李延濤

摘 要：綠色環(huán)保、節(jié)能減排是我國冶金工業(yè)發(fā)展的主要方向。在冶金工業(yè)的生產過程中，會產生大量余熱，而這部分資源大多會被直接浪費。資源密集型是冶金工業(yè)的主要特性，在實際生產時，會產生大量的熱廢氣。據不完全統(tǒng)計，用在冶金行業(yè)的有效熱能僅占總能量的30%，生產時散失的熱能占總能量的9%，其余的大部分熱量則會直接被排出。這樣，不僅增加了能量的消耗，還加重了環(huán)境污染。鑒于此，簡要闡述了冶金行業(yè)余熱集中利用的方法，以期為日后的相關工作提供參考。

關鍵詞：冶金余熱；廢氣；節(jié)能降耗；利用技術

中圖分類號：X706 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.03.125

在冶金工藝中，中間產品多以高溫熱狀態(tài)存在，當其進入下道工序時，需要先冷卻產品。此過程是余熱產生的主要階段，如果充分利用余熱，不僅能夠降低能耗，還能夠保護環(huán)境。

1 高效利用余熱的主要技術

1.1 高爐爐頂煤氣余壓發(fā)電技術（TRT）

該技術多用于鋼鐵冶煉方面，其原理是轉化高爐爐頂煤氣余壓，將得到的熱量作為發(fā)電能量。高爐煤氣除塵有濕式除塵法和干式除塵法2種。實踐證明，干式除塵法的應用效果更好。

1.2 燒結余熱的高效利用技術

燒結工序所用能耗占整個生產過程噸鋼總能耗的10%左右，而冷卻劑、燒結機所產生的廢氣和煙氣熱量占到燒結工序熱量的50%以上。這說明，充分挖掘燒結工序余熱具有重要的意義。結合實際檢測數(shù)據可知，有60%的廢氣溫度低于300 ℃，僅有35%左右的廢氣溫度高于300 ℃。這說明，燒結部分的熱源多屬中低品質。根據用戶的需求，燒結余熱可被當作動力源或是熱利用。隨著燒結余熱利用技術的不斷發(fā)展，前者處于余熱利用的主導位置，即鋼鐵企業(yè)充分應用中低溫煙氣，使用中低品位熱源加熱水后，利用蒸汽推動汽輪機完成發(fā)電作業(yè)，由此而給企業(yè)帶來較好的經濟效益。

1.3 干熄焦余熱高效利用技術

這項技術充分利用了循環(huán)氮氣，在設備上加裝氮氣實現(xiàn)熱交換。比如，焦炭熄滅可直接回收紅焦余熱，并保證將熱能轉化為電能。此外，該方法還能消除濕氣法熄焦造成的環(huán)境污染。以某焦化廠（1×106 t/a）為例，企業(yè)使用該技術可以每年減少1×105 t以上燃煤造成的大氣污染。該數(shù)據基本上與1 500t/a所產生的SO2或160 t/a煙塵量相當。數(shù)據證明，企業(yè)采用這種技術可以實現(xiàn)社會效益和經濟效益的雙豐收。

1.4 飽和蒸汽發(fā)電技術

我國多數(shù)鋼企產生的飽和蒸汽僅用于冬季的供暖和洗浴，在其他季節(jié)它們多被排放。飽和蒸汽發(fā)電技術的出現(xiàn)解決了蒸汽外排的情況。大部分鋼企將軋鋼加熱爐由原水冷梁水冷卻方式逐漸改為汽化冷卻。這樣做的目的是提高加熱質量，減少熱能損失，實現(xiàn)富裕飽和蒸汽并網發(fā)電。不僅如此，部分軋鋼加熱爐會在煙道中增加蒸發(fā)器、省煤器，必要時還增加過熱器，充分利用煙氣余熱生產蒸汽發(fā)電。相比加熱爐產汽穩(wěn)定的特性，轉爐煙氣余熱利用所產生的蒸汽具有明顯的不連續(xù)性和波動性。而在煙道式余熱鍋爐系統(tǒng)中增加變壓濕式蓄熱器設備，可以完全緩解由于蒸汽壓力波動而導致供汽量不均衡，以致發(fā)電系統(tǒng)不能平穩(wěn)運行的問題。該技術可以保證蒸汽的平穩(wěn)、連續(xù)輸出。使用變壓濕式蓄熱器可以保證蒸汽在均勻、穩(wěn)定和連續(xù)的狀態(tài)下輸出后，水氣分離時能夠直接推動汽輪機做功產生電能，而且利用富裕飽和蒸汽發(fā)電能夠實現(xiàn)減排的目的。

1.5 燃氣——蒸汽聯(lián)合循環(huán)技術（CCPP）

我國中型以上的鋼鐵企業(yè)在冶、熱風爐和軋鋼加熱爐等工序中使用了高爐煤氣，而剩余余熱多被用于汽動鼓風機或者被排出。目前，燃燒低熱值高爐煤氣燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組可以完全利用高爐煤氣或高爐煤氣混合焦爐轉爐煤氣高效率發(fā)電。其工作原理是，壓縮機將混合煤氣或高爐煤氣送至燃燒室與壓縮后的空氣充分燃燒，從而產生大量的煙氣。當煙氣在燃氣輪機中做功時，會將熱能轉化為機械能帶動發(fā)電機發(fā)電，而做過功的煙氣（約570 ℃）則進入余熱鍋爐，由鍋爐產生的蒸汽送至蒸汽輪機做功帶動發(fā)電機發(fā)電。另外，在工作過程中要注意，煙氣與余熱鍋爐熱交換后降至150 ℃以下時才可排放。采用這種技術不僅能充分利用高爐煤氣，還能減少有害物質的排放。

2 冶金余熱高效利用技術的發(fā)展趨勢

近幾年，原材料和外部環(huán)境因素制約著冶金企業(yè)的發(fā)展，行業(yè)利潤被逐漸壓縮。因此，企業(yè)要充分利用數(shù)量和種類較大的余熱資源獲得較好的經濟效益。利用余熱資源不僅能實現(xiàn)節(jié)能減排的目的，還能找到實現(xiàn)企業(yè)利潤空間最大的出路。為了高效利用余熱資源，冶煉企業(yè)還需不斷挖掘余熱的應用空間。從目前的情況看，在高效利用余熱資源時，要深入挖掘中低溫余熱。冶金企業(yè)在工作時還應注意以下兩方面的內容：①集成余熱回收系統(tǒng)的開發(fā)應用。冶金企業(yè)必須以現(xiàn)有技術為基礎，綜合利用煙氣余熱、高爐煤氣、轉爐煙氣干法除塵等技術，確保企業(yè)能夠良性運轉，最終實現(xiàn)社會發(fā)展與經濟發(fā)展的雙豐收。②注重余熱資源的利用。冶金企業(yè)要積極開展多方合作，不斷提高余熱資源的利用率，實現(xiàn)余熱資源社會效益最大化。

3 結束語

總之，余熱資源是我國冶金企業(yè)中的重要資源之一，其開發(fā)應用前景廣闊。如何科學、合理地利用余熱資源是企業(yè)亟待解決的難題之一。如果企業(yè)能夠充分利用余熱資源，不僅能滿足國家節(jié)能減排的要求，還能大幅提高企業(yè)的經濟效益?，F(xiàn)階段，鑒于冶金企業(yè)余熱利用率較低，還需不斷創(chuàng)新技術和設備，充分借鑒國外的先進技術，使冶金企業(yè)走上健康、可持續(xù)發(fā)展的道路。

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〔編輯：白潔〕