钢铁企业余热资源的回收与利用

钢铁企业余热资源的回收与利用

摘要：本文首先分析了钢铁企业余热回收的现状，接着分析了钢铁企业余热

资源的回收与利用的措施，希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。

关键词：钢铁企业；余热资源；回收；利用；措施

引言：

当烟气从出口排出时的余热温度在100℃以下，那么将会产生大量的潜热，

将这些潜热转换为热量在钢铁行业可以得到有效的应用。类似的余热利用数不胜数，每年通过余热的利用，钢铁行业可以节约大量的蒸汽等物质，由此可见，余

热回收能够有效的节约能源成本，促进钢铁行业的发展，同时也能为我国的节能

减排工作做出突出贡献。

1钢铁企业余热回收的现状

当前，我国的钢铁企业在进行作业的过程中主要有几种产生余热的形式，分

别是高温烟气、冷却介质、炉渣、高温凝结水等。目前，我国很多钢铁企业在进

行钢铁生产的过程中都会通过对于余热的利用来进行低压蒸汽的生产，这种余热

回收手段也是最基础、最广泛的余热回收利用手段。但是，仅仅只有这一种余热

利用回收手段仍然显得我国钢铁企业在进行余热回收利用的过程中没有体现其应

有的技术水平，余热回收率过低，仅仅有30%左右。这其中又以高温余热的回收

利用率最高，可以达到40%以上，而低温余热的回收利用率却很少，只有1%左右。但是如果针对世界上其他先进国家进行观察，我们能够发现先进国家的钢铁企业

在进行运转的过程中，对于余热的回收利用率往往非常高，普遍在85%以上甚至90%以上。由此可见，当前我国在钢铁企业余热回收方面仍然处于初级阶段。

2钢铁企业余热资源的回收与利用的措施

2.1烧结环冷系统余热回收利用

在钢铁生产的烧结工序中，烧结矿在经过环冷机冷却时，会产生大量温度较高的热烟气，如果这部分烟气直接排入大气，不仅会造成较大的能源损失，还会对大气造成严重污染。烧结工序的能耗仅次于炼钢工序，约占总能耗的9%-15%，所以对烧结环冷机中的余热进行回收利用具有很大的节能空间，并且可产生较大的经济效益。在烧结机生产线中都会配备相应的环冷机，对于烧结矿经过环冷机时产生的高温烟气可以采用两种余热回收利用措施。利用循环风机将烧结环冷机一段和二段混合的高温烟气引入余热锅炉，利用余热锅炉生产蒸汽发电。对于三段与四段的高温烟气，其与经过中压过热器后混合的烟气再经过加热器后重新返回环冷机用于冷却烧结矿，提高余热利用效率。但是余热发电方式增加了热能转化为电能的环节，且电能并网难度较大。还可以采用余热驱动机械方案，因为余热锅炉会产生压力和温度不同的两种蒸汽，所以可分别将这两种蒸汽用于汽轮机的主蒸汽和补汽，利用汽轮机驱动水泵、风机、压缩机，可降低因为增加能量交换而产生的损失。在实际应用的过程中，每种方法都存在各自的优缺点，所以还需要根据钢铁企业的生产实际进行相应的改造。在环冷系统余热回收利用中，受到各种因素的影响会降低余热回收利用率，所以要根据实际情况进行调整。比如环冷系统漏风会降低余热回收量，可完善烧结环冷风机的密封装置，从而提升余热产汽能力。

2.2焦化环节余热回收利用

2.2.1上升管荒煤气余热利用

焦炉产生的荒煤气温度在800℃左右，对于荒煤气显热回收是实现节能降耗的重要措施。在以往的荒煤气生产中会采用喷洒循环氨水的方式对高温荒煤气进行冷却，经过冷却后的荒煤气进入煤气初冷器，再次冷却后回收化产品，但是高温荒煤气带出的显热无法得到有效利用。而在化产脱苯工段，采用管式加热炉的方式来燃烧煤气进行富油和蒸汽的加热，不仅存在安全隐患，而且能耗较大，排污较高。为了改善这种现状，增强对荒煤气余热的回收利用，可在焦炉上采用上升管荒煤气显热回收技术。利用除氧器将除盐水送入汽包，再通过强制循环泵将汽包内的水压入上升管中，冷却水可吸收高温荒煤气的显热，吸热后的气液混合物再次返回汽包。在汽包内经过汽水分离器得到的饱和蒸汽，一部分可以进入上

升管换热器进行二次加热后送入蒸汽混合器，部分蒸汽可用于加热富油，也可并

入蒸汽管网。利用这种技术进行荒煤气显热回收，余热回收效率高，还可降低氨

水用量和循环氨水泵的用电量，减少污染物的排放，节能环保效益较为显著。

2.2.2干法熄焦余热利用

除了上升管余热回收利用外，干熄焦也是焦化环节常会采用的余热回收方式。从焦炉炭化室推出的红焦显热约为1000℃左右，为了实现对红焦显热的回收利用，可以配置干熄焦装置。将红焦从顶部送入干熄焦炉内，然后利用氮气进行逆流冷却。经过加热的氮气在干熄焦炉的上部引出，经过除尘、余热回收以及换热降温

后再次返回干熄焦炉进行循环使用。此种方式回收的蒸汽可以用于发电，也可以

供给中压蒸汽用户。

2.3高温炉渣余热回收利用

2.3.1物理回收方法

高炉渣在出炉时含有较高的物理潜热，提升这部分余热的回收利用会获取较

大的经济效益，同时可有效降低热损失。目前比较常用的物理回收法主要包括风

淬法、水淬法、旋转杯粒化法等。风淬法是目前较为高效的回收方法，在高温炉

渣出炉后，对其进行粉碎处理，同时利用高速气流冲击粉碎后的炉渣，再利用多

段流化床对粉碎后的炉渣进行回收。高速空气在冲击高温炉渣时会形成高温热风，这部分热风品质较高，可以用于发电。风淬法在获取余热的同时，还可以将粉碎

后的炉渣用于水泥生产，进一步提升了经济效益；水淬法主要是利用水对高温炉

渣进行冷却，冷却水在吸收高温炉渣的部分热量后可达到50℃-100℃的余热水或

者中压蒸汽，余热水或者蒸汽可以用于冬季采暖。但是水淬法存在的问题就是将

高品质的热能转化为了低品质的热水，且高温炉渣在热能全部散失的同时，还会

造成部分水资源的浪费，在实际应用中是否采用还需要根据生产情况而定；旋转

杯粒化法主要是利用高速旋转的多孔旋转杯所产生的离心力，将其中的高温熔渣

甩出粒化，熔渣在被甩出的同时，与高温熔渣接触的冷空气会升温，然后再对这

部分高温空气进行利用。物理回收法还有双鼓法、甲烷水蒸汽法、冶金熔渣射流

干法粒化等，在实际应用时，应该根据钢铁企业的生产规模，生产工艺，生长装