鋼鐵工業(yè)余熱余能資源利用 途徑及潛力分析

　　由于鋼鐵工業(yè)在消耗能源推動物料轉(zhuǎn)變的同時會產(chǎn)生大量的余熱余能，因此各類余熱余能的有效回收利用，是鋼鐵工業(yè)節(jié)能降耗的重要途徑。

　　1、前言

　　鋼鐵工業(yè)余熱余能資源是指鋼鐵生產(chǎn)過程中某一工藝系統(tǒng)未被利用的能量，包括余熱和余壓。其中余熱指工藝過程中未被利用而排放到周圍環(huán)境中的熱能，按載熱體形態(tài)的不同分為固態(tài)載體余熱(如焦炭、爐渣、燒結(jié)礦、球團礦、連鑄坯等)、液態(tài)載體余熱(如冷卻水、冷凝水等)以及氣態(tài)載體余熱(如高、焦、轉(zhuǎn)爐煤氣、廢煙氣、蒸汽等)三種;余壓指由工藝設(shè)備排出的有一定壓力的流體，按載體形態(tài)的不同分為氣態(tài)余壓(如高爐爐頂余壓)和液態(tài)余壓(如循環(huán)冷卻水余壓等)。

　　由于鋼鐵工業(yè)在消耗能源推動物料轉(zhuǎn)變的同時會產(chǎn)生大量的余熱余能，因此各類余熱余能的有效回收利用，是鋼鐵工業(yè)節(jié)能降耗的重要途徑。國內(nèi)鋼鐵工業(yè)相關(guān)研究早在20世紀80年代就已開始，最初技術(shù)人員計算了1986年我國鋼鐵工業(yè)的余熱資源量及回收利用率，提出了余熱回收利用的潛力。隨后，寶鋼、本鋼等鋼鐵企業(yè)也對余熱余能回收利用進行了調(diào)查分析。近年來，鋼鐵工業(yè)余熱余能資源回收利用水平快速提高，為中國鋼鐵工業(yè)節(jié)能降耗做出巨大貢獻。

　　2、余熱余能資源及利用途徑

　　2.1焦化工序

　　焦化工序現(xiàn)階段已回收利用的余熱余能資源包括焦炭顯熱、焦爐煤氣潛熱、煙道氣顯熱和初冷水顯熱。焦炭顯熱主要是采用干熄焦技術(shù)回收利用產(chǎn)生蒸汽用于發(fā)電，目前干熄焦發(fā)電技術(shù)在國內(nèi)鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的應用普及率已很高。

　　焦爐煤氣熱值高，是一種優(yōu)質(zhì)燃料，目前已得到充分利用，放散率很低，主要利用途徑是供各生產(chǎn)用戶使用，富余資源用于驅(qū)動鍋爐發(fā)電。

　　同時，由于焦爐煤氣富含氫氣和甲烷，提升利用品位，將其作為化工原料生產(chǎn)甲醇、合成氨等化工產(chǎn)品及天然氣資源的利用方式近年來得到了更多的關(guān)注。煙道氣顯熱的溫度一般在250～300℃，目前主要采用余熱回收設(shè)備回收蒸汽供生產(chǎn)、生活用戶或作為煤調(diào)濕熱源。焦化初冷水顯熱溫度一般在60～70℃，主要采用換熱器回收熱量用于北方地區(qū)冬季采暖。

　　2.2燒結(jié)工序

　　燒結(jié)工序現(xiàn)階段已回收利用的余熱余能資源包括燒結(jié)礦顯熱及燒結(jié)煙氣顯熱。燒結(jié)礦顯熱的回收主要在環(huán)冷機部分，按煙氣溫度分高、中、低三部分。目前高溫段煙氣余熱回收利用較為充分，主要采用余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽用于發(fā)電或者供生產(chǎn)用戶;中、低溫煙氣余熱一般采用直接利用方式，用于預熱混料或熱風燒結(jié)等。

　　燒結(jié)煙氣顯熱的回收利用近幾年開始起步，在部分企業(yè)已有應用，主要集中在燒結(jié)大煙道高溫區(qū)(300～400℃)的回收，采用余熱鍋爐或熱管換熱器回收產(chǎn)生蒸汽。

　　2.3球團工序

　　球團工序現(xiàn)階段已回收利用的余熱余能資源包括球團礦顯熱、煙氣顯熱及冷卻水顯熱。其中球團礦顯熱主要通過獲取熱風回用于生產(chǎn)，作為烘干、預熱等熱源;煙氣顯熱溫度較低(約120℃)，少數(shù)企業(yè)采用熱管換熱器回收熱量用于職工洗浴等生活用戶;豎爐大水梁冷卻水顯熱通常采用汽化冷卻方式替代水冷方式，避免循環(huán)冷卻水消耗，并回收產(chǎn)生蒸汽。

　　2.4煉鐵工序

　　煉鐵工序是主要耗能大戶，同時也是余熱余能資源較為豐富的工序，現(xiàn)階段已回收利用的余熱余能資源包括高爐煤氣潛熱和余壓、熱風爐煙氣顯熱及高爐渣顯熱。

　　高爐煤氣熱值雖然不高，但產(chǎn)生量大，目前已得到較為充分的利用。由于放散率較低，主要供應各生產(chǎn)用戶使用，富余資源用于驅(qū)動鍋爐發(fā)電。隨著高爐冶煉技術(shù)的發(fā)展，目前煉鐵高爐基本為高壓操作，高爐爐頂余壓的利用方式主要是通過TRT發(fā)電裝置回收發(fā)電，或采用BPRT方式回收能量減少高爐鼓風電耗。熱風爐煙氣顯熱主要利用換熱器從煙氣中回收熱能，預熱助燃空氣和煤氣，從而提高風溫，降低焦比，實現(xiàn)節(jié)能降耗。對于高爐渣自身顯熱的回收尚處于研究階段，目前的回收利用主要是針對80～90℃高爐沖渣水，采用換熱器換熱后用于采暖或煤氣、空氣預熱等。