孫彥偉

（濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)有限公司 生產(chǎn)部，濟(jì)南 250101）

濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)低壓余熱蒸汽的綜合利用

孫彥偉

（濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)有限公司 生產(chǎn)部，濟(jì)南 250101）

濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)有限公司（以下簡稱“濟(jì)鋼”）堅持發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念，努力提高能源資源的綜合利用率，特別是在工藝余熱回收方面取得了一定效果。干熄焦發(fā)電、燒結(jié)余熱發(fā)電、煉鋼余熱發(fā)電等項目的相繼投產(chǎn)，將冶金工藝生產(chǎn)中的高溫余熱蒸汽回收利用，實現(xiàn)了熱、電的高效轉(zhuǎn)換。但限于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面的原因，對冶金工藝中的低溫低壓熱源缺乏有效的回收利用手段，僅僅局限于冬季采暖，夏季時大多放散。經(jīng)初步統(tǒng)計，在非采暖期，扣除各產(chǎn)汽單位自耗汽量和已外賣汽量后，還有50～90 t/h的低品質(zhì)余熱蒸汽放散量，既浪費(fèi)熱能，又浪費(fèi)軟水。這也是冶金行業(yè)普遍存在的問題。透平或螺桿發(fā)電技術(shù)的發(fā)展為提高低溫余熱蒸汽的利用效率提供了有力保障。

1 低壓余熱資源利用潛力

低壓余熱資源存在點多、面廣、壓力低、不便輸送等缺點，由于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面的原因，難以高效利用。

潛力1：采暖供熱方式不合理，冷凝水無法回收。目前除用于濟(jì)鋼新村采暖的熱源除部分為焦化廠初冷器余熱水外，絕大多數(shù)是采用以蒸汽為主的汽水換熱方式。該采暖方式存在著蒸汽冷凝水無法回收，以及沿途管道、閥門、疏水器等跑、冒、滴、漏嚴(yán)重等問題，不僅浪費(fèi)能源，而且有時因蒸汽壓力控制不當(dāng)，產(chǎn)生噪聲而污染環(huán)境。

潛力2：余熱水資源儲量較大，幾乎沒有利用。焦化廠6號、7號焦?fàn)t初冷器、沖渣水中蘊(yùn)含著大量余熱水，但目前均未得到合理、充分利用，而且在夏季甚至還要投入溴化鋰制冷機(jī)（焦化初冷器）、空冷等設(shè)備進(jìn)行降溫，浪費(fèi)了蒸汽、煤氣、電力等能源。

潛力3：余熱蒸汽的梯級利用不充分，綜合效率較低。余熱蒸汽直接用于熱水采暖或溴化鋰制冷，只是利用了熱能，而沒有利用壓力能，存在壓差能量損失，不符合能量梯級利用的原則。

潛力4：大量余熱蒸汽排空，水資源浪費(fèi)大。據(jù)估算，總廠區(qū)每天通過蒸發(fā)排放到空氣中的水至少有3.5萬m3，其中軟水1.5萬m3，不僅浪費(fèi)水，而且浪費(fèi)熱。

以上問題說明濟(jì)鋼在余熱蒸汽、余熱水等的科學(xué)使用方面還存有較大節(jié)能潛力，需要進(jìn)行能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和優(yōu)化，以促進(jìn)企業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)朝著更加深入健康的方向發(fā)展。

2 低壓余熱蒸汽利用思路

采暖全部改用余熱水，即用余熱蒸汽采暖的模式。余熱蒸汽不再遠(yuǎn)距離輸送，而采用就近回收利用。先做功，后用熱；先螺桿發(fā)電利用的是其壓力能；再采用溴化鋰制冷，利用其汽化潛熱；最后回收冷凝水，實現(xiàn)閉路循環(huán)。圖1為低壓余熱蒸汽綜合利用圖。

圖1 低壓余熱蒸汽綜合利用圖

3 排空放散的余熱蒸汽及余熱水情況調(diào)查

3.1 余熱蒸汽情況

目前總廠區(qū)余熱蒸汽產(chǎn)量約200 t/h。在采暖期排空放散的余熱蒸汽約51 t/h；在非采暖期放散的余熱蒸汽約90 t/h。表1為總廠區(qū)低溫余熱統(tǒng)計表。

