我国钢铁企业余热资源的回收与利用
摘要：随着钢铁节能技术的发展，越来越多的余能回收利用技术得到了广泛的使用，且做到了较好的节能和降本成效，缓冲 了当前经济形势对行业造成的冲击。但是企业对余热余能的利用还处在较低水平，主要表现在余热余能资源的利用深度和已 回收能源的有效利用程度两个方面，如何有效提高这两方面的水平，对面临着节能减排任务和严峻的经营形势压力的钢铁行 业具有重要的积极意义。
关键词：钢铁企业；余热资源；余热回收利用
中图分类号：TK115 文献标识码：A 文章编号：2095-3178（2018）06-0331-01
引言
钢铁企业作为国民经济生产中的重要组成部分，生产所需能耗
巨大，但是能源利用效率比较低。在节能降耗生产理念影响下，现 在逐渐有更多新型节能技术被应用到钢铁企业生产中，就降低能耗 方面取得了一定的效果。但是就余热回收利用方面，与国际平均水 平相比还存一定差距，还需要从技术角度进行深入分析，采取措施， 在原有技術基础上进行优化，争取不断提高余热回收效果。
1 余热余能回收利用技术及现状
国内的钢铁企业基本上都采用了多项当今主流、先进的工序余
能回收工艺，诸如CDQ及配套发电系统、烧结环冷余热锅炉及发电、 高炉干法 TRT、转炉汽化冷却烟道、加热炉汽化冷却、蓄热燃烧等。 企业余热余能的利用通常有三种方式：第一，对高温介质的显热或 介质的化学能，通常是进行蒸汽转换发电；第二，对中低温介质显 热，通常进行换热后用于生产过程，比如预热空气或煤气，制备热 水；第三，对于压力类的余能，通常是利用压差进行膨胀做功。
1.1 干熄焦发电
常见的配置方式为每两座焦炉为一组，配备一套干法熄焦及发
电系统，考虑干熄焦余热锅炉及发电系统的年修（一般为 25d/a， 年修期间采用备用的湿法熄焦工艺），因此实际的干熄焦配备率为 93%。吨焦回收中压蒸汽 500kg以上、发电115～120kwh，折合100% 配备率则为535kg 和125kwh 左右。
1.2 烧结环冷余热回收（发电）
一般为每台烧结机设置一套余热锅炉，回收环冷机（或者带冷
机）一、二段的冷却废气余热，折合吨矿回收低压蒸汽 70kg 左右。 烧结余热蒸汽发电也是比较成熟的运用形式，企业可以根据自身的 实际情况，合理选择回收利用余热或者是回收电力。
1.3 高炉干法布袋除尘及 TRT发电
相对于文氏及比肖夫净化系统，减少了煤气洗涤水的消耗和处
理过程，并且提高了 TRT 入口煤气的温度，TRT 发电较湿式除尘净 化系统吨铁发电提高 50%以上，一般吨铁发电 40kwh/t 左右，甚至 短时超出 50kwh/t。
1.4 炼钢转炉汽化烟道
回收冶炼过程中高温烟气的显热，产生 2.0～3.2MPa 的蒸汽，
经蓄热器缓冲存储稳压后转变为1.27MPa 的饱和（或微过热）蒸汽， 可供给炼钢工艺内部热用户（主要为真空精炼工艺真空泵）或输送 至低压蒸汽管网，吨钢回收蒸汽70kg/t 左右。
1.5 加热炉汽化冷却
钢铁企业的板坯加热基本都采用步进梁式加热炉，通过增加余
热锅炉替代循环冷却水系统，加热炉的步进梁（固定梁和步进梁） 相当于锅炉的水冷管，通过这种工艺，即使在炉内高温氛围中步进 梁也能保持相当的强度，并且还回收了用于冷却步进梁而带出的热 量，每吨产品回收饱和蒸汽（或微过热蒸汽）30kg左右。
2 钢铁企业余热资源回收利用研究要点
2.1 焦化生产工序的余热回收利用
