安鋼高爐沖渣水余熱利用現(xiàn)狀與節(jié)能減排展望

李煥枝

（安陽鋼鐵集團(tuán)公司能源環(huán)保管理處河南安陽455004）

安鋼高爐沖渣水余熱利用現(xiàn)狀與節(jié)能減排展望

李煥枝

（安陽鋼鐵集團(tuán)公司能源環(huán)保管理處河南安陽455004）

在介紹安鋼現(xiàn)有的高爐沖渣水余熱利用技術(shù)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用及存在的問題進(jìn)行了探討，并展望了余熱利用的發(fā)展方向，指出該項(xiàng)技術(shù)是可持續(xù)發(fā)展的，經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益并重。

余熱利用；節(jié)能減排；低溫余熱；沖渣水

隨著能源與環(huán)境問題的日益突出，節(jié)能減排成為鋼鐵企業(yè)工作的重中之重。我國(guó)是一個(gè)水資源嚴(yán)重缺乏的國(guó)家，而鋼鐵行業(yè)又是工業(yè)生產(chǎn)用水大戶。從我國(guó)鋼鐵企業(yè)用水現(xiàn)狀來看，噸鋼的消耗新水量平均為15.76m3，是發(fā)達(dá)國(guó)家5倍多。國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)對(duì)廢水的回收與利用還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，潛力巨大。

如何提高廢水的循環(huán)利用率，最大限度減少新水資源的消耗，改善水資源短缺的問題，逐漸成為鋼鐵行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要制約因素。一方面，高爐沖渣水熱量一部分流失對(duì)環(huán)境造成熱污染；另一方面，采用動(dòng)力鍋爐蒸氣用于采暖既消耗了能源，消耗了寶貴的蒸氣資源，增加了企業(yè)采暖成本，影響企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，又污染了大氣環(huán)境。高爐沖渣水作為一種低溫廢熱源，具有溫度穩(wěn)定、流量大的特點(diǎn)，利用高爐沖渣水余熱向小區(qū)供暖已成為節(jié)能與資源綜合利用的最佳選擇之一。安陽鋼鐵集團(tuán)公司作為一家以鋼材生產(chǎn)為主業(yè)的企業(yè)，一直忠實(shí)執(zhí)行黨和國(guó)家的節(jié)能減排方針政策，并在節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域取得了長(zhǎng)足發(fā)展，充分發(fā)揮了企業(yè)的示范帶動(dòng)作用。

1　安鋼高爐沖渣水余熱利用現(xiàn)狀

安鋼五生活區(qū)是安鋼的職工住宅區(qū)之一，采暖面積約14× 104m2，熱源采用動(dòng)力鍋爐中溫中壓蒸氣，蒸汽使用量約15 t/h～20t/h。目前由安鋼東線采暖泵站利用高爐沖渣水余熱進(jìn)行供暖。

安鋼目前有3座2000 m3以上級(jí)高爐，均采用INBA法水沖渣工藝，沖渣水余熱均未回收利用。1#高爐是2200m3高爐，其正常生產(chǎn)時(shí)，沖渣水循環(huán)量為1200 m3/h，沖渣水溫度在80℃以上，東、西兩個(gè)INBA交替出渣，其中西INBA為雙出鐵口出渣，東INBA為單出鐵口出渣。經(jīng)測(cè)算，1#高爐沖渣水有效熱量為25.54MW，按照本地區(qū)的采暖設(shè)計(jì)規(guī)范，具有供應(yīng)約50×104m2的采暖能力。

安鋼東線采暖泵站緊臨1#高爐西INBA，對(duì)于利用1#高爐沖渣水余熱實(shí)施東線采暖改造具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。首先，采暖泵站和INBA之間管道距離近、改造工程量小、投資??；其次，原有的采暖管網(wǎng)不用改動(dòng)，將原有采暖泵站設(shè)施作為系統(tǒng)備用，提高系統(tǒng)的保障能力。由于現(xiàn)有東線采暖面積只有14×104m2，采用1#高爐西側(cè)INBA沖渣水余熱完成能夠滿足該小區(qū)供暖，更簡(jiǎn)化了采暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)和減少了工程施工量。

利用1#高爐沖渣水余熱實(shí)施東線采暖技術(shù)改造后，實(shí)際供回水溫度為60℃/45℃，經(jīng)過一個(gè)采暖季的運(yùn)行，安鋼東線采暖系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，完全能夠滿足住宅小區(qū)的采暖需求，替代了之前的動(dòng)力蒸氣加熱供暖的模式，節(jié)約動(dòng)力蒸氣15t/h～20t/h，節(jié)能效果顯著。

總而言之，采用沖渣水余熱回收裝置供熱系統(tǒng)進(jìn)行供暖，既環(huán)保又節(jié)能，可全面提高能源利用效率，節(jié)省開支，提高供熱質(zhì)量，極大程度的縮減了供暖成本及生產(chǎn)成本。另外，能夠優(yōu)化高爐沖渣工藝，降低高爐沖渣水溫度，減少水耗，減少渣棉量，改善水渣質(zhì)量，降低渣棉環(huán)境污染。取代燃煤鍋爐供熱站或直接采用蒸氣加熱，把原來生產(chǎn)工藝需要冷卻和處理掉的廢熱變廢為寶，不但節(jié)約了能源和大量的財(cái)力取暖投入，而且減少了碳的排放，社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益顯著。

