摘要：本文分析了國內(nèi)冶金企業(yè)廢氣余熱資源回收利用的基本狀況 ,介紹了各種廢氣余熱的利用方式及選擇余熱利用設(shè)備的原則 ,并提出了這方面存在的主要問題，旨在為讀者提供一定參考。

關(guān)鍵詞：冶金企業(yè),廢氣余熱利用,存在問題,措施

中圖分類號： F407.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言

節(jié)能與環(huán)保是當(dāng)代全球關(guān)注的重要課題，節(jié)約能源、提高能源利用率在國家的基本國策。節(jié)能對企業(yè)來說最直接的收益就是節(jié)省費(fèi)用支出，提高經(jīng)濟(jì)效益，增強(qiáng)市場競爭力。余熱是指能利用而未被利用的熱能。由于我國工業(yè)裝備落后，能源利用率低，在生產(chǎn)中有大量的熱能直接排空，既浪費(fèi)能源又污染環(huán)境。余熱回收就是將浪費(fèi)的熱能回收利用，提高能源利用率，降低生產(chǎn)成本，保護(hù)環(huán)境。

1.冶金企業(yè)廢氣余熱利用相關(guān)問題概述

1.1冶金企業(yè)常用的廢氣余熱利用方式有：安裝換熱器,在換熱器后安裝余熱鍋爐,爐底管汽化冷卻,發(fā)電,制冷。回收后的熱量主要用于預(yù)熱助燃空氣、預(yù)熱煤氣和生產(chǎn)蒸汽。對電爐而言，預(yù)熱廢鋼或進(jìn)料可減少電爐的電能消耗，縮短熔煉時(shí)間,對加熱爐而言，預(yù)熱空氣、燃料或工件，煙氣余熱返回爐內(nèi)，可使火焰穩(wěn)定、提高燃料溫度和燃燒效率以及爐子的熱效率。

1.2我國冶金企業(yè)使用的廢氣余熱回收利用設(shè)備主要有：管式換熱器,片狀管換熱器,輻射式換熱器,余熱鍋爐,熱管換熱器,余熱鍋爐-汽輪機(jī)發(fā)電裝置，以電力回收余熱是最好的形式，但受動(dòng)力設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的連續(xù)性以及電力并網(wǎng)等條件的限制，此種設(shè)備應(yīng)用的較少。國內(nèi)各冶金企業(yè)換熱器的發(fā)展趨勢是：換熱器的形式由簡單的低效型走向強(qiáng)化傳熱的高效型。

1.3生產(chǎn)蒸汽的余熱回收設(shè)備主要是余熱鍋爐和汽化冷卻裝置。有條件的企業(yè)應(yīng)設(shè)置余熱鍋爐，不過有時(shí)使用余熱鍋爐并不合算，因?yàn)橛酂徨仩t屬于低溫爐，可以而且應(yīng)當(dāng)使用低品質(zhì)的熱源，高溫爐的煙氣余熱應(yīng)當(dāng)回到高溫爐內(nèi)，以節(jié)省高品質(zhì)燃料。各企業(yè)應(yīng)根據(jù)余熱的種類、介質(zhì)溫度、數(shù)量及利用的可能性來確定使用回收利用設(shè)備的類型及規(guī)模。

1.3.1原則：余熱回收后應(yīng)優(yōu)先用于本系統(tǒng)設(shè)備，降低一次能源消耗,用于其它工序時(shí)應(yīng)盡量選擇距離近，產(chǎn)、供時(shí)間一致的方案,高溫余熱要盡可能用于需要高溫的設(shè)備，盡量減少能量轉(zhuǎn)換次數(shù)而謀求直接利用，并加強(qiáng)回收后的保溫措施,安全措施要齊備，確保發(fā)生意外事故時(shí)不影響本工藝的正常生產(chǎn)。

