炉渣温度大约为1000，此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，以供生产水泥之用。这一过程中能够产生大量温度在80一95的低温热水。研究表明，冲渣水温度越低，其炉渣制成的水泥活性越高。因此在目前的生产工艺中，冲渣水是在沉淀过滤后引人空冷塔，冷却后再次循环冲渣。 这样使得很大一部分热量在空冷塔中流失，既造成了能源的浪费，又对环境造成了热污染。中国是世界上的钢铁产量大国，据有关专家分析，随着重工业化时代的到来，中国的钢铁产量将在三、四年内达到顶峰时期，并能够一直持续到2020年。在这样一个庞大的国家支柱型产业中，每一种小的节能改进都会产生巨大的整体效益。工质的确定 针对该钢铁厂高炉冲渣水温度低，流量大的特点，为了能够高效回收低温余热，本设计采用低沸点的循环工质。经过反复计算，在对比了当前广泛使用的一些低沸点工质热力性质后，可以采用有机循环工质和氨水混合物。 2 系统工作原理 本低温热水发电项目采用的是双循环流程设计。钢铁厂高炉冲渣水排出时温度大约8590，经过沉淀除杂预处理后进人特殊设计的换热器，在此将热量传递给工质，温度降到50左右，再送到高炉供冲渣之用，从而回收了一定量的余热。工质在换热器内吸收热量后变成80的过热蒸气，然后进入气轮机膨胀做功，带动发电机转动，对外输出电能。 做功后的工质变成低压过热蒸气，低压过热蒸气进入冷凝器放出热量，变成低温低压的液体工质，然后由工质泵送到热交换器中吸热，再次变成过热蒸气去推动气轮机做功。如此连续循环，将热水中的热量源源不断的提取出来，生成高品位的电能。工作原理及运用：钢铁生产过程中的余热再利用，如：驱动设备、发电等。低沸点工质动力机即可利用有机工质形成双循环系统，吸收排放的废热水的热能，将有机工质加热成汽液两相，直接进入动力机工作，驱动发电机发电。作功后的汽液混合物进入冷汽器冷凝后，再经工质泵返回加热器，如此循环作功，将高炉余热、电站锅炉余热、余压利用转变成机械能或电能。是高效转换企业生产过程中放散掉的低品位能源成电能的动力机。低沸点工质动力机的主要特征：适应于蒸汽、汽水混合汽、热水、被污染热源的各种介质。在热源参数大幅度波动工况下，能够高效、安全运行。全自动无人值守运行操作。低沸点工质动力机的主要技术参数：水蒸汽介质进口参数：0.32.5Mpa，130300°C动力机内介效率：65%80%最大输出功率：1500Kw转速范围：15003000rpm，动态调整拖动负载：发电机、各种泵、风机、磨煤机等；    探索适合我国国情的冶金高温烟气治理及节能技术引言1972年在瑞典斯德哥尔摩召开了人类第一次环境大会。至今已有30年，在环境与发展的问题上，人们已逐渐懂得了自然规律是不可背离的，懂得了发展过程是不可以随意逾越的，懂得了主观愿望不能代替客观的现实。 环境与发展是当今国际社会普遍关注的问题，保护生态环境，实现可持续发展，已经成为全世界紧迫而艰巨的任务，冶金工业亦不能背离可持续发展这一大趋势。 对于冶金行业环保工作者而言，探索符合我国国情的高温烟气治理及节能技术的新路子，是一项迫在眉睫的艰巨任务。我国冶金高温烟气治理与节能技术现状 主要存在的二大问题： （一） 高温烟气控制水平较低，不能最大限度地控制排放总量，特别是对无组织排放的控制更为严重，普遍存在的捕集率较低的问题。 （二） 高温烟气治理运行能耗高，用综合指标功流比考核，功流比高，指标较落后，即实际每获得104m3/h风量，风机电机功率很大，运行电耗普遍较高。通过对某厂九十年代新建的一座60t超高功率电炉，除尘系统各项参数的对比，充分说明以上问题。某厂60t电炉除尘系统改造前后参数比较按吨钢产尘量12kg计算。由此可见，无论是“三同时”项目，还是对老除尘系统进行改造，采用先进高温烟气治理与节能技术，均可获得满意的环保效果和可观的经济效益。其中三个方面是造成上述情况的重要因素。