余热利用的余热利用的现状

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-06-30
节能降耗一直是冶金企业的重要战略任务。在冶金企业的各个生产环节,如原料处理、焦化工序、烧结、炼铁、炼钢、连铸以及轧钢过程中,都会产生大量废气、废水和废渣,这些废物中蕴含着大量的可利用热量。充分回收和利用这些能量,不仅能够提高企业的现代化水平,还能降低企业的能源消耗。
在工业炉窑的能量消耗中,废气余热约占15%~35%。这些废气在净化处理后,可以作为一种输送和使用方便、燃烧后无需排渣和除尘、且不易造成环境污染的优质能源。如果能够根据工艺要求提供合适热值的煤气作为能源,还有利于改善产品质量。然而,由于生产结构和工业炉窑配置等原因,目前我国许多冶金企业仍然排放大量废气,这是导致企业能源消耗高的一个重要原因。
冶金企业常用的废气余热利用方式包括安装换热器、在换热器后安装余热锅炉、炉底管汽化冷却、发电(热电联产)以及制冷。回收后的热量主要用于预热助燃空气、预热煤气和生产蒸汽。对于电炉而言,预热废钢或进料可以减少电炉的电能消耗,缩短熔炼时间;对于加热炉而言,预热空气、燃料或工件,烟气余热返回炉内,可以使火焰稳定、提高燃料温度和燃烧效率以及炉子的热效率。
工业炉窑余热回收效果不佳的原因包括排烟温度高、换热器能力不足等。此外,烟气和热风的显热未能有效保存,烟气由炉膛冒出、吸入冷风,地下烟道漏水、漏气,旁通烟道短路和管道绝热不良,导致多数炉子在回收装置前的烟气热损失高达30%~50%,回炉热风的显热损失为20%~33%。为了解决这个问题,提出了一系列降低出炉烟温的措施和能充分保存与回收余热的排烟-供风系统,使上述两项热损失分别降低到5%和3%左右,同时开发了各种高效、经济的换热器和能使用全热风的燃烧装置,回收后烟温可下降到180~250℃,不再需要安装价格昂贵而利用率不高的余热锅炉,使炉气余热从炉外回收转到炉内回收的方向来。
针对烧结废气的回收利用,钢铁生产过程中烧结工序的能耗约占总能耗的10%,在烧结工序总能耗中,有近50%的热能以烧结机烟气和冷却机废气的显热形式排入大气,既浪费了热能又污染了环境。由于烧结废气的温度不高,过去人们对这部分热能的回收利用重视不够。但实际上,烧结废气不仅数量大,而且可供回收的热量也大。冷却机废气属于中低温热源,其中中温部分(大于300℃)的开发技术比较成熟,可以用作点火器或保温炉的助燃风,生产蒸汽或余热发电。而低温部分(200℃左右,约占废气的2/3),由于热效率低,应用得很少。
高炉煤气是冶金企业重要的能源之一,其回收利用比其他废气的回收利用意义更为重大,因为这涉及到冶金企业的气体燃料平衡、减少烧油等重要的能源问题,所以是废气余热、余能回收利用的重点之一,应当加快进程。对钢铁联合企业来说,目标应当是努力降低高炉煤气的放散率,增加混合煤气量,或采用低热值煤气燃烧技术将其用于轧钢加热炉;对独立铁厂而言,则应尽快建设高炉煤气电站。高炉煤气属于超低热值燃料,且气源压力不稳定,不适宜远距离输送或用作城市生活煤气,回收利用有较大的难度,除热风炉和锅炉外,目前只能用于复热式加热的焦炉和具有双预热功能的轧钢加热炉。转换利用高炉煤气的常用方式是燃烧发电。随着高炉的大型化,高炉煤气的产量成倍增加,燃用高炉煤气的中低参数发电机组从锅炉容姿悉仿量和能源的利用率等方面均已不能满足需要,因此,发展高参数大容量全燃高炉煤气发电机组势在必行。
我国在回收利用高炉煤气方面作了不少工作,但是放散率仍然较高。许多企业在大量放散高炉煤气的同时,工业炉窑及热工设备都在燃用高价油和优质煤,不仅浪费能源、污染环境,而且提高了生产成本。解决煤气放散的根本措施是钢铁厂应普遍采用煤和煤气两用锅炉作为煤气的缓冲用户。因为冶金企业均有一定规模的热(蒸汽)用户,而热电联产又是锅炉蒸汽既灵活又便利的出路。这样,富余的煤气经锅炉转换为蒸汽,在满足供热的同时,根据需要和可能还可以部分地转化为电力供生产使用,从而缓解企业用电的紧张局面,减少企业的一次能源消耗,具有节能和降低成本的双重经济效益。
