钢铁行业节能降耗革新手艺计划

2016-03-31

一、叙言

      钢铁行业是产业范畴的耗能大户,也是我国节能加排潜力最大的行业之一。“十一五”时期,钢铁行业一方面一再被“点名”,成为全社会节能加排的重点和难点范畴;另一方面,钢铁行业节能加排获得的效果,也为全社会推动节能加排做出了伟大孝敬。
客岁9月国度曾经出台《钢铁行业生产经营范例前提》,对钢铁企业的环境保护、能源消耗和资本收受接管应用、工艺设备等方面做出了详细的要求。《前提》明确提出,关于不具有范例前提的企业需根据范例前提要求停止整改,整改后仍达不到要求的企业应逐渐退出钢铁消费。对不符合范例前提的企业,有关部门不予批准或立案新的项目、不予设置新的矿山资本和地皮、不予新发放产物消费许可证、不予供应信贷支撑。
      取“十一五”比拟,“十二五”时期,国度的环保法律法规将越发严厉,节能加排义务更困难,钢铁行业的压力也更大。在“十二五”计划纲领提出的钢铁行业生长重点方向中,取节能加排相干的内容占有了大多数:支撑非高炉炼铁、清洁钢消费、资本综合利用等技术开发;重点推行能源管控体系手艺和高温高压干熄焦、余热综合利用、烧结烟气脱硫等节能加排手艺。
二、高炉冲渣水余热应用
       现在,钢铁产业余热余能的收受接管利用率相称低,个中,高温余热对照轻易收受接管,现在在节能降耗的技术改造中已大部分获得收受接管;但高温余热的收受接管却险些为整,如高炉冲渣水的余热,大多被虚耗失落。应当指出,高温余热约占总余热的35%,因而,钢铁产业的高温余热存在着伟大的收受接管潜力。
钢铁厂在高炉炼铁工艺中,发生的炉渣温度约莫为1000℃。现在,大多数炼铁企业的处置惩罚要领是:将此炉渣在冲渣箱内由冲渣泵供应的高速水流急冷冲成水渣并粒化,以供消费水泥之用。一样平常每吨铁排挤约 0.3t 渣,每吨渣可发生 80~95℃,5~10t 的冲渣水。为了包管冲渣水的轮回应用结果,需求将那局部冲渣水在沉淀过滤后引入空冷塔,降温到50℃以下再次轮回冲渣。如许便使得很大一部分热量在空冷塔中流失,既形成了能源的虚耗,又对情况形成了热净化。
若能公道应用这些余热,既可节约能源、削减运转本钱,又可保护环境、削减热净化。热泵的应用是处理那一题目的有效途径。
热泵作为一种有用的节能手艺,正在成为应用低档次能量的有用东西。凭据驱动能源的差别,热泵还可分为电力驱动的蒸汽紧缩式热泵、蒸汽或兴热驱动的吸取式热泵和热力驱动的蒸汽喷射式热泵三大类。应用高温热源,将高温热源(如废热)进步到某一中央温度而加以应用的热泵称为第一类热泵,如家用热泵式空调等;应用大量中央温度的兴热和该兴热源取高温热源的热势差,去制取热量少但温度高于中温废热的热水或蒸汽的热泵为第二类热泵,如热泵干燥机等。钢铁企业的很多工序中发生大量低档次余热,以是,吸取式热泵特别是第二类热泵在冶金企业中有很大的运用潜力。
1.制取下温水或高压蒸汽
      将高炉冲渣水沉淀过滤后,停止火火热交换,再经由过程吸取式热泵机组,应用冲渣水中大量的中温热源为热能驱动,用大量中温热源和高温热源的热势差,制取下温水大概高压蒸汽,将局部中低热能转移到更高温位,从而进步了热源的应用档次,同时也对冲渣火停止了冷却。制取的蒸汽可用于厂区或厂区周边修建供热、沐浴或为汽锅补火。
      以年产值10万吨钢铁的某钢铁厂为例,其每一年发生180000吨90℃冲渣水。经由过程吸取式热泵将冲渣水降温至60℃,则可获得62.8MW热量,相当于熄灭1046吨标准煤发生的热量。
2.制取工艺冷却水
      钢铁企业在生产过程中有很多部门需求制取高温冷媒火用于工艺冷却和空调制冷,如轧钢厂、焦炉煤气净化工艺、主电室、电气控制室、电子盘算机房、操作台、仪表放、各办公楼、居住区等。从冷却要求来讲,有的能够用较高温度的冷却水,而又的冷却历程必需运用较低温度的冷却水,那局部高温冷却水便需求经由过程制冷机组制取。
      能够运用吸取式热泵机组,应用高炉冲渣水停止制冷。首钢是海内第一家应用高炉冲渣水停止制冷的钢铁企业。在知足多个部门空挪用热量的同时,充分利用了余热资本到达了节能降耗的目标。
以制取5000kW热量为例,如运用电紧缩制冷机组,电紧缩机组能效比COP按3.0盘算,按小时满负荷用度盘算,耗电量为5000kW/3.0=1666.7kWh。每千瓦时电费按0.55元盘算,则电紧缩制冷机组每小时运转用度为916.7元。选用单效吸取式热泵制冷时,按小时满负荷用度盘算,斲丧蒸汽量6.25t/h,蒸汽价钱80元/吨,则每小时500元。能够看出吸取式热泵制冷用度是电制冷的54.5%。
