Recuperació de calor residual per a la refinació d'acer
1, principals recursos de calor residual en la metal·lúrgia de l'acer (classificats per temperatura)
1. High temperature waste heat (>500 graus ) - alt-valor i fàcil de recuperar
Source: Coke oven raw gas (800 ℃), converter flue gas (600-800 ℃), steel slag sensible heat (>600 graus), gas de combustió del forn elèctric/reescalfament del forn (800-1200 graus).
Mètodes d'utilització: la caldera de calor residual produeix vapor per a la generació d'energia, preescalfa gas/aire de combustió i recupera la calor residual de l'escòria d'acer.
2. Calor residual de temperatura mitjana (150-500 graus): gran quantitat, cal millorar la taxa d'utilització
Font: gas de combustió de sinterització (350-400 graus), gas de combustió calent d'alt forn (250 graus), gas de combustió del forn de calefacció de laminació d'acer (200-400 graus).
Ús: preescalfament d'aire/gas, generació d'energia a baixa -temperatura ORC, producció de vapor.
3. Calor residual a baixa temperatura (<150 ℃) - difficult to disperse and recover
Font: aigua de rentat d'escòries d'alt forn (80-90 graus), drenatge de la torre de refrigeració, gasos de combustió a baixa temperatura, aigua de refrigeració d'equips.
Ús: calefacció de fàbrica, aigua calenta sanitària, aigua de procés de preescalfament, generació d'energia ORC.
2, tecnologia general de recuperació de calor residual i escenaris d'aplicació
1. Procés del forn de coc: recuperació de la calor residual del gas brut de la canonada ascendent
Tecnologia: l'intercanviador de calor del tub ascendent recupera la calor sensible del gas brut de 800 graus i produeix vapor de pressió mitjana i alta (més o igual a 4,0 MPa) o vapor sobreescalfat per sobre de 400 graus.
Avantatge: en substitució dels forns de calefacció de gas del forn de coc, s'han aplicat més de 100 forns de coc com Baosteel i Shougang, creant milions de beneficis anuals.
2. Procés de fabricació de ferro: utilització de la pressió/calor residual del gas d'alt forn
Generació d'energia de pressió residual TRT: recuperació de la pressió superior de l'alt forn (0,2-0,3 MPa), alta eficiència de generació d'energia, generació de 30-40 kWh d'electricitat per tona de ferro i reducció significativa d'emissions anuals.
Caldera de calor residual de gas d'alt forn: el gas de baix poder calorífic (que representa el 53% de la calor residual) s'utilitza per a la generació d'energia supercrítica, amb una eficiència del 44% + i un subministrament d'energia anual de més de 1.000 milions de kWh.
3. Procés d'elaboració d'acer: Convertidor de gas de combustió/escòria d'acer recuperació de calor residual
Caldera de calor residual de gasos de combustió convertidor: recupera els gasos de combustió de 600-800 graus, produeix vapor i es connecta a la xarxa; El sistema a prova d'explosió resol els problemes d'explosió i acumulació de pols i augmenta la recuperació del vapor en més d'un 40%.
Recuperació de calor sensible d'escòria d'acer: la recuperació de calor residual d'escòria d'acer fos de 1500 graus, amb una taxa de recuperació superior al 80%, pot generar electricitat o vapor.
4. Procés de sinterització/laminació: recuperació de la calor residual dels gasos de combustió
Caldera de calor residual de sinterització: recupera els gasos de combustió de 350-400 graus, produeix vapor a pressió mitjana i 75-182 kg de vapor mineral sinteritzat per tona.
Preescalfament de gasos de combustió del forn de calefacció: el preescalfament d'aire/gas de combustió amb gas de combustió a 200-400 graus pot reduir el consum de combustible entre un 20% i un 30%.
5. Tecnologia general per a la calor residual de mitjana i baixa temperatura
Cicle Orgànic Rankine (ORC): Apte per a fonts de calor de 150-300 graus, generant 10 kWh + d'electricitat per tona d'acer, amb un retorn de la inversió de 3-5 anys.
Intercanviador de calor mitjà/calor: intercanvi de calor gas/gas-líquid, preescalfament d'aire/gas, compacte i eficient.
3, Beneficis bàsics (prenent com a exemple una planta d'acer de 5 milions de tones/any)
Estalvi d'energia i reducció de costos: la generació d'energia de calor residual substitueix l'electricitat comprada, estalviant desenes de milions de iuans en les factures d'electricitat anuals; Reduir el consum de combustible entre un 15% i un 30%.
Reducció significativa de carboni: per cada 1 GJ de calor residual recuperat, s'aconsegueix una reducció de carboni de 80-100 kg; la reducció anual de CO ₂ és de centenars de milers de tones.
Autosuficiència energètica: la generació d'energia tèrmica residual representa entre el 30% i el 50% del consum elèctric de la planta, millorant l'estabilitat del subministrament d'energia.
Ús integral: la calefacció per calor residual cobreix la zona de la fàbrica/comunitats circumdants, estalviant milers de tones de carbó estàndard anualment.
4, Camí d'implementació (quatre etapes)
Auditoria del balanç tèrmic: identifiqueu punts residuals, temperatures i cabals a tota la fàbrica i determineu les prioritats de reciclatge.
Prioritat alta temperatura: primer forn de coc/convertidor/caldera de calor residual de sinterització TRT, generació d'energia de gas supercrític.
Integrar temperatura mitjana i baixa: ORC, sistema de preescalfament, calefacció residual calor/subministrament de vapor.
Control intel·ligent: monitorització + optimització del flux de calor amb intel·ligència artificial, visualització del flux de calor, advertència d'errors i bucle tancat d'eficiència energètica-.