某钢铁厂余热利用综合方案

某钢铁余热利用诊断报告

2013年9月

目录

1、项目简介 (4)

2、铁水冷却热高温部分余热资源 (4)

2.1工艺流程： (4)

2.2余热资源量 (4)

2.3余热资源利用方案 (5)

2.4节能效益计算 (5)

2.5余热回收对炼铁工艺的影响 (6)

3、炉渣冷却热高温部分余热资源 (6)

3.1工艺流程： (6)

3.2余热资源量 (6)

3.3余热资源利用方案 (7)

3.4节能效益计算 (7)

3.5余热回收对炉渣工艺的影响 (8)

3.6水渣与气冷渣的区别和用途 (8)

3.7铁水和炉渣余热回收方式 (8)

3.8铁水和炉渣余热回收系统投资估计 (9)

4、生铁、炉渣冷却热低温部分余热资源 (9)

4.1余热资源量 (9)

4.2余热利用方案及节能效益 (9)

4.3改造投资估算 (10)

5、锅炉烟气余热资源 (10)

5.1锅炉烟气量及余热计算 (10)

5.2锅炉烟气余热利用方案 (11)

5.3节能效益 (12)

5.4改造投资估算 (13)

6、热风炉余热资源 (13)

6.1单套热风炉余热资源情况 (14)

6.2余热回收利用方案 (14)

6.3节能效益计算 (15)

6.4改造投资估算 (15)

7、烧结尾气余热资源 (16)

7.1余热资源量 (16)

7.2余热资源利用方案及节能收益 (16)

7.3改造投资估算 (16)

8、余热回收利用综合规划 (17)

1、项目简介

某钢铁有限公司位于济南市东郊某镇，距市区20公里。西临济南绕城高速公路，南靠胶济铁路，北临济青高速公路和济南国际机场,交通十分便捷。

公司成立于2000年，是生产球墨铸铁的专业化生产企业。现已形成年产球墨铸铁100万吨、铸件1万吨的生产能力。

某钢铁生产工艺存在大量废余热资源，诸如：铁水冷却热，炉渣冷却热，锅炉烟气余热，烧结尾气余热，热风炉烟气余热等。这部分资源大部分通过循环水、烟气等方式排放环境，不仅能源浪费，而且对环境带来影响。

2、铁水冷却热高温部分余热资源

2.1工艺流程：

高炉产出的1500℃左右铁水，通过铁水包运至铸模车间，将铁水倾入铸模内，铸模运转，将铸模内铁水带出，铁水逐步冷却凝固成块，然后喷水激冷，直至降至200℃以下，然后铁块与铸模分离，倒入斗车中，运至贮铁场。

某钢铁日产生铁约2600吨。

2.2余热资源量

铁水在铸模内由1500℃降至200℃左右，以及在贮铁场内由200℃左右降至环境温度，所释放的热量，都通过这部分热量都属于余热资源。

当铁块温度降至300℃以下时，回收回来的余热资源品位大大降低，经济性变差，因此为了提高余热资源利用价值，将铁水余热分为两段，其中1500~300℃为高温余热，300℃以下为低温部分余热。据此计算高温部分余热资源：参考相关文献资料，1500℃左右的铁水焓值约：1.11GJ/t；300℃左右的生铁焓值约：0.18GJ/t。因此每吨铁水可利用余热：1.11-0.18=0.93GJ/t。

某钢铁每天炼铁约2600t，所以每天可获得余热：0.93*2600=2418GJ/天

折合平均热功率：2418GJ/24/3600=22986kW。

2.3余热资源利用方案

根据铁水高温部分余热资源品质，可以将获得的余热资源转化成 3.8MPa、450℃的蒸汽，然后利用蒸汽驱动汽轮发电机组发出电能。

2.4节能效益计算

1）发电

3.4MPa、450℃的蒸汽驱动的纯凝汽轮发电机组，电能转化率（发电效率）约28%，因此每天铁水余热可获得电能：2418*0.28=677GJ/天，折合电功：677GJ/(3600kJ/kWh)=188067kWh，平均发电功率：188067kWh/24h=7836kW。

获得的电能可并入厂区电网，替代厂区外购电。按厂区外购电价0.79元/kWh 计算，每天节能收益：188066*0.79=148573元（14.8573万元）；按运行8000小时/年计算，一年的节能收益为14.8573/24*8000=4952.4万元。

2）节水

采用余热回收发电后，铁水冷却将由现在的部分水激冷却改为全部空气（或惰性气体）冷却。

Fe3C凝固温度约1227℃，焓值约0.744GJ/t。

据此，减少水冷却负荷约：0.744-0.18=0.564GJ/t。

因此每吨生铁节省水蒸发：0.564GJ/2400kJ/kg=235kg，

每天节水约：235*2600/1000=611吨/天。

按运行8000小时/年计算，年节水约：611/24*8000=203666吨（折合20.37万吨）

按5元/吨水价（自来水及处理费用），每年节省水费：20.37*5=102万元

综上：铁水余热，可回收量约2418GJ/天，用于发电每天可产生188067kWh 电能，年节能收益约4952.4万元；节省水611吨/天，年节省水费102万元；因此

节能综合效益约5054万元，非常可观。

2.5余热回收对炼铁工艺的影响

因为现有的冷却工艺无法实现余热回收，需要对铁水冷却工艺进行改造。但无论采用哪种改造方式，都会延长铁水冷却时间。铁水冷却时间延长，会对成品生铁的品质带来影响，主要影响是：成品生铁偏析现象减轻，生铁含碳主要以Fe3C、Fe2C、FeC等化合物的型式存在，游离碳（石墨）减少。

3、炉渣冷却热高温部分余热资源

3.1工艺流程：

高炉产出的1500℃左右液态炉渣，经熔渣沟流入水渣系统，被熔渣沟下方的冲制箱喷出来的循环水水淬冷却后经系统防爆沟流入缓冲池，经缓冲池沉淀，池底炉渣（也称粒化渣或水渣），通过捞渣机捞渣，用头车运输渣场。缓冲池内澄净的冲渣水由水泵抽取送至冲制箱循环利用。根据物料平衡推算某钢铁日产炉渣约1330吨。

3.2余热资源量

和铁水冷却余热回收相似，炉渣的余热可利用温度范围也在1500~200℃。当炉渣的温度降至300℃以下时，回收回来的余热资源品位大大降低，经济性变差。据此计算高温部分余热资源：

参考相关文献资料，1500℃左右的炉渣焓值约：1.564GJ/t；300℃左右的炉渣焓值约：0.232GJ/t。因此每吨炉渣可利用余热：1.56-0.232=1.328GJ/t。

所以每天可获得余热：1.328*1330=1766GJ/天

折合平均热功率：1766GJ/24/3600=20440kW。