008-钢铁企业蒸汽余热用于供热制冷的技术分析
钢铁企业余热吸收制冷
以往烟气主要是通过各种换热器和余热锅炉转 化为蒸汽或者热水进行制冷 ,为了能够直接利用烟 气余热 ,国内外都对热管废热发生器进行了大量研 究 ,其基本原理图如图 3所示 。
图 3 热管废热发生器
目前在国外通过汽车发动机排出的烟气来满足 车内制冷的研究比较多 [ 2 ] , 2001年南京工业大学开
2009年第 9期 (总第 326期 )
节 能
EN ERG Y CON S ERVA T ION
— 41 —
发出世界首台热管废热溴化锂制冷机 ,应用在 200kW 柴油发电机的尾气上 。如果能够将烟气直 接驱动的制冷机组推广应用到钢铁企业中 ,将为各 种烟气的回收利用找到较好的途径 。 3 具体应用中要解决的问题 311 最新研究进展
对吸收器的研究主要集中在强化传热与传质方 面 ,牛晓峰 [ 7 ]等论述了通过外加磁场使溶液表面张 力减小 ,从而强化吸收的过程 。苏风民 [ 8 ]等通过实 验研究了纳米流体用来强化吸收过程中的传热传质 过程 。郑飞和陈光明 [ 9 ] 通过对吸收过程预冷却实 现传热与传质的分离 ,从而使两者能够同时得到强 化 。孙文哲 [ 10 ]等提出了传质回热吸收式制冷循环 , 在溶液回热过程中引入膜蒸馏技术 ,实现溶液变浓 度回热 , 使循环的发生过程向低温区移动 。万忠 民 [ 11 ]等研究了新型降压吸收式制冷循环 ,基本原理 是提高高压吸收器中的 L iB r溶液的浓度 ,通过降低 其内部压力来降低低压发生器所需的发生温度 。
将中 、低温余热水直接用于供暖是一种简便 、经 济的热回收方法 。但是 ,供暖具有季节性 。若将这 些热量循环利用来实现冬季供暖 、夏季空调或制冰 , 则余热可常年利用 。
钢铁企业低压饱和蒸汽余热发电的应用探讨
钢铁企业低压饱和蒸汽余热发电的应用探讨摘要：钢铁企业生产过程中会产生大量的高温蒸汽，其余热资源丰富，具有良好应用前景。
近年来，随着节能减排意识的增强和工业结构调整、节能减排的进一步推进，钢铁行业在进行工业余热利用时，往往需要选择新的余热发电方式。
本文结合实际案例分析了钢铁行业余热利用现状、余热发电方式选择及成本分析。
关键词：钢铁企业；低压饱和蒸汽；余热发电钢铁企业的余热发电系统通常是通过蒸汽余热发电，再通过余热锅炉把蒸汽加热并将其蒸汽再加热到汽化温度得到汽轮机发电。
蒸汽余热发电主要有三种类型：高压蒸汽发电、低压饱和蒸汽发电、中压饱和蒸汽发电[1]。
发电机一般都安装在相应的汽轮机后面。
根据不同工况需要不同类型的汽轮机和发电机：高压蒸汽发电是利用高压蒸汽发生器将蒸汽加热到汽化温度后再进入汽轮机进行发电；按照蒸汽压力划分：低压饱和蒸汽发电利用低压侧饱和蒸汽作为汽轮发电机组发电动力源；中压饱和蒸汽发电利用中压侧饱和蒸汽作为汽轮发电机组动力源进行发电，同时可采用低压侧饱和蒸汽作为辅机动力源。
一、钢铁企业低压饱和蒸汽余热发电的原理余热发电的主要目的是通过高温蒸汽发生器将其蒸汽加热到汽化温度（汽化压力)，然后将汽轮发电机组的励磁交流电通过发电机输出，从而实现发电目的。
余热发电具有无排放、不消耗燃料、无污染、减少噪声等优点[2]。
余热发电是一种环保、经济并且能实现清洁能源系统的有效利用方式。
蒸汽余热用于发电时，蒸汽就具有汽轮机所需的全部热量（包括热汽率、温升、热损等）及大量流量（不含水蒸气、二氧化碳等）。
余热发电系统采用高温压力汽轮机供电的同时，还利用蒸汽来加热系统自身所需的余热。
二、钢铁企业低压饱和蒸汽余热发电系统的特点及优势余热发电系统的特点：（1）能量回收效率高，可达到90%以上，成本低。
（2）采用热能循环冷却水，运行费用低。
（3）能与燃煤电厂互补进行余热回收利用。
（4）能从多个方向获取热量。
低压饱和蒸汽余热发电系统的优势为：（1）能量回收高效：余热利用效率高。
钢铁行业余能余热利用新技术
电装置配备率达到82%，比2005年提高70个百分点
平板玻璃行业余热发电装置配备率达到40%，比2005年提高35个百分点 电石行业尾气余热综合利用率达到75%，比2005年提高55个百分点
二、钢铁企业余能余热利用现状
（一）钢铁企业余热资源的产生和回收利用情况
（二）钢铁企业余热资源种类与品质
高温烟气余热
按来源分：
7% 4% 8% 11% 20% 50%
冷却介质的余热
