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冶金工业余热回收利用

   2014-08-12 中国节能网4140
核心提示:冶金工业是耗能大户,不论是有色冶金还是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余热未能回
冶金工业是耗能大户,不论是有色冶金还是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,因此给余热回收带来了一定的难度。由于热管的众多特点,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、新一代高性能(RGH系列)余热回收系统的开发运用成功,给冶金企业的高品位余能利用带来了新的希望。

一、加热炉和均热炉的余热回收利用

轧钢连续加热和均热是钢铁企业中能耗较多的设备。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)7000-300000㎡/h的范围内。烟气温度一般为550-990℃,也有超过1000℃以上的。如将烟气的余热用来加热助热空气,则当助热空气被加热到400℃时,节能效果可达15%-25%。以下为典型应用案例:

1、坏件加热炉余热回收利用

2、线材退火炉的余热回收利用

3、轧钢连续加热炉的余热回收利用

(一)空气预热器方案

(二)余热锅炉和空气预热器相结合方案

二、烧结工序的余热回收利用

烧结工序是高炉矿料入炉以前的准备工序,分块状烧结和球团状烧结二种

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。二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%。回收利用这些余热具有极大的价值。

烧结生产时,在烧结机尾部及溜槽部分,烧结矿料温度可达700-800℃,除热废气外,料品还可以辐射形成向外界散发热量,这部分高品位热量主要通过余热锅炉回收。热管技术目前主要应用在冷却机废气的余热回收。

热烧结矿从烧结机尾部下落经过单锟破碎振动筛分后,落到冷却机传送带上,在冷却机上布置有数个冷却风罩,风罩内装有轴流风机(吸风式),使冷却风通过矿料层,通过矿流层后的风温在第一风罩内一般可达250-400℃,第二风罩内风温一般为200℃左右。冷却矿料的另一种形式是鼓风冷却,即风机在矿料层底部鼓风,通过矿层后进入风罩排空。

在第一风罩内布置热管蒸汽发生器,冷却过热的矿料,被加热到250-350℃,通过热管蒸汽发生器热管的蒸发段,温度降至150℃左右排空。第二风罩的热风温度较低,一般为200℃左右,在此风罩内,布置软水加热器,加热汽包的给水,在溜槽或冷却机前端的密封罩内布有蒸汽过热器,过热从汽包产出的饱和蒸汽。

   此外,将所产蒸汽用于混合物料,可提高进烧结机的矿料温度,在烧结过程中可以消除料层中的过湿带,提高料层透气性,从而提高烧结生产率并降低电耗。

三、高炉热风炉的余热回收利用

高炉热风炉是产生热风的设备,由于风温高达1200℃以上,因此热风炉都是蓄热式,其工作原理是先使煤气和助燃空气在燃烧室燃烧,燃烧产生的高温烟气进入蓄热室内的格子砖加热,然后停止燃烧,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℃,最高不得超过400℃,使用热管回收器回收的这部分余热,如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,一般多采用分离式的热管换热器回收排烟余热,回收的余热同时用来加热空气和煤时,即称为“双预热”。

四、钢管厂锅炉的余热回收利用

 

五、标准件厂余热回收利用

 
    

 
    

标准件厂采用高耗能的热处理设备对标准件等进行热处理,在其淬火炉、回火炉、退火炉部分均会产生大量的烟气,被排入空气中,不仅污染空气,而且烟气中高达几百度的热量被浪费,另外被热处理的工件带着高温出炉,或自然出炉,或采用其它快速冷却的方式降温,巨大的热量被浪费。

 
    

余热回收利用途径包括:
   烟气余热利用
   工件余热利用

 
    

余热来源:退火炉排烟温度。

工程参数:12T退火炉排烟平均温度300℃;月产量8000吨左右;30×103Nm3/月。

其中升温期2h,约185Nm3;保温期6h,约180Nm3。12吨退火炉每炉耗天然气约365Nm3。
节能分析:
每天约可回收烟气余热495.36×104kcal,约合8.256T蒸汽。

按每天两炉计算,利用回收设备将烟气温度从200℃降低到100℃度,可回收

30.13×104kcal的热量,约可替代0.5T的蒸气。

 
    

余热来源:淬火炉排烟温度。

 
    

工程参数:排烟平均温度160℃,标准件淬火温度880℃,日产量750T/天,天然气消耗30.00×104Nm3/月(25天)。

节能分析:每天约可回收余热294.19×104kcal,约合4.9T蒸汽。

余热来源:热处理工件余热。

工程参数:880℃钢件淬火后温度降到100℃,日产量750T/天。

节能分析:每天大约可回收余热11250×104kcal热量,约合187.5T蒸汽。
 
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