[摘要]目前,我國大力倡導(dǎo)節(jié)能減排,但在冶金工業(yè)中卻有大量的余熱資源被浪費(fèi)掉。這是由冶金工業(yè)的產(chǎn)業(yè)性質(zhì)決定的。冶金產(chǎn)業(yè)屬于資源密集型產(chǎn)業(yè),在生產(chǎn)過程中,許多工藝流程都會產(chǎn)生大量的熱廢氣。據(jù)統(tǒng)計,在冶金的能耗構(gòu)成比例中,僅有30%的熱量為有效熱,有9%的熱量會隨著爐墻等散失掉,另外61%的熱量屬于冶煉過程中的余熱。若能高效利用這些冶金余熱,不僅能有效減少污染物的排放量,改善環(huán)境狀況,而且還能實現(xiàn)節(jié)能降耗,達(dá)到環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)效益的雙重效果。本文闡述了冶金余熱高效綜合利用技術(shù)中的幾種技術(shù)方法,并對冶金余熱高效利用技術(shù)提出了展望。

[關(guān)鍵詞]冶金余熱 高效綜合利用 回收 問題

[中圖分類號] TF1 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號] 1000-405X（2014）-4-59-1

0前言

在冶金工業(yè)中,很多工藝流程的中間產(chǎn)品,例如球團(tuán)豎爐、燒結(jié)機(jī)、一部分焙燒窯等設(shè)備的中間產(chǎn)物都是以高溫?zé)岬臓顟B(tài)產(chǎn)生的。這些高溫?zé)岬臏囟却蠖嘣?00℃以上。為了能進(jìn)行下一道工序,一般需要將其冷卻,在此過程中則會產(chǎn)生大量的熱廢氣,即余熱。這些余熱資源十分豐富,若對其加以利用,則有利于實現(xiàn)冶金生產(chǎn)的節(jié)能降耗。

1冶金余熱高效綜合利用技術(shù)

目前,冶金企業(yè)紛紛響應(yīng)國家節(jié)能降耗的號召,大力發(fā)展冶金余熱高效綜合利用技術(shù),包括高爐爐頂煤氣余壓發(fā)電技術(shù),燒結(jié)余熱高效利用技術(shù)、干熄焦余熱高效利用技術(shù)、飽和蒸汽發(fā)電技術(shù)、汽動鼓風(fēng)技術(shù)等。這些節(jié)能減排技術(shù)對提高余熱的利用效率十分有益。

1.1高爐爐頂煤氣余壓發(fā)電技術(shù)

高爐爐頂煤氣余壓發(fā)電技術(shù)（TRT）多應(yīng)用于鋼鐵冶煉工業(yè)。此項技術(shù)的原理是將高爐爐頂煤氣的余壓轉(zhuǎn)化成熱能,從而實現(xiàn)發(fā)電的技術(shù)方法。TRT的發(fā)電系統(tǒng)又可分為濕式除塵與干式除塵兩種方式。一般干式除塵方式利用煤氣顯熱的效果更佳。

1.2燒結(jié)余熱高效利用技術(shù)

在整個冶金生產(chǎn)過程中,燒結(jié)這一工序的能耗占總能耗的10%～15%[1]。以鋼鐵冶金為例,燒結(jié)工序能耗占整個鋼能耗的10%左右。而燒結(jié)機(jī)煙氣以及冷卻機(jī)廢氣的顯熱卻占燒結(jié)工序全部熱量支出的一半以上,因此,燒結(jié)工序的余熱資源利用潛力非常大。根據(jù)相關(guān)的檢測結(jié)果顯示,這些廢氣的溫度大多處于150℃以內(nèi),但高溫部分的溫度可達(dá)300℃以上（僅占廢氣量的35%左右）,因此,燒結(jié)余熱屬于中低品質(zhì)的熱源[2]。根據(jù)用戶的不同需求又可將燒結(jié)余熱分為動力利用和熱利用兩種方式。其中,OIByDArcxJMLlJZCG5zE3qw90/r4v3K3s/5y9UNq4ZM=動力利用方式占主導(dǎo)地位。因為動力利用方式更能有效利用余熱,使熱效率達(dá)到最大化。例如,某冶金企業(yè)利用余熱鍋爐加熱燒結(jié)冷卻機(jī)中產(chǎn)生的大量煙氣,從而產(chǎn)生大量的蒸汽,在蒸汽作用下推動了汽輪機(jī)的運(yùn)行而實現(xiàn)了發(fā)電。

1.3干熄焦余熱高效利用技術(shù)

干熄焦余熱高效利用技術(shù)主要是利用循環(huán)氮?dú)舛辜t焦熄滅的一項技術(shù)。具體來說,就是通過某些裝置使循環(huán)氮?dú)饽軌蛱鎿Q紅焦和水進(jìn)行換熱,當(dāng)焦炭熄滅時,能夠回收紅焦余熱,然后將其轉(zhuǎn)化成電能的過程。此項技術(shù)方法能有效消除濕法熄焦對環(huán)境產(chǎn)生的污染現(xiàn)象。例如,某一焦化廠的規(guī)模為100萬t/a,采用干熄焦余熱高效利用技術(shù)每年至少可減少10萬t動力燃煤燒產(chǎn)生的大氣污染物,這相當(dāng)于減排1500t/a左右的SO2、160t/a的煙塵以及15萬t/a的CO2。這對企業(yè)實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會效益以及環(huán)境效益都是十分有益的。