废水、废气余热 化学反应余热
烟气余热，冷却介质余热，废汽废 水余热，化学反应热，高温产品和炉 渣余热，以及可燃废气、废料余热
可燃废气、废液和废 料余热 高温产品和炉渣的余 热
（一）资源状况及其分布—行业
分行业的工业余热资源状况
（二）工业余热利用相关规划、政策
相关规划：
《节能中长期规划》 余热余压利用工程—十大节能重点工程之一 目标和任务 —钢铁行业：实施干法熄焦、高炉炉顶压差发电、全高炉煤气发电改造及 转炉煤气回收利用，形成年节能266万吨标准煤； —水泥行业：建设中低温余热发电装置每年30套，形成年节能300万吨标煤 —煤炭行业：煤矿瓦斯年利用量达到10亿立方米，相当于年节约135万吨标 煤
截止2013年底：
开发利用量约1.3亿吨标煤，装机2600万KW 工业余热资源利用率达到38% 其中 到2013年中国工业余热资源利用量（万吨标煤） 钢铁行业4700万吨标煤 建材行业1600万吨标煤 495 钢铁 3454 化工行业4200万吨标煤 17122 建材 轻工行业1500万吨标煤 化工 其他行业1100万吨标煤 311
33%以上 15%以上
建材 玻璃 造纸 纺织 机械
约40% 约20% 约15% 约15% 约15%
钢铁企业低温余热利用现状及技术展望
钢铁企业低温余热利用现状及技术展望作者：孙晋诚来源：《科技视界》 2014年第4期孙晋诚1,2（1.重庆市冶金节能环保企业工程技术研究中心，中国重庆 400080；2.重庆钢铁集团设计院有限公司，中国重庆 400080）【摘要】随着钢铁企业的规模不断扩大，余热能源被大量的以排放的形式浪费。
而本着绿色环保，可持续发展的理念，要充分认识节能减排的极端重要性和紧迫性，增强忧患意识和危机意识，抓住机遇，大力推进节能减排，促进经济社会发展与资源环境相协调，切实增强可持续发展能力。
【关键词】钢铁企业；节能减排；低温余热1钢铁企业能源发展现状在国家“十二五”时期面临的资源环境约束将日益强化。
从国内看，随着城镇化、工业化消费结构升级和进程加快，我国能源需求呈刚性增长，受国内环境容量和资源保障能力制约，我国经济社会发展更加突出的面临资源环境瓶颈约束，不断加大节能减排工作难度。
目前可利用余热资源和利用情况按烧结、焦化、炼钢、压延、炼铁、发电等工序如下：烧结工序的烧结矿显热、荒煤气显热和焦炉煤气显热、焦化工序的红焦显热、烧结机烟气显热。
轧钢工序的加热炉等所排放的烟气显热等。
炼钢工序的转炉煤气显热、钢渣显热、连铸坯显热等。
炼铁工序的高炉煤气显热、高炉渣显热以及热风炉烟气显热等。
2工程概况重庆钢铁（集团）有限责任公司环保搬迁工程分两期建设，工程完成后重钢新区可形成年产600万吨钢的综合生产能力。
项目利用烧结工序、轧钢、炼钢工序排放的低温烟气余热、饱和蒸汽，将其转为优质电能，建设2座低温余热发电站。
烧结工序低温余热发电站简称1#低温余热发电站（烧结区），轧钢、炼钢工序低温余热发电站简称2#低温余热发电站（轧钢、炼钢区）。
1#低温余热发电站（烧结区）利用烧结工序一期及二期共3台360m2烧结机之环冷机排放的烟气，设置3台低温余热锅炉（1期2台，2期1台）；配置2×12MW的补汽凝汽式发电机组，及配套的公辅设施。
2#低温余热发电站（轧钢、炼钢区）利用炼钢、轧钢工序一期及二期共3台210t转炉、3台1780轧钢加热炉、3台4100轧钢加热炉之饱和蒸汽，设置蒸汽蓄能站，配置2×9MW级间再热型饱和蒸汽汽轮发电机组，及配套公辅设施。
钢铁企业利用余热蒸汽制冷及其前景
ｍ ｒ ａ ｌ ｎ ｎ ｉ ｎ ｎ ｉ ｐ ｔ ｔｄｔｏ Ｔｈ ａ ｔ ｈ ａ ｆ ｇ ｒ ｔ ｎｉ ａ ｏｅ ｃ ｕ ａ ｅ ｙｔｅＧｕ ｎ ｄ ｎ ｒｖｎ ｅｅ ｅ － ａ ｋ ｂ ｅ ａ ｄ ｅ ｖｒ ｍｅ ｔ ｓ ｒ ｅ ｅ ｏ ． ｅｗ ｅ ｅ ｔ ｅｒ ｅ ａｉ ｓ ｌ ｎ ｏ ｒｇ ｂ ｈ ｏ ｏ ｃ ｓ ｒ ｉ ｏ ｓ ｄ ａ ｇ ｏ ｐ ｉｃ ｎ ｒ ｇ ｏ
转炉采用烟道式余热锅炉 ，不仅提高了转炉烟道使 经济的综合 比较过程。工厂的余热应优先采用 ，其 用寿命 ， 减少 了工业水消耗 ，还使烟气的余热可以 热源能效 高，便于管理 ，为 国家能源政策所鼓励。
回收利用 ，产 生蒸 汽供 生产和 生 活使用 。
广钢 转炉 产生 的蒸 汽 压 力 为 ０６～０ ８ ａ ． ．ＭＰ ，蒸
维普资讯
