鋼鐵行業(yè)節(jié)能降耗改造技術(shù)方案

1、.鋼鐵行業(yè)節(jié)能降耗改造技術(shù)方案一、序言鋼鐵行業(yè)是工業(yè)領(lǐng)域的耗能大戶(hù)，也是我國(guó)節(jié)能減排潛力最大的行業(yè)之一?！笆晃濉逼陂g，鋼鐵行業(yè)一方面頻頻被“點(diǎn)名”，成為全社會(huì)節(jié)能減排的重點(diǎn)和難點(diǎn)領(lǐng)域；另一方面，鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排取得的成效，也為全社會(huì)推進(jìn)節(jié)能減排做出了巨大貢獻(xiàn)。去年9月國(guó)家已經(jīng)出臺(tái)鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)規(guī)范條件，對(duì)鋼鐵企業(yè)的環(huán)境保護(hù)、能源消耗和資源回收利用、工藝裝備等方面做出了具體的要求。條件明確提出，對(duì)于不具備規(guī)范條件的企業(yè)需按照規(guī)范條件要求進(jìn)行整改，整改后仍達(dá)不到要求的企業(yè)應(yīng)逐步退出鋼鐵生產(chǎn)。對(duì)不符合規(guī)范條件的企業(yè)，有關(guān)部門(mén)不予核準(zhǔn)或備案新的項(xiàng)目、不予配置新的礦山資源和土地、不予新發(fā)放產(chǎn)品生產(chǎn)許

2、可證、不予提供信貸支持。 與“十一五”相比，“十二五”期間，國(guó)家的環(huán)保法律法規(guī)將更加嚴(yán)格，節(jié)能減排任務(wù)更艱巨，鋼鐵行業(yè)的壓力也更大。在“十二五”規(guī)劃綱要提出的鋼鐵行業(yè)發(fā)展重點(diǎn)方向中，與節(jié)能減排相關(guān)的內(nèi)容占據(jù)了大多數(shù)：支持非高爐煉鐵、潔凈鋼生產(chǎn)、資源綜合利用等技術(shù)開(kāi)發(fā)；重點(diǎn)推廣能源管控系統(tǒng)技術(shù)和高溫高壓干熄焦、余熱綜合利用、燒結(jié)煙氣脫硫等節(jié)能減排技術(shù)。二、高爐沖渣水余熱利用目前，鋼鐵產(chǎn)業(yè)余熱余能的回收利用率相當(dāng)?shù)?，其中，高溫余熱比較容易回收，目前在節(jié)能降耗的技術(shù)改造中已大部分得到回收；但低溫余熱的回收卻幾乎為零，如高爐沖渣水的余熱，大多被浪費(fèi)掉。應(yīng)該指出，低溫余熱約占總余熱的35%，因此，鋼鐵產(chǎn)

3、業(yè)的低溫余熱存在著巨大的回收潛力。鋼鐵廠在高爐煉鐵工藝中，產(chǎn)生的爐渣溫度大約為1000。目前，大多數(shù)煉鐵企業(yè)的處理方法是：將此爐渣在沖渣箱內(nèi)由沖渣泵提供的高速水流急冷沖成水渣并?；?，以供生產(chǎn)水泥之用。一般每噸鐵排出約 0.3t 渣，每噸渣可產(chǎn)生 8095，510t 的沖渣水。為了保證沖渣水的循環(huán)利用效果，需要將這部分沖渣水在沉淀過(guò)濾后引入空冷塔，降溫到50以下再次循環(huán)沖渣。這樣就使得很大一部分熱量在空冷塔中流失，既造成了能源的浪費(fèi)，又對(duì)環(huán)境造成了熱污染。若能合理利用這些余熱，既可節(jié)約能源、減少運(yùn)行成本，又可保護(hù)環(huán)境、減少熱污染。熱泵的利用是解決這一問(wèn)題的有效途徑。熱泵作為一種有效的節(jié)能技術(shù)，正

4、在成為利用低品位能量的有效工具。根據(jù)驅(qū)動(dòng)能源的不同，熱泵還可分為電力驅(qū)動(dòng)的蒸汽壓縮式熱泵、蒸汽或廢熱驅(qū)動(dòng)的吸收式熱泵和熱力驅(qū)動(dòng)的蒸汽噴射式熱泵三大類(lèi)。利用高溫?zé)嵩?，將低溫?zé)嵩?如廢熱)提高到某一中間溫度而加以利用的熱泵稱(chēng)為第一類(lèi)熱泵，如家用熱泵式空調(diào)等；利用大量中間溫度的廢熱和該廢熱源與低溫?zé)嵩吹臒釀?shì)差，來(lái)制取熱量少但溫度高于中溫廢熱的熱水或蒸汽的熱泵為第二類(lèi)熱泵，如熱泵干燥機(jī)等。鋼鐵企業(yè)的許多工序中產(chǎn)生大量低品位余熱，所以，吸收式熱泵特別是第二類(lèi)熱泵在冶金企業(yè)中有很大的應(yīng)用潛力。1.制取高溫水或低壓蒸汽將高爐沖渣水沉淀過(guò)濾后，進(jìn)行水水熱交換，再通過(guò)吸收式熱泵機(jī)組，利用沖渣水中大量的中溫?zé)嵩礊?/p>

