钢铁冶金行业余热余能利用现状及前景分析

钢铁冶金行业余热余能利用现状及前景分析作者：李宏亮
来源：《管理观察》2011年第16期
摘要：钢铁冶金企业是能源消耗大户，在“十二五”开局之年，我国钢铁冶金行业面临着节能减排的严峻形势。

对其余热余能的管理，就成了新形势下的一个热门问题。

本文讨论了钢铁企业中各个阶段的余热余能发电利用技术，分析了钢铁企业余热余能的利用过程中的梯级性和多样性以及其发展前景的问题。

关键词：钢铁冶金行业余热余能发电技术
一、钢铁冶金行业能源利用现状
早在“十五”期间，我国就对钢铁冶金行业的节能减排做了要求。

在过去的“十一五”，我国钢铁冶金行业节能减排成效显著，能源利用效率明显提高。

重点大中型钢铁企业的吨钢综合能耗大幅降低。

但在“十二五”开局之年，国家又对钢铁冶金行业提出了新的要求。

钢铁冶金行业是高耗能、高污染的产业，而炼铁系统能耗占钢铁工业总能耗高达69%，其中烧结工序能耗占据10%，是仅次于炼铁的第二大耗能工序，但是烧结工序中只有50%左右的热能得到了有效的利用，其余的热量都被烧结烟气和冷却机废气所带走，造成了巨大的浪费。

所以，在钢铁冶金行业中充分利用烧结工序中的余热余能发电，将会是钢铁冶金行业中节能减排的有效措施。

这是钢铁企业余热发电，余热余能利用的又一种方式，也可以说是目前研究的重点。

钢铁冶金行业还有其他的两种余热余能的发电利用技术，一种利用炼钢、轧钢工序烟气余热换热产生饱和蒸汽发电，另外一种就是利用高炉的冲渣热水发电。

二、钢铁冶金行业余热余能发电技术
（一）烧结余热余能发电技术
在钢铁冶金行业的烧结过程中，烧结矿冷却过程产生的废气温度是不稳定的，是一个变化的过程。

据有关的资料显示，从烧结矿出来的废气温度是在450℃到150℃之间变化的。

烧结机余热发电技术，是利用烧结中低温烟气的余热，通过余热锅炉产生蒸汽，并进入汽轮机发电的一项技术。

对于烧结发电最基本的要求有两点，一个是要有持续中低温度的废气温度提供，否则将对发电系统造成相当大的冲击。

而在实际余热余能利用中，在烧结发电系统上增加一个补燃装置，这个装置的作用就相当于一个电视机上面的一个稳压装置，它可以有效帮助解决烧结余热废气温度不稳定性的问题。

（二）饱和蒸汽发电技术
钢铁冶金行业中的余热除了过热蒸汽外，炼钢、轧钢等工序中还会产生大量低压饱和蒸汽。

按照来源，可以分为间断蒸汽和相对连续蒸汽，其品位较烧结的余热低。

但是由于钢铁冶金行业产生的饱和蒸汽量大，所以采用饱和蒸汽发电，既可以充分利用饱和蒸汽，避免蒸汽放散造成的浪费，同时又能提供电能，产生新的效益。

因此，可以预计该项发电技术未来的发展潜力将很大。

目前，已有钢铁企业利用蓄能器实现低温低压饱和蒸汽的连续性输出至汽轮机作功发电，发电效率比较可观。

（三）热水发电技术
高炉炼铁过程中，产生的炉渣温度大约为1000摄氏度，炉渣在冲渣箱内由冲渣泵提供的高速水流急冷冲成水渣并粒化，这一过程中能够产生大量温度在80～95℃的低温热水，热水量达到几千吨/小时，长期排放既浪费了能源，又会造成环境污染和水资源的流失。

但是由于高炉冲渣水的能量品位有限，再应用起来较为困难，现阶段除北方少数钢铁冶金企业用于冬季采暖外，对于南方的钢铁冶金行业来说，目前的热水就是废水。

针对这种情况，目前认为比较可行的应用措施是利用有机工质形成双循环，吸收排放的废热水的热能，将有机工质加热成汽液两相，直接进入螺杆膨胀动力机或汽轮机，驱动发电机进行发电。

从技术角度看，高炉冲渣水发电是可行的，因为高炉冲渣水的温度还是相当高的，只是目前的技术还不够成熟，它的推广应用只是时间的问题。

三、钢铁冶金行业余热余能利用前景分析
（一）节能减排响应国家号召
钢铁冶金行业是能源消耗大户。

在能源紧缺的今天，节能减排不能只是一句口号，更要落到实处。

2009年12月我国发布了《钢铁企业烧结余热发电技术推广实施方案》，提出用3年时间在重点大中型钢铁企业中有针对性地推广烧结余热发电技术，有效的达到节能减排效果。

2010年6月发布的《关于进一步加大节能减排力度加快钢铁工业结构调整的若干意见》中，明确了钢铁冶金行业对余热余能的利用任务安排。

实现对余热余能的梯级利用，是有效的节能减排方式。

国外许多国家和地区已经实行了碳税征收，我国也承诺了相应的碳排放指标。

所以，对钢铁冶金行业实行余热余能利用，是完成节能减排任务的必经之路。

（二）提升企业竞争力
在目前竞争日趋激烈的大环境下，想要提升企业的综合竞争力，那么，推广二次能源利用，加大对钢铁冶金行业能源利用的整改，实现节能减排的重任，对钢铁冶金过程中不同工序不同阶段的余热余能进行梯级利用，利用市场倒逼机制加快结构调整，转变发展方式，促进钢铁工业健康发展，降低生产成本便是当务之急。

据统计，像钢铁冶金这样的重工业领域，他们的技术都很雄厚，一般在这些行业之中建造余热余能发电厂，是一个很容易实现管理的事情。

最好的就是先通过收集每种工序的余热余能，建立一个相应的储存装置，然后对每种能量品位
的余热余能进行分级多样化利用。

发电至少可以补充本行业的使用，这样就加强能源的利用率，降低了企业的生产成本，对企业的自身发展也是非常好的。

四、结语
钢铁冶金行业是国民经济的核心，它们对能源的需求和要求也很高。

目前，国家将从2011年起开始考核碳排放指标，钢铁冶金行业应提前做好准备，积极分析制定碳排放的现状和规划目标，并提出适合本企业的碳减排技术路线，以确保完成国家下达的碳减排任务。

加大节能减排技术改造工作力度，无疑，将迫使钢铁企业进一步加强节能减排工作。

而针对钢铁冶金行业的余热余能的品位差异，实行梯级发电利用，将是新形势下非常科学和有效的节能减排手段。

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参考文献：
[1]王建军、蔡九菊、陈春霞等.我国钢铁工业余热余能调研报告[J].工业加热，2007
[2]田淑霞、刘庸、薛万青.首钢烧结厂烟道气的余热利用[J].烧结球团，2001
[3]王统彬.纯低温余热发电方案设计及系统优化[D].华北电力大学动力工程系，2008。