２０ ０７年广 东省暖通 空调制冷 学术年会 专刊
文章编号 ：ＩＳ １０ ９ ８ （０ ７ ５ ０８— ３ ＳＮ ０５— １０ ２０ ）０ —０７ ０
钢 铁 企 业 利用 余 热 蒸 汽 制冷 及 其 前 景
刘莉 萍
（广州钢铁集团设计院 ，广东 广州 ５０８ １３０）
Ｉ ｏ ｎｄ Ｓ ｅ ｌＥｎｔｒ ｒｓ ｉ ｇ Ｗ ａ ｔ ｔ ａ ｆｉ ｅ ａ ｉ ｎ ａ ｄ ｔ ｒ ｓ ｅ ｔ ｒ ｎ ａ ｔｅ ｅ ｐ ｉｅ Ｕｓｎ ｓ ｅ Ｓ ｅ ｍ Ｒｅｒｇ ｒ ｔｏ ｎ Ｉｓ Ｐ ｏ ｐ ｃ
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Байду номын сангаас
（Ｄ ｓ ｎＩ ｔ ｔ ｏ ｕｎ ｌ ｏ ｎ ｔ ｌ ｒ ｐ ｌｎ￣ｏ １ ８ ） ｅｉ ｓｔｅ ｆ ａ铲ｌｕＩ ｎａｄＳ ｅ Ｇｏ ，Ｇｌ ｇ ｕ５０ ０ ｇ ｎｉ Ｇ ｕ ｏ ｒ ｅ ｕ ａ ３
我国钢铁企业余热利用的现状及对策分析
3I ndustry development行业发展我国钢铁企业余热利用的现状及对策分析冯建英1，刘忠利2（1 山西省节能监察总队，山西 太原 030001；2 山西省节能中心，山西 太原 030001）摘 要：目前，我国的钢铁企业在余热利用方面都做了很大提高，但还存在一定的不足，钢铁冶炼余热利用方面还具有非常大的潜力。
本文围绕当前钢铁企业余热利用的现状进行分析，并结合实例对钢铁企业余热回收技术以及余热利用的对策进行探讨，希望能够对读者提供一些借鉴和参考。
关键词：钢铁冶炼；余热；现状；实例；对策中图分类号：TF083 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2020）08-0003-2收稿日期：2020-04作者简介：冯建英，女，生于1979年，汉族，山西临猗人，本科，中级工程师，研究方向：冶金行业节能技术应用。
当前，随着能源需求压力的逐渐增大，节能减排的理念深入人心，中国各大钢铁企业对生产过程中余热资源的利用愈加重视。
不过，目前钢铁企业在余热利用方面仍然面临很多困难，主要原因在于未能对钢铁生产主要流程的工艺和设备进行详细分析，主要流程中的物质流和能量流没有定量的数据，使得节能工作者无法掌握实际生产状况。
1 钢铁冶炼余热利用现状1.1 钢铁冶炼的高温和低温余热不协调相对于西方发达国家而言，由于我国工业发展时间太短，工业发展能力的水平有限。
在有限的工作技术中，钢铁冶炼余热利用效率是远远达不到西方的发达国家的。
经过近几年钢铁企业余热利用的发展，钢铁冶炼在高温（大于四百摄氏度）的情况下，利用率是有一些成效，但是由于技术的不成熟，在低温（小于三百摄氏度）的情况下，利用率一直没有什么显著的成效。
所以，现在钢铁冶炼余热利用主要针对低温余热进行研究，使高低温余热利用协调起来。
1.2 水平悬殊、设备陈旧首先，各个地区的经济发展水平都不一样，每个企业的技术水平也都是不一样，参差不齐的技术水平导致钢铁冶炼余热利用方面的悬殊非常的大。
钢铁企业余热余能综合利用分析
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机械化工
科技风 #$#% 年 & 月
'余热余能资源量估算 )&$ 范围界定 对于余热余能的资源界定主要包括范围"就是对余热余 能的可回收利用水平进行分析"规定的不同标准界定(范围 均有可能产生差异化研究结果# 所以对于实际计算分析过 程中"需要在前期工作首先进行余热余能定义和范围进行说 明# 本次研究中钢铁企业的余热余能"即生产中在执行各大 生产工序"成功排出 )4o常温下的热载体"最终释放所得的 热量和热能此外存在例如压力能等能量# 统计余热余能资 源量"需要在钢铁企业生产的焦化(烧结(炼钢(炼铁(轧钢等 不同工序中进行统计"排除焦化之外的加工转换# )&) 余热余能资源量测算 根据在钢铁企业生产中搜集真理的相关工艺数据"对于 实际生产过程并无检测"再加上受关注度相对较低"所以对 数据进行简化(估算处理"计算分析了余热余能资源量与利 用的具体情况) 见下表* #
钢铁企业低压饱和蒸汽余热发电的应用
钢铁企业低压饱和蒸汽余热发电的应用通过重钢长寿新区二期低温余热发电项目的工程实例，介绍了转炉烟气余热回收及低压饱和蒸汽发电系统的工艺流程，结合工程实际对的经济性及更好的利用方式进行了分析。