1、 沿袭国外的高温烟气捕集技术，未能在找出传统捕集技术有悖高温烟气捕集机理的本质问题的基础上，探索各种在确保生产工艺及操作的前提下既能确保环保要求，又能降低运行能耗的捕集形式。2、 治袭国外高温烟气治理工艺路线，或者是将国外工艺设备拼凑组合成一套工艺系统，其工艺路线仍超越不了国外的工艺路线模式。3、 对除尘系统的节能研究往往把风机调速与节能相提并论，进入了一个误区，未认识到烟气治理工艺技术的进步是节能的主要途径。高温烟气治理工艺路线的探讨    工艺路线的设计决定了系统工艺的设计，设备的设计选型和配置，最终决定了整套高温烟气治理技术的优劣。它是一个涉及到设计思想，基础理论以及污染源的生产工艺、厂房布置等一系列条件，是一个理论与实践并重的课题，而决非是除尘器、风机、冷却装置及管道等的简单组合。目前高温烟气治理工艺路线主要有三点：其一，强制冷却工艺路线高阻、高温、小流量其二，混合工艺路线高阻、中温、中流量其三，短流程工艺路线低阻、中温、大流量短流程工艺路线分为一次捕集和二次捕集两类。一次捕集混冷风型短流程工艺二次捕集一、二次烟气温合短流程工艺    上述三类工艺路线的选择是决定系统综合指标优劣的重要条件，然而，往往因没有认识到重要性而不被重视，经常出现未经计算论证凭感觉否定一种，选择另一种。其实上述各种工艺线路均有特定的适用条件，它将大大影响环保效果、运行电耗以及一次性投资、维护管理等的重要技经指标。    一般情况下，在能确保一次性将高温烟气捕集并达标时（如铁合金炉），可采用第一类工艺路线，既能保证环保达标，能耗又不高，但由于高温烟气采用传统的强制冷却方式，且阻力很高，为此只能认为在现阶段是较好的方案。当然，如果采用第一类工艺路线，而冷却技术不过关，不能保证进入除尘器的烟气温度低于允许上限值而混入一定空气降温，那也是迫不得已。    对于第二类工艺路线，由于不必要的工艺环节过多，冷却器低效且阻力又高等等问题，使得整个系统特征为高阻、长流程，所以在消耗功率很大的情况下却得不到较大的处理风量，一般情况则应尽量避免使用。当高温烟尘源面积较大、烟气发生量变化大、生产工艺动作状态多时，则应选择第三类工艺路线，例如，炼钢电炉仅采用第一类（内排烟）解决了吹氧出钢、加料等二次的烟气捕集问题无法确保环保指标。为此，采用第三类混合工艺路线（天车通过式集烟罩、短流程工艺）。如果随着高温烟气的变化而分阶段分别采用第一类和第三类工艺路线，只要能满足环保和节能双重目标，也是可行的，但这必须是分阶段的分别单独应用，而不是全过程的组合使用。然而，在国内全过程的组合使用十分普遍，既难保证环保要求，又大大提高运行电耗，这方面的例子举不胜举。    近期东方环境工程设计研究所针对大中型电炉铁水热装强化冶炼工艺又研制成功内外排混合短流程工艺，即典型的第三类一、二次烟气混合短流程工艺，较好地解决了长期以来得不到解决的一些问题，取得了可喜的效果。1、用低温的二次烟气混入高温的一次烟气，使之进入除尘器的混合烟气温度在允许使用温度下。2、删除了一次系统中冷却器等高阻、维修量大、噪声大的工艺设备，使一次系统阻力大幅下降；删除了一次系统中的又一故障因子加压风机。3、解决了一次系统普遍存在的易积灰、易堵塞的问题。4、解决了冷却器效率波动大，而二次风量又较低，最终导致烧滤袋的问题。5、大大提高了一、二次系统的匹配性，彻底解决了常见的二次系统风量低于设计风量的问题。6、大大降低了功流比，在同样功率配置下，大大提高了系统风量，尤其是二次系统，使得普遍存在的二次系统效果不佳的问题得以解决（辅之合理的捕集装置）；或者说在保持原工艺的设计风量下，可大大降低运行电耗。    该技术研究开发成功是高温烟气治理工艺路线的一大突破，是实现低阻、中温、大流量的一个范例。 就目前的技术水平而言，第三类工艺路线既能确保很好的环保指标，又可大幅降低电耗，而且适应性强、运行可靠、维护方便。天