3.2 余熱水情況

目前可直接用于采暖的余熱水總量有6 900 m3/h，其中已利用量700 m3/h，待開發(fā)利用量6 200 m3/h。表2為總廠區(qū)余熱水統(tǒng)計表。

4 利用低溫余熱蒸汽（水）的建議性措施

4.1 螺桿膨脹動力機(jī)發(fā)電站

表1 總廠區(qū)低溫余熱統(tǒng)計表（120～180 ℃、0.2～0.8 MPa） t/h

表2 總廠區(qū)余熱水統(tǒng)計表（65～85℃） m3/h

利用球團(tuán)豎爐、120燒結(jié)機(jī)、70燒結(jié)機(jī)、中厚板加熱爐、中板加熱爐等產(chǎn)生的余熱蒸汽，分別建設(shè)5個螺桿發(fā)電站，設(shè)備投資約975萬元。發(fā)電總裝機(jī)容量1 900 kW，年總發(fā)電量1 496萬kWh，發(fā)電效益748萬元。

應(yīng)用螺桿膨脹動力機(jī)發(fā)電工程，熱力系統(tǒng)簡單，初期投入少，5～7個月可投產(chǎn)，投資回收期約1.38年。螺桿膨脹動力機(jī)的操作及維修技術(shù)要求不高，不需要專業(yè)技術(shù)人員，一般技工即可勝任。

4.2 溴化鋰集中制冷站（夏季）

（1）熱軋集中制冷站。熱水源來自中厚板廠經(jīng)螺桿發(fā)電后的乏汽、熱軋供冷軋后富余的余熱蒸汽等，包括熱軋板卷的顯熱。重點解決熱軋成品緩冷區(qū)的高溫、參觀走廊、電器控制室、辦公樓等區(qū)域的制冷。

（2）一燒集中制冷站。熱水源來自120 m2燒結(jié)機(jī)經(jīng)螺桿發(fā)電后的乏汽，直接將其作為加熱溴化鋰制冷機(jī)熱水源。集中解決一燒辦公樓、焦化辦公樓，及其周邊崗位的制冷。

（3）中板廠制冷站（在用）。將中板廠加熱爐螺桿發(fā)電后的乏汽作為加熱溴化鋰制冷機(jī)的熱水源。

（4）新村制冷站。熱水源來自焦化廠初冷器高溫段余熱水和高爐沖渣水。

4.3 乏汽冷凝水回收、閉路循環(huán)

將產(chǎn)量較小的余熱蒸汽和非制冷季節(jié)發(fā)電后的乏汽直接冷卻回收軟水，實現(xiàn)閉路循環(huán)。

4.4 余熱水采暖

對新村目前汽水換熱系統(tǒng)實施水—水換熱改造，利用焦化初冷器循環(huán)熱水、高爐沖渣水等供應(yīng)濟(jì)鋼新村采暖，取代蒸汽采暖模式，真正實現(xiàn)采暖余熱化的目標(biāo)。

4.5 雙循環(huán)螺桿膨脹動力機(jī)發(fā)電

雙循環(huán)螺桿膨脹動力機(jī)回收沖渣水等余熱水的回收、發(fā)電。

5 蒸汽回收經(jīng)濟(jì)分析

蒸汽回收效益見表3。

表3 蒸汽回收經(jīng)濟(jì)分析

6 結(jié)論

（1）應(yīng)用螺桿膨脹動力機(jī)發(fā)電工程，熱力系統(tǒng)簡單，初期投入少，回收周期短，5～7個月可完成并投產(chǎn)，年節(jié)電量可達(dá)到1 496萬kWh，投資回收期約1.38年左右。項目屬于短、平、快，方案合理可行。

（2）螺桿膨脹動力機(jī)的操作及維修技術(shù)要求不高，不需要專業(yè)技術(shù)人員，一般技工即可勝任。

（3）螺桿膨脹動力機(jī)發(fā)電工程實施成功并達(dá)到預(yù)期目的，對余熱節(jié)能和環(huán)保將作出重大貢獻(xiàn)。

Low?pressuer waste steam utility of Ji’nan Iron&Steel Co.Ltd

SUN Yan?wei
（Ji’nan Iron&Steel Co.Ltd.,Ji’nan 250101,China）

2012-09-15

1009-1831（2013）01-0032-02

F407.61;TK018

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（

孫 晶）