冶金工业余热回收.doc

冶金工业余热回收(上) 冶金工业是耗能大户，不论是有色冶金或黑色冶金工业都存在大量的节能问题。以钢铁企业为例，焦炉、高炉及炼钢工序均有相当数量的的余热未能回收利用。余热的温度最高可达1600℃，热能的形态有固体、气体、液体，其中很多为间隙排放，因之给余热回收带来了一定的难度。由于热管的的众多特点，特别适用于上述场合的余热回收利用。高温热管及高温热管空气预热器、高温热管蒸汽发生器开发运用成功，给冶金企业的高品位余能利用带来了新的希望。 ESSE加热炉和均热炉的余热利用 轧钢连续加热和均热炉是钢铁企业中耗能较多的设备。其热效率一般只有20%～30%，约有70%～80%的热量散失于周围环境和被排烟带走。其中烟气带走的热损失约占30%～35%。加热炉的烟气量根据炉型大小不同，一般在（标准状态）7000～300000m3/h的范围内。烟气温度一般为550～990℃，也有超过1000℃以上的。从直接节能来考虑，工程界希望将烟气的余热用来加热助燃空气。当助燃空气被加热到400℃时，可以得到节能20%～25%的效果。 坏件加热炉热管空气预热器 企业和一钢坏加热炉，炉内温度高于1000℃，烟气温度大于900℃，通过钠热管空气预热器将40℃的空气加热至400～450℃与二次风（800℃）混合后入炉助燃。其流程如图所示。 轧钢连续加热炉的余热回收 轧钢连续加热炉排出的烟气温度很高，有时可达1000～1100℃，余热回收利用的方式首推采用空气预热器。回收的余热，除了热损失可以百分之百地用于燃烧炉内，不仅节约燃料而且可以改善燃烧效果。但常规的空气预热器体积庞大，所以许多工厂采用了余热锅炉的办法来回收余热产生蒸汽。这样虽然可以达到节能的目的，但不能直接节约燃料，也得不到由于燃烧条件改善而对产品产量质量方面带来的好处。当前很多工厂采用余热锅炉和空气预热器相结合的办法来达到兼顾的目的。以下是两种回收流程。 冶金工业余热回收(中) ESSE余热锅炉流程 国内外许多轧钢加热炉采用了余热锅炉和空气预热器相结合的流程来回收烟气的高温余热。即首先将高温烟气通过余热锅炉（蒸汽发生器）降至500～600℃温度范围，产生1.9～3.0Pa的蒸汽，降温后的烟气通过空气预热器将常温空气预热至250℃，烟气温度降至300℃以下进入热管省煤器，将105℃的脱氧水加热至250℃左右，烟气温度降至200℃以下，经引风机送至烟囱排放。这种流程的优越性在于，余热锅炉可以以较少的设备投资回收烟气高温部分的余热，所产生的蒸汽如果可以外销，则可在极短的时间内收回投资。空气通过预热器可预热至300℃以上，一次能耗可以节约14%～18%，这是最合算的流程。如果采用蒸汽透平发电，再将背压蒸汽外销，也是一种经济效益很好的方案。热管空气预热器和热管省煤器可以在较低的条件下充分发挥其传热效率高和体积紧凑的特点。以下通过一设计实例来说明其优越性。 烧结工序的余热利用 烧结工序是高炉矿料入炉以前的准备工序。有块状烧结和球团状烧结两种工艺。块状烧结是将不能直接加入炉的炼铁原料，如精矿粉、高炉炉尘、硫酸渣等配加一定的燃料和溶剂，加热到1300～1500℃，使粉料烧结成块状。球团烧结则是将细磨物料，如精矿粉配加一定的黏结剂，在造球设备上滚成球，然后在烧结设备上高温烧结。两种烧结过程都要消耗大量的能源。据统计，烧结工序的能耗约占冶金总能耗的12%。而其排放的余热约占总能耗热能的49%。回收和利用这些余热，显然极为重要。烧结工序内废气温度分布示意图如右图。由图可知，回收余热主要在成品显热及冷却机的排气显热两个方面。 　 冶金工业余热回收(下) ESSE高炉热风炉余热回收 高炉热风炉是产生热风的设备，由于风温可高达1200℃以上，因之热风炉都是蓄热式。其工作原理是先使煤气和助燃空气在燃烧室燃烧，燃烧生成的高温烟气进入蓄热室内的格子砖加热，然停止燃烧，再将鼓风机送来的冷空气通过蓄热式格子砖，将格子砖所积蓄的热量带走，冷空气被加热到所需的温度进入高炉。热风炉烟道废气的温度一般限制在300～350℃，最高不行超过400℃。使用热管换热器回收的这部分余热，用来加热助燃空气则可以改善蓄热炉内的燃烧状况，从而使炉顶温度提高。对于以煤气为燃料的单位，一般多采用分离式热管换热器回收排烟余热，回收