高炉煤气超低热值并呈降低趋势是限制高炉煤气使用的最重要原因。1965年高炉煤气的平均热值为4180kJ/m3,而现在我国大型高炉的煤气热值已降到3135kJ/m3,中、小高炉分别降到3340~3550和3760~3970kJ/m3。它们在不预热时的理论燃烧温度分别为1236、1290和1420℃。随着高炉原料条件的进一步改善、装备水平及操作水平的日益提高,高炉煤气的发热值会越来越低,解决这个问题的主要途径有:①在热风炉烟道中安装换热器,预热助燃空气及高炉煤气,从而达到提高燃烧温度和热效率的目的。200~300℃烟气可使助燃空气的预热温度达到150℃以上,高炉煤气的预热温度达到100℃以上。②富氧燃烧也是提高燃烧温度的有效措施之一。以热值为3767kJ/m3的高炉煤气为例,若把空气中的含氧量从21%提高到30%,其理论燃烧温度可达1900℃左右,相当于空气、煤气双预热到950℃的效果。在有条件的企业,富氧燃烧较之安装换热器技术经济上更为有利。
与先进国家接近100%的转炉煤气回收利用率相比,我国转炉煤气的利用水平仍有很大差距,回收利用率只有55%。由于转炉生产呈周期性,因此排出的烟气余热也是间断的、周期性的,使转炉余热锅炉只能间断地产生蒸汽。为使间断供气变为连续的、稳定的气源,以利于用户使用和转炉冶金工厂锅炉的负荷稳定,可以在供气系统中设置蒸汽蓄热器,这样一般可提高锅炉热效率3%~5%。影响转炉煤气回收的原因之一是转炉煤气回收过程中存在不安全因素。这是由于转炉煤气回收工艺和转炉煤气本身的特性所决定的。在高炉煤气、焦炉煤气、发生炉煤气、天然气和转炉煤气中,转炉煤气的毒性最大,其CO含量高达70%。此外,转炉煤气的断续生产性使得生产过程中很容易发生事故并增大了回收利用的难度。但是只要掌握转炉煤气的特性和生产规律并采取相应的措施,是完全可以做到安全回收的。
电炉烟气在电弧炉的热平衡中,烟气显热一般占电炉热量的20%。目前,国内电弧炉烟气的余热利用尚不普及。回收利用电炉烟气常用的两种装置是废钢预热器和余热锅炉。从二者回收能量的数量来看,余热锅炉回收的热能较多(为预热废钢的2.5倍);但若从能量质量的角度看,则是预热废钢的方式高,即预热废钢回收的热量中可用能较多、能级较高、热价较高;从主体设备的生产工艺来看,也以预热废钢为优。因为电炉炼钢是以炼钢为目的,回收废气余热来预热废钢具有综合效益。
轧钢加热炉烟气余热回收率平均为20%~25%。重点冶金企业略高些,地方中小企业要低一些。宝钢轧钢加热炉烟气的余热回收率已达到45%以上。截止到1992年,国内有代表性的33个冶金企业200座轧钢加热炉的助燃空气平均温度已上升到276℃,比1985年提高了24.3%。但是进一步提高助燃空气的预热温度还有很大的潜力。对轧钢加热炉的烟气余热应该随烟温的由高到低逐级回收利用。对出炉温度为650~800℃的高温烟气,可以通过各种换热器预热空气或煤气,换热器后400~500℃左右较难回收的中温烟气可以通过热管或余热锅炉进一步回收利用。在我国现有的技术水平条件下,排入烟囱的最佳烟温为150~180℃,工业先进国家(如日本)已经做到排入烟囱的烟温小于100℃。从国内

  • 余热利用的余热利用的现状
    答:目前,国内电弧炉烟气的余热利用尚不普及。回收利用电炉烟气常用的两种装置是废钢预热器和余热锅炉。从二者回收能量的数量来看,余热锅炉回收的热能较多(为预热废钢的2.5倍);但若从能量质量的角度看,则是预热废钢的方式高,即预热废钢回收的热量中可用能较多、能级较高、热价较高;从主体设备的生产工艺来看,也以预热废钢...
