钢铁冶金余热利用分析
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【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。以高炉煤气的放散率为例，对国内18个重点冶金企业高炉煤气平均放散率在11.99%左右，其中放散率6%以下的企业只有鞍钢、重钢、湘钢三个企业；包钢、武钢等12家企业的放散率为6.36%～20.44%；宣钢、上钢一厂、唐钢三家企业的放散率高达22.35%～25.78%。38家地方骨干冶金企业中，仅有略阳钢铁厂、张店钢铁厂等5家企业的高炉煤气放散率在7%以下；20家冶金企业放散率在7.01%～20.58%；13家冶金企业放散率在21%以上，其中成都钢铁厂、通化钢铁公司放散率高达45%左右，新疆钢铁公司放散率竟高达60%左右。从这些数据分析，各企业余热利用水平，完全不在一个层次，但是我国的铁矿分部很广，这样就使得中、小规模钢铁冶炼的企业非常多，他们是我国钢铁行业的重要组成部分，它们的余热利用水平不高，造成的资源损失是非常大的。
3、余热利用领域狭窄
我国回收的热量都是用来制热(产生热风、热煤气、蒸汽或热水等)，很少涉及制冷。特别是夏季剩余蒸汽多，用于制冷能节约更多的能量，其意义十分重大。由于溴化锂制冷机只需要0.6MPa以下的低压蒸汽或热水，因而热源广泛，尤其适合冶金企业采用〔17〕。石家庄钢铁厂等企业已开始着手利用余热进行溴化锂制冷的工作，它将给冶金企业的节能工作带来新的生机。此外，许多冶金企业还有一种高品位的热能资源没有得到重视，那就是自备锅炉(包括余热锅炉)所产生的压力不低于1.28MPa的过热或饱和蒸汽。由于热用户所要求的蒸汽大多是0.2～0.3MPa的饱和蒸汽，如果直接把高品位的蒸汽供给热用户，就浪费了本来可以用于发电的热能。利用供热蒸汽余压发电实行热电联产是钢铁厂的一种新的节能方法。
二、我国钢铁冶金行业余热利用对策分析
1、加大扶持力度，更新设备
从上个世纪开始，国家就在大力倡导节能减排工作，也为一些行业提供过技术上和资金上的支持。而随着经济的进一步发展，许多利用技术也在不断的向前发展，革新就意味着资金的投入，大企业由于自身的发展状况良好，革新的能力就强，而对于像一些中小型的钢铁冶金企业来说，许多还是需要国家提供技术上或者是资金上的支持。我国应该在监督好大企业节能减排工作的同时，也应当帮助中小型企业完成技术上以及设备上的更新 并且要加大对于钢铁冶金领域余热利用方面技术。设备的研究，做到自主创新，拥有自己的知识产权，为企业提供强大的技术力量支持。
2、引进高端人才、技术、设备
在目前我国钢铁冶金余热利用水平相对还较低的时候，在积极研发自己的技术力量的同时，面对市场需求和环境发展这一现实，引进国外先进的高端人才 技术。设备不失为一项很好的举措 加强与国外先进国家的技术交流，也能够更好地促进我国自身余热利用领域的科研发展。引进国外这一领域的高端人才，不仅能够直接带来最先进的技术，还且对于我国余热利用领域培养新一代技术人才能很好的起到促进作用。
3、加强余热利用潜力开发
据统计，我国钢铁工业余热余能的回收利用率低，仅为45．6％，而国际先进企业，如日本的新日铁可达92％以上，可见我国钢铁工业余热余能回收潜力巨大。为此，对余热余能回收利用潜力进行分析、计算，结果见表1。
表1 我国钢铁工业余热余能回收利用潜力kg(标准煤)，t(钢)
所以，加强干熄焦和煤调湿技术的普及和应用，同时利用焦炉烟气预热人炉煤，未来焦化工序余热余能的回收利用量可达14．0 kg(标准煤)／t(钢)以上。提高余热蒸汽参数，加强管理，进一步提高烧结矿显热的回收利用水平；同时，采用环冷机类似的回收方式回收球团矿的显热，未来烧结，球团工序的余热余能回收利用量可达23．0 kg(标准煤)／t(钢)以上。利用干法粒化的方式回收高炉渣显热产生余热蒸汽，加强高炉煤气回收，同时在1 000m3以上的高炉普及压差发电技术回收利用高炉煤气的余热、余压，未来炼铁工序可回收余热余能189．0 kg(标准煤)／t(钢)以上。利用热装热送技术提高钢坯余热回收利用水平，加强转炉煤气回收利用，同时提高汽化冷却蒸汽参数，以提高转炉煤气化学能和显热的回收利用，采用竖式电炉以提高电炉烟气余热的回收利用，未来炼钢工序可实现吨钢余热余能回收量42．0 kg(标准煤)／t(钢)以上。加热炉采用蓄热室燃烧技术回收利用烟气显热，同时采用汽化冷却技术回收炉底管显热，未来可实现余热余能回收量20．0 kg(标准煤)／t(钢)以上。由表1计算可知，在应用先进回收技术，加强成熟回收技术普及，加强管理的基础上，未来我国钢铁工业的余热余能回收利用率可达63．6％，目前还具有的回收潜力为80．7kg(标准煤)／t(钢)，如果这些潜力全部实现，可极大地降低吨钢能耗。
结 语
总之，钢铁冶金行业费能大，而目前，能源生产的增长速度尚难以适应国民经济发展的要求，能源价格仍呈上升趋势，这对于能源费用占企业生产总成本20％～30％的冶金企业将是新的挑战。因此，节能降耗是冶金企业长期的战略任务。冶金企业从原料、焦化、烧结到炼铁、炼钢、连铸以及轧钢的生产过程中产生大量含有可利用热量的废气、废水、废渣，充分回收和利用这些余热，促进企业发展，促进我国节能减排工作的进程。
参考文献
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