• 钢铁工业冷床余热利用潜力分析 不要轻易放弃。学习成长的路上,我们长路漫漫,只因学无止境。


    剖析了我国钢铁产专业能哄骗近况,基于某无缝钢管轧制消费工序热能转变进程,对冷床工序上可哄骗余热潜力举行了盘算剖析,提出了将来钢铁产业节能也许存在的标的目的。?

    关键词钢铁产业;余能哄骗;冷床;可哄骗余热?

    收稿日期20130604?

    作者简介余蔚茗(1983—),女,湖北人,GHG查核员,硕士,次要从事干净动力以及产业节能减排项核定和审阅事情。中图分类号TF09 文献标识码A?

    文章编号16749944(2013)07030003?

    1 弁言?

    动力是撑持人类文明提高的物质基础,是古代社会生长不可或缺的基本前提,但同时也是久远制约经济生长的首要要素之一。跟着低碳经济的到来,提高动力哄骗效率已形成全球共鸣。?

    据《中国的动力政策(2012)》指出,钢铁、有色、化工、建材四大高耗能行业用能占到全社会用能的40%摆布[1],且动力效率相对较低,单元添加值能耗较高。此中,钢铁产业的能耗约占世界总能耗的16.1%,钢铁产业排放的CO2占我国CO2排放总量的12%,因而推选钢铁产业节能减排是我国将来动力生长的重点。?

    在钢铁产业消费进程中,耗损动力鞭策物料改变的同时会发生大批的余能,怎样无效收受接管哄骗这些余能已成为钢铁业完成节能减排的首要途径之一。近年来,国内外学者已对钢铁产专业热余能收受接管哄骗的首要性及可行的技巧实际问题睁开了大批的研讨[2~4],对我国钢铁产业节能减排计谋的实行施展了首要作用。?

    2 中国钢铁专业能收受接管哄骗技巧近况?

    钢铁消费耗损的一次动力中约40%以某种方式的热能开释,消费进程中发生的余能资源通常包孕余热、余压以及副产品动力。以后,对我国钢铁专业能收受接管哄骗的技巧情况以下。?

    2.1 高炉炉顶煤气余压透平发电技巧?

    高炉炉顶煤气余压收受接管发电(Top Gas Pressure Recovery Turbine,TRT)是哄骗高炉炉顶架空的高炉煤气中的压力能与热能转化为机械能并驱动发电机发电[5]。古代高炉多数采纳低压炉顶,从炉顶架空的高炉煤气除存在化学能外,还存在必然的物理能,为促进这些可燃废气的综合哄骗,通常采纳高炉煤气余压透平发电技巧(TRT),将煤气的压力能转化为机械能并驱动发电机发电。炉顶煤气压力大于120kPa的高炉均应有TRT安装,目前我国TRT提高率已达90%以上。?

    2.2 干熄焦技巧?

    干法熄焦是目前国外较宽泛使用的一项节能技巧,其英文名称为Coke Dry Quenching,简称CDQ。干熄焦是哄骗惰性气体,在干熄炉中与红焦换热从而冷却红焦。排汇了红焦热量的惰性气体将热量传给干熄焦汽锅发生蒸汽,被冷却的惰性气体再由轮回风机从头鼓入干熄炉冷却红焦,而汽锅发生的蒸汽或并入厂内蒸汽管网或用于发电。在干熄焦进程中,80%的红焦显热被收受接管,干熄每吨焦炭可发生0.42~0.45t中压蒸汽(450℃,4.6MPa),比传统湿熄焦工艺节水0.5t,同时可防止湿熄焦进程中发生的含有大批酚,氰化物和硫化物蒸汽排入大气中,从而无效改善生态环境。?

    2.3 自产煤气收受接管哄骗?

    钢铁消费进程中,次要副产3种煤气,分别是高炉煤气、焦炉煤气及转炉煤气,它们的热值见表1[6]。?

    据统计,自产煤气占钢铁消费总能耗的17%摆布,除少量煤气透露失落外,其余都可哄骗。自产煤气次要用于加热炉加热,各类铁包、钢包烘烤,焦炉煤气还可用于连铸切割,制氢等。?

    焦化的化产工序要收受接管粗焦炉煤气中的化工产品,所采纳的工艺工种多样澳门金沙体育投注,澳门金沙官方平台,澳门金沙国际娱乐。然而,以后炼铁高炉煤气、炼钢转炉煤气均有干法收受接管技巧庖代新近的湿法收受接管技巧。与传统的湿法比拟,高炉煤气采纳干法除尘技巧,能够提高高炉煤气的温度,淘汰煤气中的水含量,勤俭水资源;转炉煤气干法除尘技巧,撤消了领域庞大的浊环水处置零碎以及笨重的机械设备,驾御灵敏

    伶牙俐齿,略可提高转炉煤气的收受接管量。?

