“余熱是沒有回收的‘新能源’，利用新技術(shù)將余熱制備成‘新能源’產(chǎn)品，走出鋼廠，滿足社會(huì)的日益豐富的能源需求，是余熱利用值得嘗試的新方法，且將成為鋼廠投資的熱點(diǎn)”。這是上海寶鋼研究院饒文濤博士在由河北省冶金學(xué)會(huì)聯(lián)合陜西、山東、江蘇、天津、山西省(市)金屬學(xué)會(huì)共同主辦，冶金信息裝備網(wǎng)承辦的2015鋼鐵企業(yè)中低溫余熱回收與高效利用新設(shè)備、新技術(shù)交流會(huì)上提出的新觀點(diǎn)。這次會(huì)議是7月9日-10日在西安召開的。
鋼鐵工業(yè)余熱余能現(xiàn)狀不容樂觀
會(huì)議指出：近年來，我國重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)在減量化用能、提高能源利用效率、增加和有效回用二次能源等方面做了卓有成效的工作。但是由于我國用能結(jié)構(gòu)是以煤為主，因此能源利用率低。更為嚴(yán)重的問題是由于我為鋼鐵產(chǎn)業(yè)集中度低，制約不少中小企業(yè)節(jié)能技術(shù)落后，給我國鋼鐵工業(yè)節(jié)能與余能利用帶來致命問題。因此我國鋼鐵工業(yè)節(jié)能與余熱利用工作，應(yīng)根據(jù)國情，依靠科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、用能結(jié)構(gòu)，應(yīng)用先進(jìn)節(jié)能技術(shù)，強(qiáng)化節(jié)能管理。
從廣義上說，工業(yè)系統(tǒng)中凡是具有高出環(huán)境溫度的排氣、排液以及高溫待冷卻的物料所含有可使用的熱能，統(tǒng)稱余熱、余能資源。其中主要包括燃料燃燒產(chǎn)物經(jīng)利用后的排氣顯熱，高溫產(chǎn)品、中間產(chǎn)品或半成品的顯熱，高溫廢渣的顯熱，冷卻水和廢液帶走的顯熱等。
近些年來，我國鋼鐵工業(yè)余熱資源的回收利用水平雖然有較大提高，但與國際先進(jìn)水平相比仍有很大差距。國外先進(jìn)鋼鐵企業(yè)的余熱、余能(包括副產(chǎn)煤氣在內(nèi))等余熱資源的回收率一般在90%以上，如日本的新日鐵達(dá)到92%，而國內(nèi)的多數(shù)鋼鐵企業(yè)只有30%-50%。若不包括副產(chǎn)煤氣和高爐爐頂壓差發(fā)電在內(nèi)，國際先進(jìn)鋼鐵企業(yè)均在50%以上，我國余熱資源的回收利用率不足30%，比國外落后20%。究期原因：其一，各生產(chǎn)工序不能及時(shí)地、足量地回收本工序產(chǎn)生的各種余熱和余能，回收效率低，且數(shù)量不足;其二，對(duì)業(yè)已回收的各種熱量得不到最有效的利用，受溫度低、熱源供應(yīng)不穩(wěn)定或季節(jié)性供需不平衡等影響，造成回收后的熱風(fēng)、蒸汽、煤氣等能量的部分放散，能量利用效率低;其三，余熱回收利用關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)滯后，主要設(shè)備幾乎全部依賴進(jìn)口，缺乏引進(jìn)消化后的自主集成創(chuàng)新，回收的熱能要么貶值，要么不穩(wěn)定，無法滿足用戶對(duì)熱源供應(yīng)的要求，使得大量的低溫?zé)崃颗刹簧嫌脠?其四，部分企業(yè)規(guī)模小、產(chǎn)能低、裝備落后，進(jìn)口的余熱回收設(shè)備投資大，回收余熱資源得不償失，影響了部分企業(yè)回收余熱的積極性。
余熱余能高效回收利用是節(jié)能潛力所在
會(huì)議提出：各鋼鐵企業(yè)要深入研究余熱余能資源的“逐級(jí)回收、溫度對(duì)口、梯級(jí)利用”新技術(shù)及其成套裝備，在學(xué)習(xí)、消化國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上做到引進(jìn)吸收后的集成創(chuàng)新，為新一代鋼鐵流程的余熱余能回收利用提供技術(shù)和設(shè)備支持。徹底改變以往余熱資源的單一間接回收方式為間接、直接聯(lián)合回收;改變以往只回收高溫余熱資源為高、中、低三種溫度水平的對(duì)口回收;改變單純的熱回收為熱電聯(lián)產(chǎn)。
余熱余能高效回收與利用技術(shù)主要包括;燒結(jié)余熱資源的高效回收與利用，干熄焦技術(shù)(DCQ)，高爐爐頂煤氣余壓發(fā)電技術(shù)(TRT)，轉(zhuǎn)爐負(fù)能煉鋼技術(shù)，蓄熱-換熱聯(lián)用軋鋼加熱爐技術(shù)，高爐渣和鋼渣顯熱回收技術(shù)，高爐-轉(zhuǎn)爐區(qū)段“界面”技術(shù)，煉鋼-軋鋼區(qū)段鋼坯熱裝熱送技術(shù)，以及煤氣系統(tǒng)資源優(yōu)化分配利用技術(shù)等。這些技術(shù)與設(shè)施國內(nèi)雖有利用，但多用于大型企業(yè)，提高和推廣應(yīng)用是長期艱巨任務(wù)。