1.3.2原因：工業(yè)爐窯余熱回收差的原因，除了排煙溫度高和換熱器能力小之外，鮮為人注意的是煙氣和熱風(fēng)的顯熱未能有效保存，煙氣由爐膛冒出、吸入冷風(fēng)，地下煙道漏水、漏氣，旁通煙道短路和管道絕熱不良。針對這種情況，提出了一系列降低出爐煙溫的措施和能充分保存與回收余熱的排煙-供風(fēng)系統(tǒng)，同時(shí)開發(fā)了各種高效、經(jīng)濟(jì)的換熱器和能使用全熱風(fēng)的燃燒裝置，回收后煙溫可下降到180～250℃，不再需要安裝價(jià)格昂貴而利用率不高的余熱鍋爐，使?fàn)t氣余熱從爐外回收轉(zhuǎn)到爐內(nèi)回收的方向來，正是在這種形勢下提出了“余熱全自回收的新概念：首先設(shè)法降低爐子排出的煙溫和煙量，并使余熱回收過程中的各項(xiàng)熱損失減少，然后通過高效換熱器將余熱最大限度地回收并全部送入爐內(nèi)。

2.目前我國冶金企MBDbLRiF0FT6GteePE1h5bo/4IxcfnSvp51+NigC2jg=業(yè)廢氣余熱中存在的主要問題

2.1高溫廢氣余熱的利用情況較好，而中低溫廢氣余熱的回收利用率較低。各企業(yè)一般只回收利用了煙氣溫度較高的部分，如用它來預(yù)熱助燃空氣，而通過空氣預(yù)熱器后約400～500℃的中溫?zé)煔鈩t大部分企業(yè)沒有加以利用，至于溫度更低的如300℃以下的低溫?zé)煔飧劜簧铣浞掷谩?

2.2各企業(yè)廢氣余熱回收利用水平參差不齊，相差懸殊。

2.3廢氣余熱回收利用設(shè)備陳舊。我國冶金企業(yè)余熱回收利用率低，回收設(shè)備比較落后。

2.4廢氣余熱回收利用的領(lǐng)域比較窄，回收的熱量都是用來制熱(產(chǎn)生熱風(fēng)、熱煤氣、蒸汽或熱水等)，很少涉及制冷。特別是夏季剩余蒸汽多，用于制冷能節(jié)約更多的能量，其意義十分重大。

3.目前冶金企業(yè)余熱利用形式分析

冶金企業(yè)生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生大量余熱，主要有高爐、轉(zhuǎn)爐、電爐及其他冶煉爐高溫?zé)煔?燒結(jié)、焦化過程中的余熱,各種加熱鍋爐供生產(chǎn)后的多余熱量,自備蒸汽動(dòng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)電后的背壓蒸汽等。這部分能源一般以廢氣、產(chǎn)品余熱形式等排放，占企業(yè)全部生產(chǎn)能耗的60%。鑒于資源日益短缺的現(xiàn)狀，這部分資源越來越受到鋼企的重視，利用鍋爐轉(zhuǎn)化為蒸汽利用，可以為企業(yè)帶來巨大利益。當(dāng)前余熱蒸汽的利用形式主要有以下三類：

3.1生產(chǎn)自用蒸汽回收用于D爐、OD爐、RH爐等冶煉爐自用。目前的情況是：這些爐體設(shè)備一般不是長期連續(xù)運(yùn)行，而是間歇性的運(yùn)行。有時(shí)蒸汽生產(chǎn)的周期和D爐、OD爐、RH爐運(yùn)行不一致，而導(dǎo)致余熱蒸汽產(chǎn)量高時(shí)，用汽設(shè)備停止運(yùn)行，蒸汽大量放散,余熱蒸汽產(chǎn)量低時(shí)，用汽設(shè)備需要工作，蒸汽量不足。需要備份的快燃鍋爐生產(chǎn)蒸汽。

3.2生活用蒸汽主要用于夏季供冷、冬季采暖、食堂、浴室等對蒸汽的需求，這些蒸汽用戶對蒸汽的壓力要求不高，控制0.1-0.8Mpa就可以滿足要求。

3.3與城市蒸汽并網(wǎng)一部分企業(yè)將產(chǎn)生的蒸汽直接與城市蒸汽并網(wǎng)，而工廠內(nèi)的生產(chǎn)生活蒸汽也可從市政管網(wǎng)接入。這種方式最大的好處可以保證工廠生產(chǎn)生活用蒸汽的壓力、流量都是穩(wěn)定的，但是市政蒸汽管網(wǎng)對并網(wǎng)的蒸汽的品質(zhì)要求高，主要是余熱蒸汽的壓力大小、流量要穩(wěn)定、雜質(zhì)的要求低等。目前，絕大部分企業(yè)都采用余熱鍋爐各種形式，將廢熱、余熱轉(zhuǎn)化為余熱蒸汽，并將回收的蒸汽作為降低生產(chǎn)成本，節(jié)能降耗的重要考核指標(biāo)，使得能源效益最大化。

