鋼鐵廠加熱爐熱風爐煙氣餘熱回收 冶金工業餘熱利用

冶金工業是耗能大戶，不論是有色冶金或黑色冶金工業都存在大量的節能問題。以鋼鐵企業為例，焦爐、高爐及煉鋼工序均有相當數量的的餘熱未能回收利用。餘熱的溫度可達1600℃，熱能的形態有固體、氣體、液體，其中很多為間隙排放，因之給餘熱回收帶來了一定的難度。由於熱管的的眾多特點，特別適用於上述場合的餘熱回收利用。高溫熱管及高溫熱管空氣預熱器、高溫熱管蒸汽發生器開發運用成功，給冶金企業的高品位餘能利用帶來了新的希望。 一、 加熱爐和均熱爐的餘熱利用 軋鋼連續加熱和均熱爐是鋼鐵企業中耗能較多的設備。其熱效率一般隻有20%～30%，約有70%～80%的熱量散失於周圍環境和被排煙帶走。其中煙氣帶走的熱損失約占30%～35%。加熱爐的煙氣量根據爐型大小不同，一般在（標準狀態）7000～300000m3/h的範圍內。煙氣溫度一般為550～990℃，也有超過1000℃以上的。從直接節能來考慮，工程界希望將煙氣的餘熱用來加熱助燃空氣。當助燃空氣被加熱到400℃時，可以得到節能20%～25%的效果。 二、 燒結工序的餘熱利用 燒結工序是高爐礦料入爐以前的準備工序。有塊狀燒結和球團狀燒結兩種工藝。塊狀燒結是將不能直接加入爐的煉鐵原料，如精礦粉、高爐爐塵、硫酸渣等配加一定的燃料和溶劑，加熱到1300～1500℃，使粉料燒結成塊狀。球團燒結則是將細磨物料，如精礦粉配加一定的黏結劑，在造球設備上滾成球，然後在燒結設備上高溫燒結。兩種燒結過程都要消耗大量的能源。據統計，燒結工序的能耗約占冶金總能耗的12%。而其排放的餘熱約占總能耗熱能的49%。回收和利用這些餘熱，顯然極為重要。回收餘熱主要在成品顯熱及冷卻機的排氣顯熱兩個方麵。 燒結生產時，在燒結機尾部及溜槽部分，燒結礦熱料溫度可達700～800℃，除熱廢氣外，料品還以輻射形式向外界散發熱量。這部分高品位熱量主要通過餘熱鍋爐回收。熱管技術目前主要應用在冷卻機廢氣的餘熱回收。 熱燒結礦從燒結機尾部落下經過單輥破碎振動篩篩分後，落到冷卻機傳送帶上，在冷卻機上布置有數個冷卻風罩，風罩內裝有軸流風機（吸風式），使冷卻風通過礦料層，能過礦料層後的風溫在風罩內一般可達250～400℃，第二風罩內風溫一般為200℃左右。冷卻礦料的另一種形式是鼓風冷卻，即風機在礦料層底部鼓風，通過礦層後進入風罩排空。 三、 高爐熱風爐餘熱回收 高爐熱風爐是產生熱風的設備，由於風溫可高達1200℃以上，因之熱風爐都是蓄熱式。其工作原理是先使煤氣和助燃空氣在燃燒室燃燒，燃燒生成的高溫煙氣進入蓄熱室內的格子磚加熱，然停止燃燒，再將鼓風機送來的冷空氣通過蓄熱式格子磚，將格子磚所積蓄的熱量帶走，冷空氣被加熱到所需的溫度進入高爐。熱風爐煙道廢氣的溫度一般限製在300～350℃，不行超過400℃。使用熱管換熱器回收的這部分餘熱，用來加熱助燃空氣則可以改善蓄熱爐內的燃燒狀況，從而使爐頂溫度提高。對於以煤氣為燃料的單位，一般多采用分離式熱管換熱器回收排煙餘熱，回收的餘熱同時用來加熱空氣和煤氣，因之稱為“雙預熱”。 係統由3台熱管管箱組成，熱風爐的煤氣燃燒所產生的煙氣溫度約250℃左右進入煙氣管箱，在煙氣管箱中，煙氣將熱量分別傳給煤氣加熱側的管束和空氣加熱側的管束。兩組管束並聯布置。煙氣分二路流過管箱。煤氣和空氣加熱側的管束吸收煙氣的熱量後，分別由各自的管內的工作液體所產生的蒸汽通過各自的上升管分別傳送到煤氣和空氣加熱側的管箱。為便於現場調試及設置了旁路。