鋼鐵工業(yè)余熱利用現(xiàn)狀

郝百川 韓慧穎 蔣志鑫 梁精龍

摘? ? 要：伴隨鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，能源節(jié)約的重要性越來越受到重視，鋼鐵余熱的利用空間依舊很大。闡述了鋼鐵行業(yè)余熱來源及有效利用的方式和方法，具體闡述了干熄焦技術(shù)、燒結(jié)余熱發(fā)電技術(shù)、爐渣熱回收利用技術(shù)等。概述了各方法的原理和研究現(xiàn)狀，指出了各回收利用余熱能源方法的特點和發(fā)展趨勢及鋼鐵余熱在民用領(lǐng)域方面上的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：鋼鐵余熱;余熱發(fā)電;爐渣熱回收

1? 引言

隨著世界經(jīng)濟飛速的發(fā)展，據(jù)不完全統(tǒng)計，全球三分之一的能源消耗源于工業(yè)部門，高達百分之五十的能源最終以熱量的形式產(chǎn)生[1]，其中鋼鐵生產(chǎn)過程中消耗的一次能源中約有40%以熱能形式釋放，其溫度最高可達1500℃。2011年發(fā)改委頒布文件指出我國鋼鐵行業(yè)的余熱資源占其全部能源消耗的60%左右[2]，但存在余熱能源利用率較低等問題。近幾年對余熱利用的方式及技術(shù)也有很多研究，如TRT、干熄焦技術(shù)、燒結(jié)余熱發(fā)電、爐渣熱回收技術(shù)等。

2? 干熄焦發(fā)電技術(shù)

干熄焦技術(shù)（CDQ）一般回收紅焦余熱，是將紅焦從干熄爐頂部裝入后，用低溫惰性氣體如氮氣灌輸?shù)礁上t中從而冷卻紅焦。冷卻紅焦這一過程中產(chǎn)生的蒸氣用于發(fā)電，使部分余熱得以被重新利用。干熄焦技術(shù)可回收焦化過程中紅焦熱量的80%[3]，每一噸紅焦能回收蒸汽0.55噸。

Y.H.Feng[4]等人通過跟蹤紅焦在冷卻軸內(nèi)下降的行為，分析出噴砂帽橫截面形狀為橢圓形的較形狀為圓形的更能降低焦炭負荷下降的均勻性，從而增強焦炭的冷卻效果。Zhang G[5]以甲烷、CO2和N2作焦炭干熄焦介質(zhì)，焦炭作為床填料，研究了氣體種類對床層壓降特性的影響，得出干淬火爐的床壓降與氣流量成正比，與焦炭粒徑成反比。較高的氣體流入量和較小的焦炭粒度，床壓降變化越明顯。Danilin E A[6]通過測量干淬火單元釋放的循環(huán)氣體的流速與成分，分析了焦炭損失，得出通過消除焦炭充電系統(tǒng)中循環(huán)氣體的爆震和點火，能將外循環(huán)氣體當(dāng)中的CO含量增加到12%以上，從而減少了焦炭損失。

3? 燒結(jié)余熱發(fā)電

燒結(jié)余熱發(fā)電是通過燒結(jié)程序?qū)Y(jié)礦進行冷卻，用于冷卻燒結(jié)礦的氣體，經(jīng)冷卻燒結(jié)礦之后的氣體帶有部分熱量，用來加熱水，加熱成為的水蒸汽用于發(fā)電。燒結(jié)顯熱約占總熱量的23%[7]，我國燒結(jié)余熱利用率不足30%，需進一步提升。王志強[8]將發(fā)電變頻調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)用到設(shè)備中，同時在設(shè)備中增加了能將變頻和工頻隨時切換的功能，減少了電能的消耗且增大了發(fā)電量。夏長樂[9]等通過增加煙氣取樣點以及將低溫?zé)煔馊狱c向高溫區(qū)遷移的方法，使得取樣點的吸入負壓降低;采用水密封的方法，降低了因密封蓋損壞而漏風(fēng)的可能性。減少了余熱能源的損失，擴大了經(jīng)濟效益，同時也達到了節(jié)能減排。李忠[10]在燒結(jié)工藝中利用雙溫雙壓余熱鍋爐來進行廢氣煙熱回收，采用低溫補汽凝汽式汽輪發(fā)電機組帶動蒸汽發(fā)電，其他用于取暖以及生產(chǎn)。

4? 爐渣熱利用技術(shù)

爐渣熱回收有水淬技術(shù)和爐渣干?；厥占夹g(shù)，水淬技術(shù)是利用廢水沖洗鍋爐爐渣，沖洗后的爐渣被粒化，?；鬆t渣可用來進行循環(huán)回收余熱。沖洗的爐渣水帶有大量的熱量，可將水轉(zhuǎn)化為蒸汽用于發(fā)電。其他爐渣水再與水結(jié)合再次進行沖渣，達到循環(huán)利用的效果。2016年中鋼協(xié)單位爐渣產(chǎn)生量達20180.82萬噸[11]，一噸爐渣約有264萬千焦的熱量?；厥者@部分余熱能節(jié)約大量能源。陳艷梅[12]等人計算高爐渣固定床顯熱回收的能量損失并分析其影響，得出通過增大空隙率及調(diào)動最優(yōu)床層高度，使總能量損失最小，從而實現(xiàn)高爐渣顯熱高效高質(zhì)回收。張延平[13]等人采用離心粒化法將爐渣干?；?，改進的?；魇乖Ｖ苯咏档搅骰脖豢焖倮鋮s，之后將溢出的渣粒到二級流化床，回收更多的爐渣熱量。爐渣熱回收技術(shù)回收部分鋼鐵余熱，對廢物進行了重新利用，減少了廢棄污染物的排放量。

5? 結(jié)語

鋼鐵余熱能源以其具有較高的回收利用空間，受到了鋼鐵各界人士的重視。目前能夠?qū)⒂酂徇M行有效回收的有干熄焦發(fā)電技術(shù)、燒結(jié)余熱發(fā)電技術(shù)、爐渣熱回收技術(shù)等方法。干熄焦發(fā)電技術(shù)可以減少污染空氣的排放，且造成的粉塵污染經(jīng)改進后也會大大改善，燒結(jié)余熱發(fā)電技術(shù)是通過將余熱用于加熱水，所產(chǎn)生的水蒸汽帶動汽輪機的轉(zhuǎn)動，從而產(chǎn)生電能。爐渣熱回收技術(shù)是通過水來沖爐渣，將爐渣的熱量進行重新利用，從而回收部分的鋼鐵余熱。鋼鐵余熱亦能應(yīng)用到鋼鐵工人生活和居民生活當(dāng)中去，解決鋼鐵工人在工作中的生活用水，為農(nóng)民烘干谷物，解決居民冬季取暖等問題。我國各大鋼鐵企業(yè)在干熄焦發(fā)電技術(shù)、燒結(jié)余熱發(fā)電技術(shù)及爐渣熱回收技術(shù)都有不斷的改進。但爐渣熱回收技術(shù)方面改進較少，需要進一步的研究，使?fàn)t渣熱得到更加有效的回收利用。

參考文獻：

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