熔渣顯熱吸收是節(jié)能重要課題
會(huì)議強(qiáng)調(diào)：高爐、轉(zhuǎn)爐和電爐渣等高溫固體的顯熱，出渣溫度高達(dá)1500℃以上，由于回收困難，目前除了高爐渣采用水淬法回收余熱水以外，其他風(fēng)淬法、化學(xué)法等尚處在實(shí)驗(yàn)研究階段。水淬法、風(fēng)淬法、化學(xué)法回收熔渣顯熱的節(jié)能效果都非常顯著。
水淬法是用過量的水冷卻爐渣，目的是生產(chǎn)合格的水泥原料，兼得50-100℃的余熱水，余熱水用于供熱和采暖。風(fēng)淬法是用空氣或其他氣體介質(zhì)(代替水)冷卻爐渣的方法，目的是獲取高溫?zé)犸L(fēng)并發(fā)電，同時(shí)不影響高爐渣作水泥原料的性能。該方法在保證高爐水渣處理質(zhì)量的情況下，可以較好地回收爐渣的高溫顯熱，是一種比較先進(jìn)的熱回收方法。化學(xué)法是利用甲烷和水蒸氣重整反應(yīng)吸收高爐熔渣粒化過程的顯熱，并在催化劑的作用下生產(chǎn)H2和CO等燃料氣，將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能。高溫?zé)崃康幕厥帐强考淄楹退魵飧馁|(zhì)反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)的。反應(yīng)需要的水蒸氣由渣粒化工序提供。生成氣體顯熱用于發(fā)電或區(qū)域供熱。生成的H2和CO送入甲烷化反應(yīng)器作為生產(chǎn)甲烷的原料。生成的甲烷和水經(jīng)過換熱器后分離，甲烷循環(huán)利用。熔渣顯熱回收，在我國是個(gè)空白，是我國鋼鐵工業(yè)節(jié)能與余熱利用重要研究課題。
會(huì)議建議：為了節(jié)能，必須依靠技術(shù)進(jìn)步，加快節(jié)能新技術(shù)的開發(fā)，尤其是關(guān)鍵共性技術(shù)的自主研發(fā)和引進(jìn)消化再創(chuàng)新。加強(qiáng)能源管理、節(jié)能隊(duì)伍和能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，建立健全節(jié)能保障機(jī)制，完善有各職能處室參加的縱橫結(jié)合的企業(yè)能源管理體系，建立廣泛的節(jié)能“統(tǒng)一戰(zhàn)線”，把節(jié)能減排工作做得更好。
余熱余能技術(shù)開發(fā)將成投資熱點(diǎn)
饒文濤博士在會(huì)議報(bào)告中也提到，余熱中以工業(yè)爐窯的廢氣余熱為例，占到能源支出的約15%-35%，這些廢氣凈化處理后是一種輸送和使用方便、燃燒后又無需排渣和除塵、不易造成環(huán)境污染的優(yōu)質(zhì)余熱資源。如果能將余熱作為新能源的一個(gè)生活源來加以挖掘，不僅可以降低企業(yè)生產(chǎn)成本、減少污染物排放，具備廣泛的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益。
饒文濤博士對(duì)寶鋼余熱資源進(jìn)行了分析，得出了下列大致的利用情況：
一是包括高爐渣顯熱、轉(zhuǎn)爐渣顯熱、物料顯熱、鍋爐灰顯熱在內(nèi)的固體顯熱，其利用率約為40%，其中，爐渣顯熱由于沒有較好的利用方法未得以充分利用，成為世界性能題;二是包括爐窯煙氣、爐體表面散熱、燒結(jié)低溫余熱、壓縮空氣余熱在內(nèi)的氣體顯熱已利用65%，未得到利用的氣體顯熱主要有焦?fàn)t荒煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣(800℃以下);三是包括循環(huán)冷卻水、蒸氣冷凝水、鍋爐排污水在內(nèi)的，而且低于100℃的液體顯熱目前還未開始回收利用。
饒文濤認(rèn)為，余熱利用的新模式，主要包括下列5個(gè)方面：即余熱“勘探”技術(shù)、取熱及能源轉(zhuǎn)化技術(shù)、儲(chǔ)能(熱)技術(shù)、用能信息的獲取技術(shù)，以及融資模式。
鐃文濤博士高屋建瓴地提出下列觀點(diǎn)：
一是在新的時(shí)期鋼廠的能源轉(zhuǎn)換功能及大宗廢棄物消納處理將和鋼鐵產(chǎn)品制造功能同等重要。
二是鋼鐵廠在余熱資源的取熱及能源轉(zhuǎn)化技術(shù)、儲(chǔ)能(熱)技術(shù)等方面新的基礎(chǔ)設(shè)施投資將成為投資的熱點(diǎn)。
三是余熱“勘探”新技術(shù)為余熱高效利用提供有利的工具，每個(gè)鋼廠都應(yīng)該擁有自己的“余熱地圖”。
四是信息和知能傳感器等新技術(shù)的應(yīng)用，將為解決余熱利用技術(shù)抗議中存在的從何處來，到何處去等問題提供新的手段。
五是余熱技術(shù)的發(fā)展將產(chǎn)生更多形式的能源產(chǎn)品，并為鋼廠融入城市，成為都市型鋼廠提供敲門磚，向余熱要效益，向金剛貿(mào)要效益成為鋼廠新的生存形態(tài)。
|