5、熱能驅(qū)動(dòng),用大量中溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩吹臒釀?shì)差，制取高溫水或者低壓蒸汽，將部分中低熱能轉(zhuǎn)移到更高溫位，從而提高了熱源的利用品位，同時(shí)也對(duì)沖渣水進(jìn)行了冷卻。制取的蒸汽可用于廠區(qū)或廠區(qū)周邊建筑供熱、洗浴或?yàn)殄仩t補(bǔ)水。以年產(chǎn)值10萬(wàn)噸鋼鐵的某鋼鐵廠為例，其每年產(chǎn)生180000噸90沖渣水。通過(guò)吸收式熱泵將沖渣水降溫至60，則可獲得62.8MW熱量，相當(dāng)于燃燒1046噸標(biāo)準(zhǔn)煤產(chǎn)生的熱量。2.制取工藝?yán)鋮s水鋼鐵企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中有許多部門(mén)需要制取低溫冷媒水用于工藝?yán)鋮s和空調(diào)制冷，如軋鋼廠、焦?fàn)t煤氣凈化工藝、主電室、電氣控制室、電子計(jì)算機(jī)房、操作臺(tái)、儀表放、各辦公樓、居住區(qū)等。從冷卻要求來(lái)說(shuō)，有的可以用較高溫度

6、的冷卻水，而又的冷卻過(guò)程必須使用較低溫度的冷卻水，這部分低溫冷卻水就需要通過(guò)制冷機(jī)組制取?？梢允褂梦帐綗岜脵C(jī)組，利用高爐沖渣水進(jìn)行制冷。首鋼是國(guó)內(nèi)第一家利用高爐沖渣水進(jìn)行制冷的鋼鐵企業(yè)。在滿足多個(gè)部門(mén)空調(diào)用冷量的同時(shí)，充分利用了余熱資源達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。 吸收式熱泵制冷流程圖以制取5000kW冷量為例，如使用電壓縮制冷機(jī)組，電壓縮機(jī)組能效比COP按3.0計(jì)算，按小時(shí)滿負(fù)荷費(fèi)用計(jì)算，耗電量為5000kW/3.0=1666.7kWh。每千瓦時(shí)電費(fèi)按0.55元計(jì)算，則電壓縮制冷機(jī)組每小時(shí)運(yùn)行費(fèi)用為916.7元。選用雙效吸收式熱泵制冷時(shí)，按小時(shí)滿負(fù)荷費(fèi)用計(jì)算，消耗蒸汽量6.25t/h，蒸汽價(jià)格8

7、0元/噸，則每小時(shí)500元?？梢钥闯鑫帐綗岜弥评滟M(fèi)用是電制冷的54.5%。3.發(fā)電沖渣水余熱回收發(fā)電系統(tǒng)的一般思路是：該系統(tǒng)主要由循環(huán)工質(zhì)蒸汽發(fā)生器、動(dòng)力機(jī)、工質(zhì)循環(huán)增壓泵和發(fā)電機(jī)組成。循環(huán)工質(zhì)進(jìn)入余熱蒸汽發(fā)生器中吸收沖渣水熱量汽化為工質(zhì)蒸汽。工質(zhì)蒸汽進(jìn)入動(dòng)力機(jī)中，推動(dòng)動(dòng)力機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能。其中動(dòng)力機(jī)本身具有減溫減壓的功能。液態(tài)工質(zhì)在增壓泵的作用下進(jìn)入余熱蒸汽發(fā)生器中再次吸收熱量，循環(huán)往復(fù)。每噸 90熱水可發(fā)電 1.5kWh，折標(biāo)煤 0.6kg，80熱水可發(fā)電 1kWh，折標(biāo)煤 0.4kg。以年產(chǎn)值10萬(wàn)噸鋼鐵的某鋼鐵廠為例，其每年產(chǎn)生180000噸90沖渣水，沖渣水經(jīng)過(guò)冷卻塔冷