4.冶金企業(yè)余熱利用技術(shù)分析

余熱是指受歷史、技術(shù)、理念等因素的局限性，在已投運(yùn)的工業(yè)企業(yè)耗能裝置中，原始設(shè)計(jì)未被合理利用的顯熱和潛熱。它包括高溫廢氣余熱、冷卻介質(zhì)余熱、廢汽廢水余熱、高溫產(chǎn)品和爐渣余熱、化學(xué)反應(yīng)余熱、可燃廢氣廢液和廢料余熱。在工業(yè)領(lǐng)域中消耗著大量的能量，最終都以低溫?zé)崴男问脚欧诺?。為了提高能耗的利用效率，可采用能源品位提升的技術(shù)來回收利用生產(chǎn)過程排放的熱量。用水源熱泵機(jī)組對各類中低品位的余熱資源進(jìn)行余熱回收，沒有燃燒過程，不排放廢水、廢氣、廢物，可實(shí)現(xiàn)回收低溫品位的熱量應(yīng)用于高溫工藝用途。該技術(shù)正逐步應(yīng)用于工業(yè)余熱水的回收利用，如石油、冶金等各行業(yè)，回收后的能量用于冬季供暖或生產(chǎn)工藝。

4.1余熱利用、經(jīng)濟(jì)節(jié)能。采用高溫水源熱泵機(jī)組可直接回收利用低溫地?zé)崴⒌責(zé)嵛菜捌渌鞣N溫度在30~60℃之間的中低品位余熱資源，從根本上解決了此類余熱資源不能被熱泵機(jī)組直接回收利用的現(xiàn)狀。機(jī)組炙熱工況出水溫度可根據(jù)用戶需求調(diào)節(jié)，最高出水溫度可達(dá)90℃，可滿足不同用戶的空調(diào)、供暖、制備生活熱水的需求。

4.2綠色環(huán)保、效益顯著。采用工業(yè)與熱水加高溫水泵取代燃煤鍋爐可取得很好的環(huán)保效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，避免了燃煤鍋爐的廢氣、廢渣堆周圍環(huán)境的污染，省掉了燃煤的運(yùn)輸費(fèi)用、貯煤場地費(fèi)用、除塵費(fèi)用、灰渣的運(yùn)輸、排放處理費(fèi)用等。

4.3一機(jī)多用，節(jié)約資金。利用高溫水源熱泵提供冬季供暖的同時(shí)，還可提供夏季制冷，一機(jī)多用，避免中央空調(diào)系統(tǒng)的重復(fù)投資，提高設(shè)備的利用率。

4.4其它應(yīng)用如木材干燥的廢熱回收利用，鋼廠工藝?yán)鋮s的余熱回收利用，空氣壓縮機(jī)廢熱回收利用，糧食干燥的廢熱回收利用，地?zé)峒暗匚菜幕厥绽玫取?

結(jié)束語

技術(shù)的不斷進(jìn)步可使得廢氣余熱利用進(jìn)一步深化及拓展。節(jié)能工作者應(yīng)該秉持能源節(jié)約利用的理念，提高余熱質(zhì)量，建設(shè)具有一定經(jīng)濟(jì)規(guī)模效應(yīng)的地區(qū)式熱能利用系統(tǒng)，注重余熱利用的功能拓展，促進(jìn)城市和諧共融發(fā)展。冶金企業(yè)向來能源消耗高，面對新的節(jié)能減排形勢，應(yīng)該全力推動(dòng)綠色轉(zhuǎn)型，達(dá)成與社會(huì)的大循環(huán)，實(shí)現(xiàn)真正的循環(huán)經(jīng)濟(jì)。

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作者簡介:劉岳(1986-)，男，內(nèi)蒙古清水河縣人，助理工程師，2009年畢業(yè)于內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)工學(xué)學(xué)士，畢業(yè)后就職于包鋼集團(tuán)。