标签：低压饱和蒸汽；余热利用；发电1 钢铁企业能耗现状我国经济快速增长，各项建设取得巨大成就，但也付出了资源和环境被破坏的代价，这两者之间的矛盾日趋尖锐，节能减排已成为中国经济社会可持续发展及工业转型升级的必要选择。
中央政府将节约资源和环境保护纳为我国的基本国策。
近年来，为缓解我国能源供需矛盾、保持经济平稳较快发展、推动经济结构调整和产业技术进步、改善环境质量，我国政府综合运用法律、经济、技术和必要的行政手段，出台了一系列推动节能减排的政策措施。
在各项政策的鞭策下，我国节能减排工作取得了良好成效。
“十二五”前三年我国累计节能约3.5亿吨标准煤。
作为高能耗行业的我国钢铁工业，同时也是“节能大户”。
2014年上半年全国重点钢铁企业吨钢综合能耗、各工序能耗比上年同期均有所下降。
部分钢铁企业的部分指标已达到或接近国际先进水平，特别是吨钢耗新水指标创出历史最好水平，有32家企业吨钢耗新水低于3m3。
企业之间的各工序能耗最高值与先进值差距较大，各企业之间的节能工作发展不平衡，说明钢铁工业还有节能潜力。
钢铁企业余热、余能资源数量巨大。
近些年来我国钢铁企业的余热余能资源回收利用水平取得了较大提高。
注重了能源结构的优化，特别是低品质能源利用技术开发；注重了过程能源的高效利用，特别是工艺过程的优化；注重了余热余能回收的投入，特别是余热余能回收技术及装备的开发。
但与国际先进水平相比仍有很大差距，国外余热余能资源的回收率，先进国家己达到90%以上，如日本新日铁达到了92%，而国内钢铁企业只有30～40%，且回收后使用效率不高。
2 转炉烟气余热回收及利用在钢铁企业中，氧气转炉在吹炼期间产生大量的含尘炉气，温度为1400～1600℃。
转炉烟气中含有大量的显热和潜热，其中潜热占主要部分，显热占16%左右。
关于钢铁企业中低温烟气余热用于制冷的研究
关于钢铁企业中低温烟气余热用于制冷的研究摘要：总结和分析了我国钢铁企业，中低温烟气余热回收利用情况。
采用火用分析方法确定了不同温度烟气余热的合理利用方式，对利用烟气直接驱动的制冷机组提出了改进方法，以提高其热力系数和能源利用火用效率。
介绍了热风炉烟气余热梯级利用方案，将烟气先用于制冷，再用于预热助燃空气和煤气。
关键词：钢铁企业；低温预热；制冷钢铁企业在生产过程中有许多部门需要制取低温冷媒水用于工艺冷却和空调、如轧钢厂、焦炉煤气净化工艺、主电室、电气控制室、电子计算机房、操作台、仪表房、各办公楼、居住区等。
1.钢铁企业烟气余热资源回收利用状况在我国，钢铁企业属于能源密集型行业，是能耗大户，它消耗的能源是非常巨大的，在全国总能耗量中，它的能源消耗量占其中的16%左右，同时它的能源利用效率大概仅为30%~50%，和国际先进水平相比较，我国吨钢可比能耗要高出20%左右。
而且随着我国日益突出的能源危机问题，各级政府部门开始大力推动淘汰落后产能、优化产业结构工作，以达到节能降耗的目的，这样一来，高能耗的钢铁企业的发展必将受到制约。
而在生产过程中钢铁企业排放了大量的余热资源，并且其中很多余热资源具有回收利用的价值。
目前我国钢铁工业生产1t钢产生的余热约为8．4GJ，只有25.8%被回收利用。
伴随着我国不断发展的钢铁节能技术，对于钢铁企业高效回收利用多种余热资源已经成为可能，而且对于钢铁企业节能降耗和增产增效已经成为了有力的推手。
我国钢铁企业余热资源在回收利用方面和国外先进水平相比较，还是有很大的差距。
国际先进钢铁企业余热资源的回收利用率超过50%，而我国的还不足30%。
2.烟气余热利用火用分析每一种形态的能量，向“高级能量”转化的能力并不是相同的。
如果以这种转换能力为尺度，就能评价出各种形态能量的优劣。
但是转换能力的大小与环境条件有关，还与转换过程的不可逆程度有关。
实际上采用在给定的环境条件下，理论上最大可能的转换能力作为量度能量品味高低的尺度，这种尺度称之为（火用）（Exergy）。
钢铁企业余热制冷系统方案分析_杨猛
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按照小时消耗蒸汽量为 4. 0t 计算得： 制冷量为 3200kW，制冷面积可达 14000m2 。