8、卻后循環(huán)利用，年耗水量約為19000噸。將沖渣水余熱用來(lái)發(fā)電，則年發(fā)電量為270000 kWh，年節(jié)省標(biāo)煤108噸，節(jié)水19000噸。三煙氣余熱回收燒結(jié)工序的能耗約占冶金總能耗的12%。而其排放的余熱約占總能耗熱能的49%?；厥蘸屠眠@些余熱，顯然極為重要，余熱回收主要在燒結(jié)礦成品顯熱及冷卻機(jī)的排氣顯熱兩個(gè)方面。目前熱管技術(shù)主要應(yīng)用在冷卻機(jī)的排氣顯熱回收上。燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)時(shí)，熱燒結(jié)礦從燒結(jié)機(jī)的尾部落下經(jīng)破碎后，通過(guò)振動(dòng)篩分經(jīng)溜槽落到冷卻機(jī)傳送帶上，在溜槽部分熱礦料溫度可達(dá)700800，此時(shí)以輻射形式向外散熱為主，落到冷卻帶上后料溫仍在600以上。一般在燒結(jié)冷卻機(jī)下布置有數(shù)臺(tái)冷卻風(fēng)機(jī)，通過(guò)軸流風(fēng)機(jī)或

9、鼓風(fēng)機(jī)，使冷卻風(fēng)強(qiáng)制穿過(guò)料礦層，經(jīng)料礦加熱后，在第一風(fēng)罩內(nèi)冷卻風(fēng)溫提高到350400，在第二風(fēng)罩內(nèi)冷卻風(fēng)溫提高到250300，這兩個(gè)風(fēng)罩內(nèi)的冷卻風(fēng)都可以利用其余熱。煙氣熱回收主要目的是利用熱管設(shè)備吸收鍋爐余熱產(chǎn)出過(guò)熱蒸汽。主要設(shè)備包括：蒸汽過(guò)熱器、高溫?zé)峁苁秸舭l(fā)器、高壓蒸汽包、熱管式省煤器、低溫?zé)峁苁秸舭l(fā)器、低壓蒸汽包、除氧器、分汽缸、連排擴(kuò)容器、定排擴(kuò)容器、取樣器、水箱循環(huán)管路及電控系統(tǒng)等組成。蒸汽過(guò)熱器采用翅片列管式，其余換熱設(shè)備全部采用重力熱管式，高溫區(qū)采用高溫?zé)峁苁秸舭l(fā)器，中溫區(qū)采用熱管式省煤器，低溫區(qū)采用低溫?zé)峁苁秸舭l(fā)器。熱管設(shè)備全部采用環(huán)翅片鋼水熱管，熱管與水平呈15°夾

10、角傾斜布置，煙氣下進(jìn)上出、垂直煙道。熱管技術(shù)介紹：熱管是一種具有特高導(dǎo)熱性能的新穎傳熱元件。熱管是由鋼、銅、鋁管內(nèi)灌充導(dǎo)熱介質(zhì)，抽成一定的真空后密封而成，管內(nèi)的工作介質(zhì)由多種無(wú)機(jī)活性金屬及其化合物混合而成，具有超強(qiáng)的熱活性和熱敏感性，遇熱而吸，遇冷而放。以首鋼京唐鋼鐵廠燒結(jié)車(chē)間為例，年產(chǎn)1015.3萬(wàn)噸燒結(jié)礦，年回收蒸汽約為77.6萬(wàn)噸。四變頻技術(shù)的利用在工廠電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)領(lǐng)域中，作為傳動(dòng)源的異步電動(dòng)機(jī)擔(dān)負(fù)著重要的角色，變頻器的高靜、動(dòng)態(tài)性能、寬調(diào)速范圍及無(wú)級(jí)調(diào)速方式等特點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝過(guò)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速。變頻技術(shù)是應(yīng)交流電動(dòng)機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速的需要而產(chǎn)生的。變頻器是通過(guò)對(duì)電力半導(dǎo)體器件(如IGBT)等的

11、通斷控制，將電壓和頻率固定不變的交流電工頻電源，變換為電壓和頻率可變的交流電的電能控制裝置，為了產(chǎn)生可變的電壓和頻率，該設(shè)備首先要把三相或單相交流電變換為直流電（DC）。然后再把直流電（DC）變換為三相或單相交流電（AC），我們把實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換的裝置稱(chēng)為“變頻器”（inverter）。 對(duì)于交直交型的變頻器來(lái)說(shuō)，為了產(chǎn)生可變的電壓和頻率。 首先要把工頻 (50Hz或60Hz)的交流電源，變換為直流電(DC)再轉(zhuǎn)換成各種頻率(0Hz 50Hz、0Hz 60Hz 及 0Hz 400Hz )的交流電，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的調(diào)速運(yùn)行。變頻調(diào)速是異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱(chēng)，即改變電機(jī)供電電源的電壓和頻率，以改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度，