每段热源都不放过：加热炉余热梯级回收技术

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时间：2016-06-15 19:35:34

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每段热源都不放过：加热炉余热梯级回收技术　　：当前，我国面临着非常严峻的节能减排形势，而钢铁行业是我国的能源消耗大户，其总能耗占全国工业总能耗的15%左右。与国际先进水平相比，我国

　　：当前，我国面临着非常严峻的节能减排形势，而钢铁行业是我国的能源消耗大户，其总能耗占全国工业总能耗的15%左右。与国际先进水平相比，我国钢铁工业的资源和能源综合利用指标差距较大。因此，提高钢铁行业的余热能源利用率，对节能减排工作有巨大的促进作用。

　　以轧钢加热工序为例，余热资源主要包含排放烟气的物理显热、水梁及立柱冷却散热、炉墙及炉底开孔散热、开启炉门散热、钢坯物理显热、氧化铁皮烧损物理显热等。其中，炉墙散热、炉底开孔散热、开启炉门散热、氧化铁皮烧损物理显热由于排放量少且分布分散，难以集中进行回收。但是，占加热炉能耗约42%的烟气物理显热、水梁及立柱冷却散热约占低品质热源的92%，耗能相当于724MJ/t。同时，这两部分显热相对集中，便于回收。

　　余热利用逐层剖析

　　加热炉汽化冷却装置(ECS)可回收加热炉步进梁冷却散热。2000年以后，该技术在国内冶金企业中快速推广，现在几乎所有新建、改建的步进式加热炉都采用汽化冷却。国内加热炉汽化冷却产生的蒸汽压力低，主要用来供给工业用户和取暖等。在加热炉的余热热源中，汽化冷却(ECS)回收炉内温度约为1000℃的高温烟气热量，属于高温余热回收。

　　空气预热器设置在加热炉烟道中，利用加热炉的高温烟气将空气加热到约600℃，热空气被送入加热炉内助燃。这种方式是从加热炉工艺角度采取的节能措施，对加热工艺来说是直接有效的，节约了燃料消耗量。空气预热器可以回收大量余热，可将烟气中60%~70%的余热进行回收利用，节约20%~30%的燃料消耗。理论上，预热100℃的助燃空气，加热炉可以节能约5%。因此，空气预热温度越高则节能效果越好。该方法已经广泛应用于国内外各种加热炉。空气预热器回收加热炉出口处的烟气热量，且烟气温度在700℃以上，属于中温余热回收。当前加热炉中温余热回收的综合利用是能效最大的方式。

　　余热锅炉可以回收低温烟气余热。经过加热炉预热器后的烟气温度为300℃~500℃，温度较低，可利用余热锅炉回收，属于低温余热回收。国外一些发达国家非常重视低品质热源的回收，先进的钢铁企业普遍采用余热锅炉回收此热量，回收率均在70%以上，日本新日铁住金甚至达到92%。当前，我国冶金加热炉采用余热锅炉回收烟气余热的方法并未普及，但在国家节能减排政策的支持下，低温品质热源回收与综合利用逐渐得到重视。

　　汽化冷却不能满足降低加热炉排烟温度的需求，目前国内外多采用空气和煤气预热器的方式回收烟气余热，但降温也受到限制。加热炉余热锅炉可降低加热炉排烟温度，但先前须用辅助燃烧器产生蒸汽，能源消耗量较大，且多设有旁通烟道，工程占地和初始投资较大。结合现有加热炉的特点，将高温、中温、低温区的加热炉余热进行统一组织，形成组合式余热梯级回收工序系统，使其节能降耗的投入产出比进一步提高是大势所趋。中冶赛迪针对我国轧钢加热炉生产工序的余热回收利用现状，提出一种组成优化、结构合理的余热梯级回收工序和流程，并展开了相关的核心技术研究。

　　梯级研发成一体

　　加热炉余热梯级回收系统是根据余热热源性质的不同和温度的高低，将汽化冷却、空气预热和余热锅炉合理、有机地组合为一体，最大限度地回收加热工序余热，充分降低排烟温度，尽量减少工程投资，获得更大的经济效益和社会效益。