对 于 投 资 和 效 益 方 面， 以 制 冷 面 积 为 14000m2 为例，选用蒸汽双效溴化锂吸收式制冷 机时，制 冷 量 为 3200kW，按 照 小 时 满 负 荷 计 算，消耗蒸汽量 4. 0t / h，蒸汽价格 85 元 / t，每 小时 340 元。若此冷量全部为电压缩制机组，按 小时满负荷费用计算： 电压缩机组能效比 COP 按 3. 0 计算，耗电量 3200 /3. 0 = 1066kW，每千 瓦时电费 0. 55 元，则每小时 586 元。可以看出 溴化锂吸收式制冷运行费用是电制冷运行费用的 58% 。
1 蒸汽制冷
钢铁企业的蒸汽来源主要有中压和低压两种 汽源，中压蒸汽由热电厂锅炉及焦化厂的干熄焦 设备产生，低压蒸汽主要来自烧结、转炉及加热 炉的余热回收。冬季因采暖用户的增多，蒸汽消 耗量大，放散量少。夏季因使用用户的减少，蒸 汽放散量加大，因此可以考虑推广蒸汽制冷技 术，搞集 中 制 冷 站， 多 消 耗 饱 和Байду номын сангаас蒸 汽 来 节 约 电 力。
钢铁企业蒸汽余热资源分布广泛，可以进一 步扩大蒸汽吸收制冷机组的利用范围。对热水、 煤气以及各种烟气驱动的吸收制冷机组，目前在
收稿日期： 2010 － 03 － 19 杨 猛（ 1985 － ） ，硕士； 110004 辽宁省沈阳市。
钢铁企业虽然应用实例很少，但其各有自身的优 点。对钢铁企业各种余热制冷方案进行了论述， 为进一步扩大吸收式制冷在钢铁企业的应用范围 提供了理论依据。
图 1 为某钢铁企业水冷炉渣系统，1200 ～ 1300℃ 液态炉渣排放到水冷除渣室内，在这里高 温液态渣被 65 ～ 70℃ 的水迅速冷却而 颗 粒 化， 然后用 机 械 方 式 被 清 除。除 渣 室 出 来 的 90 ～ 95℃ 热水由循环泵送至热网加热器，最后又回到 除渣室。热网水通过加热器可由 55 ～ 60℃ 升高 到 85 ～ 90℃ ，用于生产或生活采暖。
钢铁企业余热制冷系统方案分析
收稿日期：2010－03－19杨猛（1985－），硕士；110004辽宁省沈阳市。
钢铁企业余热制冷系统方案分析杨猛董辉力杰郭宁（东北大学国家环境保护生态工业重点实验室）摘要调查和分析了多家钢铁企业中低温余热资源回收利用情况，分别论述了蒸汽、热水、焦炉煤气和各种烟气用于驱动吸收制冷机组在钢铁企业应用的可行性和经济性，并给出了具体的应用方案。
关键词钢铁企业余热吸收制冷热风炉Analysis of refrigeration schemes driven by waste heat in ironand steel enterprisesYang MengDong HuiLi JieGuo Ning（Northeastern University ）AbstractThe situation of waste heat reuse in iron and steel enterprises through investigating waspresented．The feasibility and economical of refrigeration chiller driven respectively by steam ，hot wa-ter ，coke oven gas or different flue gas heat in iron and steel enterprises were discussed ，and the appli-cation programs were gained．Keywordsiron and steel enterpriseswaste heatabsorption refrigerationhot-blast stove钢铁企业在生产过程中有许多部门需要制取低温冷媒水用于工艺冷却和空调用冷，如轧钢厂、焦炉煤气净化工艺、主电室、电气控制室、电子计算机房、操作台、仪表房、各办公楼、居住区等。
钢铁企业佘热蒸汽利用状况的研究
ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｄ ｐ ｓ ｕ ｅ ｏ ｒ ａ ｓ ｕ ｃ ｓａ ｄ ｃ ｎ ｕ ｒ ．Ｔｈ ｏ ｔ ｎ ｃ ｆ ｈ ｓｅ ｈ ａ ｔ ｉａ ｉ ｎ ｉ ｅ ｓｒ ａ ｒ ｇ ｌｔ ｎ ａ ｄ ｔ ｅｕ ｉ ・ ｅ ｅ ａ ｕ ｅａ ｒ ｓ ｒ ｆｓ ｅ ｍ ｏ ｒ ｅ ｎ ｏ ｓ ｍｅ ｓ ｎ ｅ ｔ ｅ ｂ ｔ ｅ ｅ ｋ ｏ ｅｗａ ｔ — ｅ ｔ ｉ ｚ ｔ ｔ ｔ ｍ ｕ ａ ｉ ｎ ｔ ｉ ｌ ｔ ｕｌ ｏ ｓｈ ｅ ｅ ｏ ｈ ｌ