    2.4 低温烟气收受接管技巧?

    目前,我国钢铁业低温

    高深莫测烟气余热的收受接管哄骗较提高,而中低温烟气余热的收受接管哄骗率较低。企业通常用低温

    高深莫测烟气预热助燃空气,而经由进程空气预热器后约400~500℃的中温烟气则没有被大局部企业加以哄骗,至于大批400℃以下的低温烟气余热因为其投资待遇差哄骗更少。为将低温余热转化为各类环境都可哄骗的动力,哄骗低温余热发电成为低温余热哄骗技巧研讨的次要标的目的。此中,无机工质郎肯轮回发电的研讨和使用[7]最为宽泛,该技巧可经由进程采纳差别低沸点的无机物作为工质,可收受接管55℃以上的低温热源。?

    2.5 蓄热式低温

    高深莫测空气熄灭技巧?

    蓄热式低温

    高深莫测空气熄灭技巧的全名称为低温

    高深莫测低氧空气熄灭技巧(High Temperature and Low Oxygen Air Combustion-HTLOAC),也称作HTAC (High Temperature Air Combustion)技巧[8]。其特性是极大限制地收受接管熄灭产品中的显热,完成超低温

    高深莫测(助燃空气可预热至800~1000℃,以至更高)、超贫氧(氧气提及浓度3%~15%)熄灭。该技巧可完成燃料化学能的高效哄骗和低NOX排放,从根本上提高了加热炉的动力哄骗率(热收受接管效率80%以上),特别是在钢铁业对低热值高炉煤气的平正哄骗,既淘汰了净化物高炉煤气的排放,又勤俭了动力,澳门金沙体育投注,澳门金沙官方平台,澳门金沙国际娱乐是餍足以后资源和环境要求的提高前辈技巧。?

    2.6 低热值高炉煤气结合轮回发电(CCPP)技巧?

    该技巧可收受接管放散的低热值煤气用于发电,是一种煤气、燃气、蒸汽结合轮回发电零碎以及将煤的气化技巧和高效的结合轮回相结合的提高前辈发电零碎[9]。在不过供热时热电转换效率可达40%~45%,已濒临天燃气和柴油为燃料的相似燃气轮机结合轮回发电程度,比惯例汽锅蒸汽转换效率高出近一倍。别的,该发电技巧CO2排放比惯例火力电厂淘汰45%~50%,无SO2、飞灰及灰渣排放,NOX排放少,收受接管了钢铁消费中的二次动力,可用水量相当于同容量惯例燃煤电厂的1/3.

    2.7 余热蒸汽发电技巧?

    余热蒸汽发电情理与传统蒸汽发电情理相同,区分在于热源起源。余热蒸汽的热源起源次要有高炉、转炉、电炉及其余冶炼炉低温

    高深莫测烟气,热轧厂燃气均热炉,烧结热料及低温

    高深莫测烟气等。?

    2.8 转炉负能炼钢技巧?

    转炉负能炼钢是盘算转炉工序同一消费周期内的动力耗损量与动力收受接管量的差值,炼钢工序能耗公式以下?

    工序单元能耗=动力耗损量-动力收受接管量钢产量。?

    转炉工序动力耗损局部由焦炭、水、电、蒸汽、氧气、氮气、氩气、焦炉煤气等动力介质形成。因为消费工艺、消费品种和转炉巨细等技巧前提的差别,转炉工序能耗普通颠簸在25~37kgce/t。转炉工序收受接管的能量次要有煤气和蒸汽两局部形成。转炉入口烟气的总热量约为38.3kgce/t,此中81.8%为潜热,18.2%为显热。采纳收受接管技巧通常可收受接管能量30~36kgce/t,此中70%为转炉煤气,30%为蒸汽,即可完成负能炼钢[10]。?

    3 冷床余热收受接管哄骗潜力剖析?

    从20世纪70年代末,发达国家已意想到提高钢铁企业消费效率以及进一步降低能耗的首要性,经由几十澳门金沙体育投注,澳门金沙官方平台,澳门金沙国际娱乐年的不竭地改良和探究,这些技巧现在已相对成熟,起头大领域推选

    推戴。然而至今,作为钢铁业非常首要的一道工序冷床,其余热非常高,但对其余热的收受接管技巧研讨简直空缺。本文以国内某钢厂无缝钢管轧制冷却工序为例,统计剖析了可哄骗的余热潜力,心愿以此为钢铁业节能减排新技巧的生长拓宽思绪。?

