鋼鐵工業二次能源利用途徑探析

路志標

摘要鋼鐵行業由于其本身生產特點，占據大量的能源，尤其是近些年，鋼材產品輸出量非常大，耗能約占據總耗能的70%，因此節能問題一直是鋼鐵工業需要關注的話題，文章主要分析鋼鐵工業二次能源利用途徑，希望能為相關人員帶來一些幫助。

關鍵詞鋼鐵工業；二次能源利用

中圖分類號：F416 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）12-0167-01

鋼鐵企業一次能源主要包括煤炭、石油類產品以及天然氣等，二次能源主要是依照太陽光、煤炭以及水力等轉化而來的能源，在鋼鐵工業生產中大約會有34%轉化為副產煤氣，如轉爐煤氣、高爐煤氣等，同樣也會產生大量的二次能源，如產品余熱、外排廢氣顯熱等，具有很高的利用價值，本文主要講述鋼鐵工業二次能源利用途徑。

1鋼鐵工業二次能源利用概念和現狀

受到現代學學技術的限制，目前二次能源利用回收的限制為，固體溫度超過500℃，液體溫度超過300℃，氣體溫度超過200℃，隨著技術的不斷進步，二次能源利用途徑不斷被提出，如熱導油技術回收鋼鐵生產中的低溫余熱熱量，一般鋼鐵二次能源包括副產煤氣以及余熱在內占據鋼鐵能量的70%，目前的技術可以回收的能源約占據15%，有很大的節能空間。

鋼鐵企業中的大部分二次能源還未被利用，到目前為止鋼鐵企業顯熱回收率約50.4%，冷卻水顯熱回收率約1.9%，近幾年我國鋼鐵企業二次能源回收的主要技術設備包括高爐爐頂煤氣發電、煉焦煤調濕技術、焦炭干法熄焦技術、焦爐煤氣上升管余熱技術、燒結余熱技術以及爐渣顯熱技術等。我國目前正在投產和在建的CDQ約200多套，每年能夠處理焦炭1.58億噸，部分重點鋼鐵企業的干熄焦率已經達到了80%。現有TRT裝備高爐700多座，大部分是濕法除塵，目前我國的TRT由于高爐生產與TRT不協調，導致發電量普遍比較低下。我國在建的燒結廢氣余熱回收裝置約200套，大多數的設備沒有達到設計要求，無法滿足汽輪機的要求。近幾年副產煤氣的回收利用率逐漸下降，在以后的應用中還需要不斷提高企業能源利用效率。冶金爐窯廢氣余熱利用技術可以通過換熱設備，進行熱轉換。

2鋼鐵工業二次能源利用途徑

目前鋼鐵企業二次能源利用途徑主要集中在焦化工序、燒結工序、高爐煉鐵工序、轉爐煉鋼工序、連鑄工序以及軋鋼工序等。

目前焦化煤氣工序上升管溫度要超過1200℃，僅次于干熄煤的能量，這項工序的二次能源回收技術還處在研發中，可以在工序中采用煤調濕技術（Coal Moisture Control，簡稱CMC），調整配煤中的水分，這項工藝的使用能夠極大的提高焦爐生產能力，減少煉焦耗熱量，也能降低煤炭成本，延長焦爐使用壽命，具有工藝流程段、結構簡單、便于維護等優點。此項技術在應用中需要注意的是，在降低入爐煤水分的同時，也會造成超細煤粉漂浮在空氣中，增加入爐配煤中量，很難清除碳化室和上升管的石墨，也會導致粗焦油中的雜質增多。針對整個煤氣系統來說，管道線路長，用戶也非常多，壓力波動很大，為提高煤氣余熱利用率，還需要不斷優化改造轉爐煤氣凈化系統、熱力發電系統等，針對轉爐煤氣凈化系統可以改造汽化冷卻煙道的活動煙罩，保證除塵效率和壓力，也能極大的穩定煤氣回收量，此項技術的改造，能夠保證轉爐煤氣回收量達到836Gj/t。針對熱力發電系統可以建立汽輪鼓風機組、鍋爐以及高爐煤氣余熱發電系統等，也可處理煤氣清洗水，防止系統發生污溝現象，綜合體高高爐煤氣的利用效率。針對煤氣用戶，可以改進蓄熱式昆底加熱爐，保證排煙溫度小于150℃，空氣預熱溫度超過1000℃，這項技術的改造能夠極大地回收煙氣中的余熱。

燒結工序余熱回收技術目前還沒有得到普及，在燒結工序中能耗中主要是固體燃料，約占據75%~80%，可以作為二次能源循環使用的能源主要包括燒結礦顯熱以及主排煙氣，能夠占據一次耗能的50%左右，由于各個鋼鐵企業的燒結機大小不一，在技術上也存在很大的差異，目前僅僅有少部分的大型燒結機采用了換熱器回收主排煙氣的顯熱，可回收蒸汽18kg/噸燒結礦，相當于回收1.6 kg標煤，燒結機回收的二次能源一種是產生了蒸汽，為混合料提供余熱以及采暖所需熱量，另一種是利用冷卻風為點火助燃火以及余熱點火等提供熱量，對于大功率的燒結機抽風機可以采用交變頻調速技術，達到節約電能的目的。燒結工序中二次能源回收利用技術前幾年僅僅存在幾個大型鋼鐵企業中，隨著鋼鐵產業效益下降，近幾年余熱發電發展較快，目前國內大部分鋼鐵企業都增建了燒結余熱發電項目，國內燒結余熱發電一般在18度/t礦，最好的能夠達到24度/t礦，但是總體來說燒結余熱發電技術還是不太穩定，燒結工序還有很大的節能研究價值。

高爐煉鐵工序中節能的重點問題是降低燃料比，當前絕大多數的企業高爐燃料比都偏高，主要原因是因為熱風溫度低、入爐礦含鐵品位低、生產不穩定以及焦炭灰分高等，二次能源利用主要是高爐煤氣潛熱、爐渣顯熱以及煤氣顯熱等，其中每噸鐵生產高爐煤氣量約1500~1700 Nm3，目前高爐煤氣潛熱的利用逐漸受到重視，回收利用裝置主要包括燃氣-蒸汽聯合循環發電技術、常規鍋爐汽輪機發電技術，受投資影響，雖然燃氣-蒸汽聯合循環發電急速效率遠遠高于常規發電，目前國內僅僅存在幾個大型鋼鐵企業中，如寶鋼、邯鋼、沙鋼、武鋼等企業。目前企業高爐煤氣放散率由于生鐵產量高于煤氣技術發展水平，因此一直比較低，平均不到12%。近幾年國內大型鋼鐵企業高爐煤氣放散幾乎接近0。隨著能源緊張，為了更好提高煤氣利用率，燃氣-蒸汽聯合循環發電將會是今后幾年國內鋼鐵發電的重要環節。我國現在的鋼鐵企業正在逐漸建立一些高爐爐頂余熱發電裝置（TRT），如唐鋼進一步優化TRT余熱發電系統，能夠有效控制TRT進口煤氣含量，最高可回收電力約45 kWh/t，國內在爐渣顯熱等的回收利用中還很落后。

3結束語

綜上所述，本文先簡要分析了鋼鐵工業二次能源利用概念和現狀，重點論述鋼鐵企業二次能源利用途徑，目前我國鋼鐵行業二次能源利用效率還不盡如人意，與發達國家相差甚遠，在以后的發展中還需要不斷提高各項工序的效率，提高二次能源利用率。

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