热 能 工 程
Ｄ ：１ ．９９ ．ｉ ｎ ０ ２ １３ ．０ ００ ． ４ ＯＩ ０３ ６ ／ ｓ ．１ ０ －６ ９２ １ ．１ ０ ｊ ｓ ０
工业加 热 第 ３ ９卷２ １ 年第 １ ００ 期
钢铁企业佘热蒸汽利用状况的研究
候 祥松 ，董茂林 有 限公司 动力设计部，重庆 ４０ １） ００３
钢铁工业 是能源消 耗的大 户，我 国钢铁 工业 的能耗
约 占全 国总 能耗的 １％左右，钢铁企 业生产过程 中的能 ５
源的温度 ，可 以分为高温余热 、中温余热和低温余热，统
计结果表 明，在我 国大 中型钢铁企业 中，高 、中、低温余 热的量分别为每吨钢 ３ ６ ． ，２８ Ｇ ，其总量为每 吨 ． ，２１ ．９ Ｊ ３ ９ 钢 ８ ４Ｇ ，相当于每 吨钢 ２ ７ ｇ标准煤，余热资源 的量 ． Ｊ ４ ８ ｋ
ｓ ｅ ｍ ｃ ｖ ｒ ｓａ ｔ ｉ ａｉ ｎ ．Ｔ ｅｐ ｎ ｉ ｌ ｏ ｓｅ ｈ ａ ｅ ｍ ｔ ｉ ａｉ ｎ ｓ ｏ ｌ ｅｕ ｉ ｚ ｄａ ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｎ ｒ ｙ ｇ ａ ｅａ ｄｍａ ｃ ｅ ｅ ｔ ａ ｒ ｏ ｅ ｅ ｎｄｕ ｉ ｚ ｔ ｓ ｈ ｒ ｃｐ ｅ ｆ ｒ ｒ ｅ ｉ ｌ ｏ ｉ ｗａ ｔ — ｅ ｔ ｔ ａ ｕ ｉ ｚ ｔ ｕ ｄｂ ｔｌ ｅ ｃ ｏ ｄｎ ｅ ｅ ｒ ｄ ｎ ｔ ｈ ｄ ｔ ｓ ｌ ｏ ｈ ｉ ｏ ｇ ｈ
炼钢转炉烟气余热饱和蒸汽发电分析
炼钢转炉烟气余热饱和蒸汽发电分析摘要：当前炼钢转炉烟气余热饱和蒸汽发电技术已经比较成熟，在很多钢铁企业已经得到了良好的应用，本文结合案例简单分析了炼钢转炉烟气余热回收以及饱和蒸汽发电技术的应用方法。
关键词：炼钢转炉；烟气余热；饱和蒸汽发电对饱和蒸汽发电技术进行研究，分析目前依然存在的不足，强调在实际应用中需要注意的事项，争取通过不断优化来达到更好的发电效果，同时延长汽轮机服务寿命，降低高温蒸汽与汽轮机运行状态的不利影响。
一、炼钢转炉烟气余热资源分析炼钢转炉的吹炼环节会有大量温度在1400~1600℃的含尘撸起产生，随着吹氧强度的增加，加上花费时间越短，每小时所对应产生的炉气量越大。
以及在吹炼期的不同时间段，碳氧化速度的不同，决定了熔池排出的炉气量以及路气成分也会有较大的差异。
转炉烟气可以提供大量的高热显热，大部分的钢铁企业均是通过余热锅炉进行蒸汽回收，整个流程比较简单，将冶炼环节产生的高温烟气通入到余热锅炉内达到降温目的，会有大量的热会释放出来，并由锅炉内的饱和水吸收，促使其转变成饱和蒸汽。
需要注意的是，转炉炼钢产生的高温烟气并不稳定，吹炼期的烟气往往存在着较大的波动，因此30min的吹炼期本质上只有15min左右会有饱和蒸汽形成，并且还会在烟气量变化的影响下，蒸汽量产生剧烈波动。
想要实现饱和蒸汽发电，往往还需要设置蓄热器系统来提高汽轮机进汽流量的稳定性与连续性[1]。
另外，正常情况下即便是采取了多种防护措施，汽轮机入口部位的蒸汽干度也只是在0.995以内，饱和蒸汽不可避免的会对汽轮机产生影响，使其可使用寿命缩短。
为进一步提高饱和蒸汽发电效率，缩短投资回收期，还可以对饱和蒸汽发电系统增设蒸汽过热系统，通过进一步优化达到更高效的发电状态。
二、饱和蒸汽发电系统组成饱和蒸汽发电系统运行具有较高的安全性与可靠性高，整个发电过程无需额外的使用其他燃料或者能源，比较容易操作。
（1）蒸汽产生系统通入到余热锅炉中的转炉高温烟气，由锅炉内的饱和水来吸收释放出的大量热量，由此可得到饱和蒸汽。
钢铁冶金余热利用分析
钢铁冶金余热利用分析【摘要】近些年，我国钢铁冶金工业迅猛发展，产能和产量快速增长，而钢铁行业是高能耗行业，也是对环境污染较严重的行业，但我国钢铁冶金行业余热利用方面存在的一些问题，这会造成很大的资源损失。
所以，我们要加快技术研究，充分利用余热，节约资源。
【关键词】钢铁冶金余热利用分析前言目前，我国钢铁重点企业的吨钢可比能耗与国际先进水平比较高9% ，约59 kg t，有人估计就目前世界水平而言，我国的重点钢铁企业吨钢可比能耗比世界先进水平15 %。
所以，必须把冶金企业可能的节能空间进行正确的评估和计算给企业提供节能的目标和方向。