1.4飽和蒸汽發(fā)電技術(shù)

我國的中小型冶金企業(yè)中,加熱爐以及煙道汽化水冷裝置中產(chǎn)生的部分蒸汽一般只在冬季用于采暖,在其他季節(jié)一般采取對空排放的方式而白白浪費(fèi)掉。而加熱爐一般產(chǎn)汽比較穩(wěn)定,轉(zhuǎn)爐蒸汽則會受吹氧時間和冶煉周期的影響,因此,產(chǎn)生的蒸汽波動較為劇烈且不連續(xù)。飽和蒸汽發(fā)電技術(shù)的出現(xiàn)則能很好地解決這一難題,它能保證蒸汽在任何時段都能連續(xù)生成且平穩(wěn)輸出。該項技術(shù)的原理則是通過調(diào)整若干臺轉(zhuǎn)爐的吹氧時間,以實現(xiàn)蒸汽的連續(xù)生成,同時,在蒸汽口放置濕式變壓蓄熱器,以保證蒸汽能夠穩(wěn)定、連續(xù)、均勻地輸出,然后經(jīng)過汽水分離作用而推動汽輪機(jī)運(yùn)行進(jìn)行發(fā)電[3]。

1.5汽動鼓風(fēng)技術(shù)

在冶金過程中,很多中小型的冶金企業(yè)除了在熱風(fēng)爐、冶煉等工序中利用少量高爐煤氣之外,絕大部分的高爐煤氣會被放散浪費(fèi)掉,對環(huán)境也造成一定污染。汽動鼓風(fēng)技術(shù)的出現(xiàn)為提高高爐煤氣的利用效率帶來了希望。該項技術(shù)是一種短流程利用技術(shù),通過鍋爐對富裕的高爐煤氣進(jìn)行燃燒,并不斷加熱給水以產(chǎn)生蒸汽,在蒸汽作用下推動汽輪機(jī),繼而帶動鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)動,從而為熱風(fēng)爐提供氧氣。因為鼓風(fēng)機(jī)由汽輪機(jī)直接驅(qū)動,有效防止了輸變電線路的損耗,從而有效提高了熱能的利用率。不過電廠汽輪機(jī)及鼓風(fēng)汽輪機(jī)的內(nèi)效率對整個系統(tǒng)的熱能利用率起決定作用。

2冶金余熱高效利用技術(shù)展望

目前,冶金工業(yè)受到原材料價格上漲、環(huán)境制約等因素的影響,利潤空間也不斷縮小。而冶金工業(yè)的余熱資源十分豐富,包括數(shù)量上和種類上都非常可觀。因此,充分利用這些余熱資源,實現(xiàn)節(jié)能減排和增加利潤空間是冶金企業(yè)未來發(fā)展的有效出路。而要真正實現(xiàn)余熱資源的高效利用,還必須不斷深入挖掘余熱資源的使用潛力。但從目前的情況看,高溫余熱利用技術(shù)較中低溫余熱利用技術(shù)成熟,中低溫余熱高效利用技術(shù)還有待進(jìn)一步研究和發(fā)展。除此之外,冶金企業(yè)在未來的發(fā)展中還應(yīng)注重以下方面的發(fā)展：（1）注重發(fā)展余熱回收集成系統(tǒng)：在現(xiàn)有余熱高效綜合利用技術(shù)水平的基礎(chǔ)上,重點發(fā)展煙氣余熱綜合利用、轉(zhuǎn)爐煙氣干法除塵、高爐煤氣等節(jié)能技術(shù),努力實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)模式,以獲得經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的雙重收益。（2）擴(kuò)大余熱資源的利用價值：企業(yè)應(yīng)不斷開拓余熱資源的利用價值,如可與政府合作,將富裕的余熱資源收集起來,對城市的周邊地區(qū)進(jìn)行供熱,實現(xiàn)余熱資源的社會效益等。（3）大力發(fā)展冶金渣有壓熱悶技術(shù)：開展此項技術(shù)不僅可以提高悶渣的工作效率,而且能有效提高蒸汽的質(zhì)量,從而提高余熱的利用價值。

3結(jié)語

綜上所述,我國的冶金工業(yè)中存在著大量的余熱資源,利用潛力巨大。對這些余熱資源進(jìn)行合理利用,有利于冶金企業(yè)實現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。另外,對企業(yè)的持續(xù)發(fā)展具有積極作用。鑒于我國冶金工業(yè)中的余熱高效綜合利用技術(shù)的應(yīng)用水平還相對較低,因此,需要不斷進(jìn)行技術(shù)設(shè)備的創(chuàng)新,并善于借鑒國外先進(jìn)技術(shù),努力提升余熱資源的高效綜合利用技術(shù)水平,真正走上可持續(xù)發(fā)展之路。

參考文獻(xiàn)

[1]王利軍,丁兆順,彭新亮,姚良山.冶金余熱高效綜合利用技術(shù)[J].山東冶金,2012,34（01）：46-48.

[2]鄧蕊.冶金工業(yè)煙氣余熱回收利用技術(shù)[J].科技創(chuàng)業(yè)家,2011（05）：244+246.

[3]徐鋼,許誠,楊勇平,黃圣偉,張鍇.電站鍋爐余熱深度利用及尾部受熱面綜合優(yōu)化術(shù)[J].中國電機(jī)工程學(xué)報,2013,33（14）：1-8.