008-钢铁企业蒸汽余热用于供热制冷的技术分析

钢铁企业蒸汽余热用于供热制冷的技术分析

高世康1，王陆捷2

（1.山东建筑大学, Email:960841429@ 山东济南，250101 2.山东汉嘉设计院有限公司,山东济

南，250101）

摘要：钢铁工业是高能耗工业,其耗能量占全国能耗量的16%左右,能源消耗费用占企业生产总成本的24%以上。对钢铁生产过程中余热的利用新技术进行探究，有助于减少能耗，实现节能减排，同时增加企业的经济效益。本文结合山东某钢铁企业冲渣过程产生的废蒸汽的潜热情况，并提出了热管式换热器及吸收式制冷用于蒸汽热回收的途径，为今后相关的研究提供一定的参考。

关键词：炼钢；余热回收；热管换热器；吸收式制冷；经济效益

The technical analysis of using Steam heat to Heating and cooling

Gao Shi-Kang1,Wang Lu-Jie2

(1.Shandong Jianzhu University, Jinan 250101, China;2. Shandong Hanjia Design Institute, Jinan 250101,

China.)

Abstract: The energy consumption of the steel industry is very high. Its energy consumption accounts for about 16% of the country's energy consumption amount. The cost of resource consumption accounts for more than 24% of the total production cost of enterprises. We reduce energy consumption through the research of waste heat utilization. And it can increase the economic benefits of enterprises and realize energy conservation and emissions reduction. In this paper, we research a steel mill in Shandong province and got on the parameters of the steam. We proposed the heat pipe heat exchanger and absorption refrigeration to realize the recovery of waste heat. This will provide some reference for the related research in the future.

Keywords: steel; Waste heat recovery; Heat pipe heat exchanger; Absorption refrigeration; Economic benefits

0 引言

工业领域节能减排是我国节能减排工作的重心之一。并且伴随着能源短缺、环境污染等问题已成为世界范围的问题，提高工业领域能源利用率、降低能耗是实现节能减排的首要任务，也是解决当前我国能源问题的根本途径。据统计，至2013年国内粗钢产量已达7亿多吨，总能耗量占我国各类生产总能耗的15%。根据对部分大中型企业的统计，蒸汽能耗约占冶金企业能耗总量的10％左右。冶金行业年能耗量约为1.3亿吨标煤，按550元/吨标煤计算，年蒸汽能耗费用大约为71.5亿元。由此可见，蒸汽在行业能耗中所占的比例虽小，但由于规模大，经济效益也是相当可观的。

如今，钢铁行业给人最深刻的影响当数炼铁高炉，当看到钢铁厂大烟囱中冒出的滚滚浓烟，谈之色变，把城市的污染和雾霾都归咎于工业烟囱冒出的“白龙”。其实，工业排放的烟气经过了处理，已经达到了排放标准，人们所看到的滚滚浓烟只是未得到回收利用的水蒸气。将这些水蒸气加以回收利用，不仅可以减

作者简介：高世康，硕士研究生,主要从事制冷、供热的相关课题研究， Email：960841429@

少“视觉污染”，而且还能为企业带来一定的经济效益，实现环保与效益双重丰收，因此，研究蒸汽回收利用的新技术具有巨大意义。

1 工程概况

该项目为山东省某大型炼钢厂节能减排项目，目前该炼钢厂年产钢铁约800万吨，使用水淬渣工艺方式处理高炉炉渣。每隔两个小时，进行一次冲渣，高炉熔渣温度1475℃，水淬后渣水混合温度为70℃，进下一轮粒化过程水温降至65℃；该钢厂区的炼钢余热中废蒸汽占余热资源总量的一半左右，此前，对这部分蒸汽的利用情况为：在采暖季节，全部蒸汽用于采暖；在非采暖季节，没有合适的用户，蒸汽被大量放散，造成大量资源浪费。厂区大部分直接排放的废蒸汽主要来源是烧结脱硫工艺和高炉冲渣水工艺。2热管余热锅炉供热的可行性分析

2.1余热锅炉结构

热管式余热锅炉主要由热管软水加热器、热管锅炉、热管省煤器三部分组成。热管采用纵向翅片和环向翅片叉排布置。通过热管使烟气与水完成热量传递，产生饱和蒸汽。该结构形式不易积灰。由于电炉的烟气中含有大量的粉尘，因此设备运行一段时间，就会出现积灰现象，影响整个系统的正常运行。热管换热器的主要传热元件是热管，多根热管按照一定的间距及排列成束组装在管箱内，中间被隔板分隔为加热端和放热端。

热管换热器的工作原理:高温气体横向冲刷热管加热端，高温气通过热管后温度下降，热管吸收气体余热并将热量传导到热管的放热端。冷水在循环泵的动力下横向冲刷热管放热端，热管释放由加热端传导过来的热量将水加热，冷水通过热管后被加热成热水。对于该方案中水蒸气在短时间内产生的量大的情况，首先在水蒸气上方加一个收集罩，使蒸汽引入到热管换热器中。另外，所有非法兰连接的接口都进行连续焊接。在烟道必要的地方（低位）设置清除粉尘的装置。管道的设计尽量减小烟道系统的压降，防止管道中粉尘的聚集，考虑附加的积灰荷重。

图2.1 热管换热锅炉工作示意图

2.2技术性分析