文章从我国钢铁冶金行业的余热利用现状入手，结合我国钢铁冶金行业余热利用方面存在的问题，分析寻找解决这一困扰钢铁冶金行业发展以及我国节能减排工作问题的出路。
一、我国钢铁冶金行业余热利用现状分析1、高温余热利用较好，中低温余热利用率较低在过去的“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，特别是在钢铁冶金行业高温余热利用方面。
但在中低温余热利用率较低，各企业一般只回收利用了烟气温度较高的部分，如用它来预热助燃空气，而通过空气预热器后约400～500℃的中温烟气则大部分企业没有加以利用，至于温度更低的如300℃以下的低温烟气更谈不上充分利用。
而钢铁冶金行业本就是高耗能、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。
2、钢铁冶金余热利用设备陈旧，各企业之间利用水平发展悬殊我国钢铁冶炼行业还不够成熟，余热利用设备十分陈旧，这对资源回收利用造成很大的影响。
根据对117家冶金企业余热资源情况的调查结果，我国钢铁工业余热回收利用的大方向是正确的(回收后用于生产的占70%，用于生活的占30%)，但热回收率低，回收设备比较落后，109家企业使用的余热回收利用设备有几十种，其中使用较多的有：管式换热器142台、余热锅炉102台、片状管换热器74台、辐射式换热器62台、余热锅炉-换热器联合装置52台、热管换热器21台、喷流式换热器16台，汽化冷却装置133套各企业余热回收利用水平参差不齐，相差悬殊。
中国钢铁企业余能余热资源及利用现状分析
中国钢铁企业余能余热资源及利用现状分析1.钢铁企业煤气资源及利用现状目前，多数大型钢铁厂回收的煤气主要作为燃料供焦炉、热风炉、加热炉等钢铁厂自生产过程。
这部分主工艺所利用的煤气占煤气总资源量的50%-80%，剩余部分供自备电厂发电，方式有全烧（或掺烧）煤气锅炉发电和燃气蒸汽联合循环发电（CCPP），多余部分放散。
据调查，我国重点钢铁企业高炉煤气放损率平均为7.4%，焦炉煤气放损率平均为3.8%，转炉煤气吨钢回收仅18.1kgce（折合63m3/t），占可回收量的三分之二。
而在日本、德国等发达国家，钢铁厂副产煤气基本上全部回收再利用，无放散。
2.钢铁企业余热资源及利用现状蒸汽是钢铁企业生产和生活所必需的能源。
根据对部分大中型企业的统计，蒸汽能耗占钢铁企业总能耗的10%左右，而可回收利用的余热蒸汽量也很大，占企业能耗的7%左右。
钢铁生产各环节均有余热产生，余热大多以产品、废渣、废烟气、冷却水等为载体。
据统计，我国大中型企业吨钢产生的余热总量为8.44GJ，约占吨钢能耗的37%，其中最终产品或中间产品所携带的显热约占余热总量的39%，各种熔渣的显热约占9%，各种废（烟）气的显热占37%，冷却水携带的显热约占15%，余热资源丰富。
据调查，我国钢铁企业余热资源的平均回收率只有25.8%。
其中，按余热资源的品质统计，回收高温余热居多，回收率为44.4%；其次是中温余热，回收率为30.2%；低温余热的回收率还不足1%。
若按携带余热的物质形态统计，回收最多的是产品显热，回收率为50.0 4%；其次是烟气显热，回收率为14.92%；冷却水的显热回收率只有1.90%；各种渣显热的回收率更少，为1.59%。
钢铁企业的蒸汽产生及使用环节限制了用户对蒸汽品位的需求，用户通常为满足生产需求将蒸汽减压降温后使用，致使蒸汽系统不能按质用能、梯级利用，高品质蒸汽贬值严重。
因此，在回收利用余热蒸汽时，要根据余热蒸汽资源的数量和质量，以及用户对蒸汽品质的需求，在供需之间尽量做到能级匹配、温度对口、梯级利用，在符合技术经济要求的条件下，选择适宜的设备，使回收的余热蒸汽发挥最大的经济和环境效益。
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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 coolingGao 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 benefits0 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（1）水蒸气产生量高炉熔渣温度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℃；炉渣的比热容0.22kcal/(kg·℃)，水的比热容为1kcal/(kg·℃)，65℃水的汽化潜热560.2kcal/kg，70℃水的汽化热为557.3kcal/kg 。