3.发电
      冲渣水余热收受接管发电体系的一样平常思绪是:该体系重要由轮回工质蒸汽发生器、动力机、工质轮回增压泵和发电机构成。轮回工质进入余热蒸汽发生器中吸取冲渣水热量汽化为工质蒸汽。工质蒸汽进入动力机中,鞭策动力机迁移转变,并动员发电机发生电能。个中动力机自己具有加温减压的功用。液态工质在增压泵的感化下进入余热蒸汽发生器中再次吸取热量,循环往复。每吨 90℃热水可发电 1.5kWh,折标煤 0.6kg,80℃热水可发电 1kWh,折标煤 0.4kg。
以年产值10万吨钢铁的某钢铁厂为例,其每一年发生180000吨90℃冲渣水,冲渣水经由冷却塔冷却后轮回应用,年耗水量约为19000吨。将冲渣水余热用来发电,则年发电量为270000 kWh,年节省标煤108吨,节水19000吨。
三.烟气余热收受接管
       烧结工序的能耗约占冶金总能耗的12%。而其排放的余热约占总能耗热能的49%。收受接管和应用这些余热,明显极其主要,余热收受接管重要在烧结矿制品隐热及冷却机的排气隐热两个方面。现在热管手艺重要运用在冷却机的排气隐热收受接管上。烧结机消费时,热烧结矿从烧结机的尾部落下经破裂后,经由过程振动筛分经溜槽落到冷却机传送带上,在溜槽局部热矿料温度可达700~800℃,此时以辐射情势向外散热为主,落到冷却带上后料温仍在600℃以上。一样平常在烧结冷却机下部署稀有台冷却风机,经由过程轴流风机或鼓风机,使冷却风强迫穿过料矿层,经料矿加热后,在第一风罩内冷却风温进步到350~400℃,在第二风罩内冷却风温进步到250~300℃,那两个风罩内的冷却风皆能够应用其余热。
烟气热收受接管重要目标是应用热管装备吸取汽锅余热产出过热蒸汽。重要装备包孕:蒸汽过热器、高温热管式蒸发器、高压蒸汽包、热管式省煤器、高温热管式蒸发器、高压蒸汽包、除氧器、分汽缸、连排扩容器、定排扩容器、取样器、水箱轮回管路及电控体系等构成。蒸汽过热器接纳翅片列管式,其他换热装备全部接纳重力热管式,高温区接纳高温热管式蒸发器,中温区接纳热管式省煤器,高温区接纳高温热管式蒸发器。热管装备全部接纳环翅片钢——火热管,热管取程度呈15°夹角倾斜部署,烟气下进上出、垂直烟道。
热管手艺引见:热管是一种具有特下导热机能的新奇传热元件。热管是由钢、铜、铝管内灌充导热介质,抽成肯定的真空后密封而成,管内的事情介质由多种无机活性金属及其化合物混淆而成,具有超强的热活性和热敏感性,逢热而吸,逢热而放。
以首钢京唐钢铁厂烧结车间为例,年产1015.3万吨烧结矿,年收受接管蒸汽约为77.6万吨。
四.变频手艺的应用
      在工场电力拖动自动控制系统发域中,作为传动源的异步电动机担当偏重要的脚色,变频器的高静、静态机能、宽调速局限及无级调速体式格局等特性远远赛过直流电动机调速。
      变频手艺是应交流电动机无级调速的需求而发生的。变频器是经由过程对电力半导体器件(如IGBT)等的通断掌握,将电压和频次流动稳定的交换电工频电源,变更为电压和频次可变的交流电的电能掌握装配,为了发生可变的电压和频次,该装备起首要把三相或单相交流电变更为直流电(DC)。然后再把直流电(DC)变更为三相或单相交流电(AC),我们把实现这类转换的装配称为“变频器”(inverter)。 关于交—曲—交型的变频器来讲,为了发生可变的电压和频次。 起首要把工频 (50Hz或60Hz)的交换电源,变更为直流电(DC)再转换成种种频次(0Hz ~ 50Hz、0Hz ~60Hz 及 0Hz ~400Hz )的交流电,终究实现对机电的调速运转。变频调速是异步电动机变压变频调速体系的简称,即改动机电供电电源的电压和频次,以改动扭转磁场的扭转速度,从而使机电的转速获得改动。变频调速的功用特性是显着的,改变电动机转速便可到达改动流量、压力的目标,又可使输入功率成三次方削减。可见节电结果相称明显。对局部功率有富有的水泵而言,运用变频调速借能够起到节水感化,从而制止了“大马拉小车”的毛病。
       可对钢铁厂除尘风机、水泵、烧结风机体系等装备停止变频节电革新,使其到达最好运转状况,同时节约其运转用度。

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