    3.1 车间次要消费概略?

    该车间次要加工外径220妹妹、280妹妹和330妹妹的低碳钢管坯,其次要加工工序有管坯加热、扭转穿孔、多辊连轧、再加热、定径精轧以及冷床自然空冷等。3种差别外径的管坯经定径精轧后,进入冷床前后温度参数见表2。?

    3.2 冷床余热剖析?

    根据比热容情理,冷床上放散的热量的盘算公式以下?

    Q放热=mC×(t进-t出)。?

    式中Q放热为冷床上自然放散的热量,J;m为冷床处置的钢管量,t;C为低碳钢的比热容,取465J/kg·℃;t进为钢管进入冷床的温度,℃;t出为钢管加入冷床的温度,℃。?

    基于以上,该无缝钢管车间近3年的年均排放热量结果为外径220妹妹管坯加工放散热量为6.47×1013J/年,外径280妹妹管坯加工放散热量为9.62×1013J/年,外径330妹妹管坯加工放散热量为9.22×1013J/年,全车间共计2.531×1014J/年的热量放散,不仅给环境带来热净化,同时也造成二次动力浪费。?

    因为热量是动力哄骗的最普通状态,故国际上习气采纳热量为动力的共同换算单元,我国次要采纳标准煤来折算能耗。我国的GB2589-2008《综合能耗盘算通则》规定,将低位发热量就是29.3MJ(7000kcal)的燃料,称为1kg标准煤(1kgce)。经由进程综合换算,该无缝钢管车间近3年年均放散热量相当于8638tce,吨钢冷床放散热量为12kgce,约占《产业节能“十二五”规划》[11]要求钢铁业吨钢综合能耗目的(580kgce)的2%,因而冷床可哄骗余热潜力伟大。?

    3.3 冷床余热收受接管计划?

    为了能充足收受接管这局部放散的热量,本文提出了一个半封闭式的预想换热计划,如图1所示。冷空气从冷床入口处下方轮回鼓入换热安装,跟着与轧制的低温

    高深莫测钢管逐渐换热,空气受热温度晋升,当空气换热至冷床入口处时,温度可达800℃以上,之后低温

    高深莫测热空气跟着轮回零碎送入余热汽锅,发生的蒸汽既能够用于发电又能够间接并入厂区蒸汽管网,而经余热汽锅换热后的冷空气经除尘后再次鼓入冷床换热零碎,从而完成节能减排。?

    4 结语?

    对以后快捷生长的钢铁产业而言,动力消费面对难以餍足动力需求,钢铁产业耗能占世界总能耗比重历年来稳中有升,动力对钢铁产业生长的束缚日趋显著。虽然我国节能减排取得了伟大的提高,但CO2排放仍高于发达国家,在低碳经济时代,咱们有须要加快推选

    推戴TRT,CDQ及CCPP等节能技巧的使用。?

    2013年7月 绿 色 科 技 第7期?

    冷床冷却是钢铁产业轧制工序中一个须要环节,其余热哄骗潜力伟大,为了顺应我国钢铁业的快捷生长,加快冷床余热收受接管使用技巧负重致远。?

    参考文献?

    [1] 国务院新闻办公室.中国动力政策[R].北京国务院新闻办公室,2012.?

    [2] 王维兴.钢铁产业的节能潜力剖析[J].冶金动力,2002,21(3)5~6.?

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    [5] 刘延泽.高炉提高TRT发电量方式浅述[J].中国高新技巧企业,2012(29)47~49.?

    [6] 张 琦,蔡九菊,王建军,等.钢铁厂煤气资源的收受接管与哄骗[J].钢铁,2009,12(44)95~99.?

    [7] Badr O.Thermodynamic and Thermo-physical Properties of Organic Working Fluids for Rankine Cycle Engines [J].Applied Energy,1985,19(1)1~40.?

    [8] 罗国名.蓄热式低温

    高深莫测空气熄灭技巧[M].北京冶金产业出版社,2011.?

    [9] 张怀东,李志全,贾文君,等.邯钢CCPP发电技巧的挑选与使用[J].动力研讨与使用,2006(6)38~41.?

    [10] 刘 浏.我国转炉“负能炼钢”的技巧近况和生长[J].钢铁,2005(6)133~137.?

    [11] 产业与信息化部.产业节能“十二五”规划[R].北京产业与信息化部,2012.




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