高炉熔渣由1500℃降至70℃放出的热量为：Q Z=（1475-70）×0.22=309.1（kcal/kg）循环水由70℃降至65℃放出的热量（也等于由65℃升至70℃吸收的热量）：Q S=（70-65）×1=5（kcal/kg）1t水由70℃降至65℃的蒸发量（水由70℃降至65℃放出的热量除以65℃、70℃水的平均汽化热）：m1=（5×1）÷[（560.2+557.3÷2]≈0.009（t）（2）每吨水蒸气释放潜热所需采暖循环水冷却量假设采暖供回水温度为75/50℃左右，用该水去冷却高温水蒸气，则所需循环水量为：m2=560.2÷（75-50）=24.9t则生产1t粒化渣，回收水蒸气所需循环水量为：24.9×0.564=14.04t施行该措施后，可产生14.04t 75℃左右的高温水。
因为是每两个小时冲刷一次，假设换热器效能为61%，实际所用的水量为：M=1.47×10×0.61÷4.2÷1000÷25=8540t从结果可以看出，水蒸气潜热热量大，针对水蒸气余热温度为100～200℃，热量大的特点。
我们提出的热管换热器，相比于其他普通间壁式换热器具有换热器效率高、体积小等优点，可在有限的空间布置足够的换热面积满足余热系统热负荷的需要。
热负荷启动快，供热稳定，给热用户带来舒适的享受。
基于以上分析，本系统采用气-水热管换热器作为余热回收换热器设备具有一定的可行性。
3溴化锂吸收式制冷的适用性分析（1）溴化锂吸收式制冷原理溴化锂吸收式冷水机组利用溴化锂溶液中水和溴化锂的在不同温度下溶解度不同的原理制成的。
该冷水机组以蒸汽为热源，通过加热溴化锂溶液，使溶液中的水蒸发，又在冷凝器中凝结为高压低温的液态水，经过节流阀进入蒸发器后，急剧膨胀汽化，吸收大量的热量，从而达到制冷的目的。
然而，由于冲渣是间断性、周期性的，因此所产生的冲渣蒸汽也是间断性、周期性的。
在冲渣期间，蒸汽流量和压力波动幅度都很大。
该蒸汽不能被溴化锂吸收式冷水机组有效的利用。
为使这间断供汽变为连续的，稳定的汽源，需要在供汽系统中设置储存间断产生的冲渣蒸汽的蓄热装置，即蒸汽蓄热器。
通过蒸汽蓄热器，我们可以得到稳定的蒸汽热源，该热源为低压热源，压力0.6Mpa，温度为160℃，处于蒸汽双效型溴化锂吸收式冷水机组的适用范围。
以该蒸汽为热源，采用蒸汽型溴化锂制冷机组，可以制取大量的冷量，给钢厂车间或者用户提供所需的冷量。
在这个过程中还可以得到的大量的蒸汽冷凝水，可以继续用于冲渣降温。
溴化锂吸收式冷水机组系统如图3.1所示。
图3.1 溴化锂吸收式制冷原理示意图（2）经济性分析根据溴化锂冷水机组规范知：对于蒸汽型双效冷水机组，当蒸汽压力为0.6Mpa，冷水出口温度为7℃时，进出水温差为5℃，单位制冷量蒸汽耗量为1.31kg/(h·kw),因为每两个小时进行一次冲渣，产生的冲渣蒸汽为2t，则溴化锂冷水机组的制冷量应该为:Q L=1000kg*1.31kg/(kw) =1310kw购置一台额定制冷量为1310kw的溴化锂冷水机组的费用为157万元，运行一年的耗电量为3kw（运行时间取2160h），工业电价按0.6元/kw计算，则每年的电费为4000元。
而每年回收水量为2060t，水价按4.5元/吨计算，则每年节省水费1万元。
按一般办公楼的冷负荷为(100w/m2)计算，则制冷面积为13100m2。
假设整个供冷季每平方米收费30元，则总共收费39.3万元，再综合考虑到消耗的电费和节省的水费，则每年总共盈利40万元，则投资回收期为4年。
即四年之后即可实现盈利。
结果说明，利用溴化锂吸收式制冷回收蒸汽潜热也是具有可行性的。
4结论本文提出了蒸汽用于供热和制冷两种情况下的可行性分析，通过进行余热回收，提高了能源利用效率，而且减少了对大气环境的热污染。
同时，还回收了大量的水资源，在水资源日益减少的今天，具有重要的意义。
除此之外，因为冲渣蒸汽中含有一定量的杂质，通过余热回收及水资源的回收利用，避免了将这些杂质直接排放到空气中，减少了对环境的污染，对我国治霾工程作出了一定的贡献。