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炼钢厂余热的利用方式、原则以及途径

日期:2021-10-18 08:53:13  编辑:余热锅炉厂  浏览量:

  1、根据余热余能品种和品质分类

  •   对高温(>400℃)介质的显热或介质的化学能,通常是进行蒸汽转换发电;
  •   对中低温(<400℃)介质显热,通常进行换热后用于生产过程,比如预热空气或煤气,制备热水。
  •   对于压力类余能,利用压差进行膨胀做功。

  2、根据热转换过程分类

  ——热不经或少经转换,直接用于生产工艺过程本身,产品显热直接输送到下道工序,如高温铁水供转炉炼钢(一罐到底)、热钢坯送进加热炉(热送热装);烟气显热预热煤气、助燃空气、干燥物料等,电炉废钢的预热、高炉鼓风脱湿、炼焦入炉煤调湿等。

  ——热经转换后,在进行余热利用、动力利用或热电联合利用,如烟气显热经余热锅炉产生蒸汽或热水,红焦经换热生产蒸汽并发电(CDQ),高炉炉顶余热发电(TRT),高压蒸汽驱动高炉鼓风机,煤气透平与电动机同轴驱动高炉鼓风机组(BPRT),用烧结余热汽轮机驱动烧结主抽风机(SHRT)。

炼钢厂余热锅炉
炼钢厂余热锅炉

  3、余热余能合理利用的原则及主要途径

  在分析余热余能的利用问题期间,必须明确以下的认识与原理:余热余能与生产工艺、能源利用过程的关系十分密切,它们伴生于生产工艺、能源利用过程之中。因而,它们的来源品位有高低之分,不能简单地认为只包括低位余热余能。它们的产生是由工艺及能源转换过程进行的不完善而产生的各种损失(这里包括燃烧损失、传热损失、传递损失、化学不完善损失、散热损伤、摩擦损失、漏失损失等)所造成。所以为了合理利用这部分余热余能,则要与上述原因相结合的系统及过程特点相联系。

  环保的恶化与工艺与能源转换过程相关,它是影响人们身体健康、生态变化的重要因素。过去是先污染后治理,效果并不尽如人意,不仅给社会带来了巨大的投入与压力,还给人们带来的是一种难以回避的灾难。为此,人们在长期探索与研究中找到了一种最有效的治理方法,即:工艺、能源、环境治理一体化的原则,即在工艺及能源转换利用过程中一体化地统一解决。

  余热余能的利用与治理,也与工艺、能源转化过程密切相关。它们利用的好坏直接影响着、标志着能源利用的好坏。如果对已经表现出的余热余能仅采用简单的方法来治理、利用,对能源合理利用的收益并不大。只有按照相关系统㶲损失的特点,去系统地考虑其利用的方法及措施,方能取得喜人的成就。例如,用天然气来烧热水或蒸汽,仅仅利用了转换过程的余热,仅能回收的热效率为10%左右,㶲效率仅1~2%。在这个过程中,出现了能量的高位低用,系统㶲损失很大。如果采用天然气蒸汽联合电热系统,系统的㶲效率即可提高30%以上。余热余能利用的目的在于提高总系统的能源利用率,所以这种比较一目了然!对于煤烧热水或蒸汽的系统,则要考虑利用IGCC系统进行回收。这里也要注意,在考虑余热余能的利用时,不仅要考虑系统能源利用的优劣程度,同时也要考虑投入产出的合理性以及难易程度。对不同条件及大小的项目可以采用不同的方法处理,不能一概而论。

  在考虑余热余能利用时,不能仅以热效率来分析,解决问题,更要以㶲效率来分析、解决问题。因为,在㶲效率与热效率相同的条件下,根据热泵工作的原理:COP可以大于1,一般情况多在3~4之间,这样即可证明用㶲效率来分析解决问题,可能取得较好的结果。当然,这也要视条件而定:如果用量不多,仅仅需要热水或低压蒸汽,直接燃烧产生也是可以的。例如,家庭利用的天然气热水器,虽然效率很低,相对余热也很大,但在此条件下也只能如此。

  余热余能是来自于工艺及能源转换过程,其利用与回收也只能以系统分析的方法来处理。余热余能利用的创新主要体现在系统集成方面的创新,即结合特定条件,经过创新提供最佳的集成系统结构,体现热力学基本定理的梯级利用、综合利用的原理。

  根据热转换过程,热不经或少经转换,直接用于工艺过程本身是利用率最高的方法。因此,在余热利用时,应尽可能地经工序富余资源及时有效、因地制宜、最大限度地用于工艺过程本身,如果不能或有剩余再考虑其他方式。

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