  • 余热资源行业发展现状分析,工业余热发展前景广阔「图」
    答:尽管我国能源消耗庞大,但余热资源的回收利用率仍有提升空间。例如,冶金工业中,通过优化轧钢加热炉热工,可以提高热效率,降低燃料消耗。同时,推广烟气余热回收和蓄热式燃烧技术,可显著减少排烟损失,提高能源效率。然而,蒸汽管网的孤网运行和波动问题,以及RH炉的能级匹配等技术挑战,需要通过系统诊断和优...
  • 余热利用余热利用的现状
    答:常见的余热回收方式有:安装换热器、余热锅炉、炉底管汽化冷却、发电和制冷。回收的热量主要用于预热助燃空气、煤气和生产蒸汽。如电炉通过预热废钢减少能耗,加热炉则通过循环利用烟气提高效率。然而,工业炉窑的余热回收效果不佳,通常有30%至50%的热能损失。为解决这个问题,研发了新技术如降低出炉烟温的措...
  • 余热利用的余热利用的现状
    答:对轧钢加热炉的烟气余热应该随烟温的由高到低逐级回收利用。对出炉温度为650~800℃的高温烟气,可以通过各种换热器预热空气或煤气,换热器后400~500℃左右较难回收的中温烟气可以通过热管或余热锅炉进一步回收利用。在我国现有的技术水平条件下,排入烟囱的最佳烟温为150~180℃,工业先进国家(如日本)已经做到排入烟囱的...
  • 余热余压的摘要
    答:余热余压应用现状是除了一次性投资较高外,在余热余压利用过程中,使用的生产方法、生产工艺、生产设备以及原料、环境条件的不同,给余热余压利用带来很多困难。许多企业限于投资或技术等难题,余热余压利用节能减排工程未能得到实施。如钢铁企业的焦炉气、高炉气、转炉气,煤矿的煤层气,焦化企业的焦炉气等...
  • 余热利用技术目前存在哪些问题
    答:寿命问题,主要看设备的设计是否考虑了腐蚀问题,如果设计时能将管壁温度设计在露点以上,就不会发生酸露点腐蚀,使用寿命就会延长,否则一两年设备就坏了。
  • 余热利用的概述
    答:这类余热属于携带工质的分热,通常在回收利用热量的同时。还将回收部分工质:另一类余热,它们只有热量可以利用,不存在工质的回收,譬如,发电机损失的热量、冷油器带走的热量以及锅炉排烟的余热等。这类余热属于纯热量回收利用。 余热的可利用性和价值决定于它的产量和质量两个方面。余热的数量是指余热量的...
  • 余热回收再利用的这些方式值得关注
    答:- 干燥工艺的绿色升级:在物料干燥过程中,合理应用余热能够减少能源成本,实现干燥过程的环保与高效。2. 热管换热器的余热魔法:- 热管式气气换热器:热管换热器以高效导热的热管为元件,能在高温烟气中吸热,使工质发生相变,释放热量,进而加热空气,为锅炉补风,实现烟气和空气的双重利用。- 热管式气液...
  • 余热余压的结论
    答:部分企业余热余热利用工程还未得到充分发展,尤其是中小型企业。2、余热余压利用不仅节能,还有利于环境保护,是企业实现循环经济的新尝试,随着新技术的推广,余热余压利用必将有着广阔的应用前景。3、余热余压利用必须结合生产实际,尽量利用现有设备及环境,因地制宜,同时考虑能源利用效率。
  • 现在火电厂的余热利用方法有那哪些?
    答:1. 利用火电厂余热进行城市供暖和供热,提高能源利用率;2. 对烟气进行余热加热,提升烟气温度,增强热能循环利用效率;3. 预热汽轮机凝结水,增加机组的热效率;4. 加热高水分褐煤,通过褐煤提质技术,提升锅炉的热效率。