2　存在問題

2.1受小區(qū)供暖面積的制約，高爐沖渣水余熱回收只采用1#高爐西側(cè)INBA沖渣水熱量，在東、西INBA交替沖渣時(shí)，供暖溫度波動(dòng)大，沖渣間隔時(shí)間長(zhǎng)時(shí)需要補(bǔ)充蒸氣以維持供水溫度。

2.2沖渣水含有大量的雜質(zhì)，進(jìn)入管網(wǎng)后易造成堵塞，且供熱管網(wǎng)系統(tǒng)龐大，清洗難度很高。另外，沖渣的波動(dòng)性造成供水溫度、壓力、流量的波動(dòng)，縮短管道的使用壽命。

2.3目前高爐沖渣水余熱利用仍局限于冬季采暖，采暖期只有4個(gè)月，其余8個(gè)月時(shí)間仍沒有經(jīng)濟(jì)合理的回收利用途徑，造成余熱資源的持續(xù)浪費(fèi)。

3　前景與展望

3.1擴(kuò)大采暖面積

安鋼1#高爐沖渣水余熱回收用于生活采暖項(xiàng)目的實(shí)施，是安鋼全面實(shí)施生活采暖改造的試點(diǎn)，東線采暖改造的成功實(shí)施，給安鋼下一步實(shí)施廠區(qū)和生活區(qū)采暖改造提供了基礎(chǔ)和依據(jù)。

安鋼廠區(qū)和生活區(qū)總采暖面積約170×104m2，除實(shí)施完成的東線采暖面積約14×104m2外，尚有約156×104m2的生活采暖沒有改造，仍然利用動(dòng)力蒸氣作為熱源直接采暖或進(jìn)行間接換熱，采暖季消耗動(dòng)力蒸汽約150t/h～160t/h，嚴(yán)重影響了安鋼余熱余能利用水平和發(fā)電創(chuàng)效能力。

安鋼目前還有2#3#兩座大高爐均是采用INBA渣處理工藝，此外還有1#高爐富余的沖渣水余熱。經(jīng)測(cè)算，高爐沖渣水余熱熱量尚能滿足140×104m2的建筑采暖需求，增加少量蒸氣的情況下可以滿足安鋼156×104m2的廠區(qū)和住宅區(qū)供暖。因此，將結(jié)合現(xiàn)有采暖系統(tǒng)改造的成功經(jīng)驗(yàn)，系統(tǒng)考慮廠區(qū)和生活社包括周邊居民區(qū)的采暖改造問題，最大限度地回收利用高爐沖渣水余熱，替代優(yōu)質(zhì)的動(dòng)力蒸氣用于發(fā)電。同時(shí)，針對(duì)1#高爐沖渣水余熱回收項(xiàng)目中出現(xiàn)的問題，對(duì)3座高爐沖渣水余熱回收進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃和設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)余熱資源和采暖需求的合理匹配，一方面能夠滿足住宅小區(qū)的供暖需求，另一方面可以實(shí)現(xiàn)東、西INBA沖渣水熱量全部回收，保證供暖溫度的連續(xù)、穩(wěn)定，節(jié)省高品質(zhì)動(dòng)力蒸氣，為安鋼節(jié)能降耗、挖潛增效提供新的增長(zhǎng)點(diǎn)。

因此，回收利用高爐沖渣水余熱用于生活供暖，是一項(xiàng)技術(shù)成熟、工藝完善、效果顯著的環(huán)保和節(jié)能技術(shù)，該技術(shù)把原來生產(chǎn)工藝需要冷卻和放散掉的廢熱變廢為寶，取代現(xiàn)有的直接蒸氣加熱工藝，節(jié)約了寶貴的蒸氣資源，不但可提高能源利用效率，提高供熱質(zhì)量，極大程度地節(jié)約能源消耗、縮減供暖成本及生產(chǎn)成本。

3.2利用發(fā)電技術(shù)回收余熱

國(guó)內(nèi)有其他鋼鐵企業(yè)利用雙工質(zhì)發(fā)電和溫差發(fā)電技術(shù)這兩項(xiàng)新技術(shù)進(jìn)行高爐沖渣水余熱回收利用，這兩項(xiàng)技術(shù)都可以將低品位的沖渣水熱能轉(zhuǎn)化為電能，但是由于受到目前技術(shù)條件的制約，利用效率和經(jīng)濟(jì)性還較低，安鋼將會(huì)在利用余熱發(fā)電領(lǐng)域進(jìn)行不斷的嘗試與研究，提高余熱利用效率和經(jīng)濟(jì)性能達(dá)到節(jié)能減排的目的。

不論是利用余熱供暖還是發(fā)電，都可以有效回收鋼鐵企業(yè)高爐沖渣水低溫余熱資源，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，而且減少了熱能排放，相應(yīng)減少了碳的排放和減輕了大氣污染，節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著，值得鋼鐵企業(yè)投入人力和財(cái)力研究并推廣應(yīng)用。

[1]王軍根.高爐沖渣水的余熱利用[J].工業(yè)用水與廢水，2008,39（2），56-57.

[2]臧傳寶.高爐沖渣水余熱采暖的應(yīng)用[J].山東冶金，2001,25（1），22-23.