钢铁企业的焦化工序以生产焦炭为主，同时也会产生副产品焦 炉煤气，而焦炉煤气中含有大量有价值的化工产品。随着焦炉煤气 净化技术的不断提高以及焦炉煤气制甲醇产业链的不断延伸，焦化 生产的整个产业链需要消耗大量的蒸汽。焦化生产会产生大量的余 热，主要包括焦炭显热、焦炉煤气显热以及焦炉烟气显热，约占钢 铁生产总余热资源的7%。目前，已有钢铁企业采用干熄焦技术回收 高温焦炭的显热，用以产生蒸汽或者采用蒸汽轮机发电，但总体而 言干熄焦技术在我国钢铁企业的普及率还很低。据统计，目前我国 钢铁企业对焦炭显热的回收利用率仅 11.2%。对焦炉煤气显热的回 收利用主要采用煤调湿技术，通过焦炉煤气上升管散发的显热来预 热和干燥焦炉的人炉煤。目前该技术已比较成熟，余热回收的效果
也较好，但由于该技术的普及率较低，以致于焦炉煤气显热的总回 收利用率仍较低，仅为 10.5%。焦炉烟气显热因为其品位低，回收 利用的价值不太大，目前基本上没有回收利用。干熄焦技术被认为 是钢铁企业回收焦化工序余热最有发展潜力的技术。该技术已在国 外被广泛应用。干熄焦技术是利用冷的惰性气体，在干熄炉中与赤 热红焦换热从而冷却红焦。吸收了红焦热量的惰性气体将热量传给 干熄焦锅炉产生蒸汽，被冷却的惰性气体再由循环风机鼓入干熄炉 冷却红焦。干熄焦锅炉产生的蒸汽并入企业蒸汽管网或用于驱动汽 轮机发电。采用干熄焦技术可回收 80%的红焦显热，平均每熄 1 吨 焦炭可回收3.9MPa4500C 的蒸汽0.45—0.6t，节能降耗作用十分明 显，同时还可降低焦炉强粘结性的焦、肥煤的配比，改善焦炭质量， 提高焦炉的生产能力。生产实践表明，大型高炉采用干熄焦焦炭可 使其焦比降低2%。对于焦炭年产量 100 万吨的钢铁企业而言，采用 干熄焦技术每年可减少 8-10 万吨动力煤的消耗。
2.2 炼钢工序的余热回收利用
就我国炼钢企业发展现状来看，以转炉能耗最大，在进行降耗
研究时需要将其作为重点。转炉炼钢环节，C-O 反应会产生大量富 含 CO的烟气，温度可以达到1550-1700℃，可以带出大量潜热与显 热，对其进行余热回收利用研究，需要通过强化换热来对烟气热量 进行有效回收，同时可以通过开发低品质余热蒸汽高效发电系统来 提高热工转换效率。现在常用技术有湿法除尘工艺与干法除尘工艺，
均可通过设置汽化冷却烟道，将烟气温度由 1500℃降到 800℃左右。 传统湿法除尘工艺采用大量循环水喷水降温，工艺要求较低，煤气 回收量大，并且系统稳定性高，但是在实际应用过程中所需水资源 量大，并且还会对环境产生一定影响。干法除尘工艺则设置蒸发冷却 器，通过蒸汽引射循环水将烟气快速冷却至 160℃左右，再通过电 除尘器对烟气做除尘处理。
2.3 轧钢工序的余热回收利用
轧钢工序能耗约占钢铁企业总能耗的 8%。因此，研究轧钢工序
的节能降耗技术对降低吨钢能耗具有重要意义。近年来，我国新建 轧钢生产线大都采用当今世界先进的轧制技术，普遍使用热送热装 和在线加速冷却技术。中国整体轧钢工序的能耗指标偏高，工序能 耗平均值与先进值相比差距较大。轧钢加热炉是轧钢工序中的重要 能耗设备，回收轧钢加热炉烟气余热是实现轧钢工序节能降耗的重 要手段。通常，采用空气换热器、煤气换热器和蒸汽余热锅炉来回 收轧钢加热炉烟气的余热，使排烟温度降到 200℃以下。将高温空 气蓄热式燃烧新技术应用到轧钢加热炉上，可有效利用低热值的高 炉煤气将炉温加热到 1100℃以上，实现 30%以上的节能，使加热炉 热效率提高到70%以上。
结束语：
钢铁企业生产中能耗大，想要提高其资源生产利用效率，除了
要做好各生产环节的优化外，还需要做好余热回收利用的研究。即 结合钢铁企业生产特点，确定余热回收利用研究方向，选择合适的 方法，针对不同生产环节进行分析，通过设置专业设备，以及对生 产方式进行优化，争取不断提高余热回收利用综合效率。
参考文献
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