1、钢铁企业余热回收利用现状与技术钢铁企业余热回收利用现状与技术l 钢铁工业的余热钢铁工业的余热l 钢铁工业余热回收方法与现状钢铁工业余热回收方法与现状l 钢铁工业的余热回收新技术钢铁工业的余热回收新技术问问 题题：（1 1）中国钢铁工业的节能水平如何简述？）中国钢铁工业的节能水平如何简述？（2 2）炼一吨钢需多少能源）炼一吨钢需多少能源? ? 钢铁工业占全国能耗钢铁工业占全国能耗? ?（3 3）节能就是节油）节能就是节油 节煤节煤 余热利用余热利用? ?（4 4）钢铁厂耗能最大的工序在哪？）钢铁厂耗能最大的工序在哪？ （5 5）设备大型化可以节能吗）设备大型化可以节能吗? ? 钢铁产业发展政策钢
2、铁产业发展政策 ，BF1000mBF1000m3 3, , BOF120t, EAF70t BOF120t, EAF70t等。等。（6 6）流程革新可以节能吗）流程革新可以节能吗? ?（7 7）提高钢材的强度和质量是节能吗？）提高钢材的强度和质量是节能吗？1.1.钢铁工业余热钢铁工业余热 钢铁工业总能耗钢铁工业总能耗 = 11= 1115% 15% 全国总能耗全国总能耗 = 15= 1520% 20% 工业总能耗工业总能耗 能耗占总成本能耗占总成本: : 约约24%24% 2000 2000年吨钢可比能耗年吨钢可比能耗(kgce/t):(kgce/t): 日本日本: 690: 690 中国中国
3、: 781 : 781 2004 2004年年: : 日本日本: 656: 656 中国中国: 705(: 705(高高7.5%)7.5%) 大中型企业与小型企业的差别大大中型企业与小型企业的差别大(1045kgce/t).(1045kgce/t). 据资料介绍据资料介绍:中国钢铁工业的能源利用率中国钢铁工业的能源利用率:(30-50)%,余热成了一种新能源余热成了一种新能源. 余热资源的温度水平可以分为三类：余热资源的温度水平可以分为三类： 高温高温:500 中温中温:150-500 低温低温:150 主要包括：主要包括： （1）高温烟气余热）高温烟气余热(气相余热气相余热)： 占余热资源的
4、占余热资源的50%左右左右:焦炉煤气、转炉烟气，电焦炉煤气、转炉烟气，电炉烟气以及加热炉烟气等。其中转炉烟气温度可达炉烟气以及加热炉烟气等。其中转炉烟气温度可达1500，加热炉烟气也可达，加热炉烟气也可达1000左右。左右。 (2) 高温熔渣余热高温熔渣余热(液相余热液相余热): 每吨铁产生每吨铁产生400-500公斤铁渣公斤铁渣,每吨钢产生约每吨钢产生约200公公斤钢渣斤钢渣,每吨熔渣的余热每吨熔渣的余热=30-40公斤重油的热值公斤重油的热值.(另另热水等热水等).(3) 高温固体料的余热高温固体料的余热(固相余热固相余热) 如，高温烧结料如，高温烧结料,高温焦碳高温焦碳,高温钢材等高温钢
5、材等.(4) 中温余热中温余热 如，高炉煤气如，高炉煤气,烧结烟气烧结烟气,热风炉尾气初级余热热风炉尾气初级余热回收后的烟气等回收后的烟气等. (5) 低温余热低温余热 如如:废蒸汽废蒸汽,热水热水,各种低温烟气和低温物料等各种低温烟气和低温物料等. 另外，钢铁厂还有一定量的其他余能另外，钢铁厂还有一定量的其他余能:如，高如，高炉余压炉余压,蒸汽余压蒸汽余压,水压等机械能水压等机械能. 钢铁厂还有占总能耗钢铁厂还有占总能耗20%的余能可回收的余能可回收. 中国余热利用已经进入新阶段，已经历和将要中国余热利用已经进入新阶段，已经历和将要经历的阶段如下经历的阶段如下: (1)不回收余热不回收余热
6、(2)回收容易回收的高中温余热回收容易回收的高中温余热 (3)回收连续和零散回收连续和零散-间歇中低温余热间歇中低温余热 (4)回收难回收的高温熔渣等余热回收难回收的高温熔渣等余热 (5)其他零散其他零散-间歇难回收余热间歇难回收余热 后三个阶段属于深层次节能阶段后三个阶段属于深层次节能阶段.2.2.钢铁工业余热回收利用方法与现状钢铁工业余热回收利用方法与现状 (1)直接利用法直接利用法 热装热送钢坯热装热送钢坯,电炉烟气预热废钢电炉烟气预热废钢,冬季取暖冬季取暖(冲冲渣热水渣热水,蒸汽蒸汽)等等.利用各种换热器利用各种换热器热管等换热设备热管等换热设备将钢铁厂内各种气将钢铁厂内各种气-固固-
7、液体的余热回收液体的余热回收(物理热物理热),预预热空气煤气和用于工艺等过程热空气煤气和用于工艺等过程. (2)间接利用法间接利用法 余热生产蒸汽发电余热生产蒸汽发电:CDQ 低温余热可以制冷低温余热可以制冷(余热溴化锂吸收式制冷技术余热溴化锂吸收式制冷技术) TRT等等.l总体上看总体上看,2005年中国钢铁业的综合能耗年中国钢铁业的综合能耗: 高水平高水平: 543.72 kgce/t 平均水平平均水平: 741.05 kgce/t 低水平低水平: 958.59 kgce/t 中国已有很多很好的余热利用和回收的技术和中国已有很多很好的余热利用和回收的技术和方法方法,但面对新形势提出的深层次
8、的节能要求但面对新形势提出的深层次的节能要求,还有许还有许多工作要做多工作要做.l余热回收存在的问题余热回收存在的问题: (1)水平不一水平不一 (2) 重视不够重视不够 (3) 技术开发有待继续提高技术开发有待继续提高(难回收的部分难回收的部分) (4) 投入不够投入不够l 可供开发的余热利用潜力还有空间可供开发的余热利用潜力还有空间: : 例如例如: :(1) (1) 焦炉煤气的显热焦炉煤气的显热( (集气管集气管) )(2) (2) 高炉渣高炉渣 转炉渣转炉渣 电炉渣的高质量显热电炉渣的高质量显热( (高高炉渣利用率炉渣利用率65%, 65%, 钢渣利用率钢渣利用率10%,10%,仅利用
9、部分物仅利用部分物质质, ,而高质量的能量几乎全部浪费而高质量的能量几乎全部浪费).).(3) (3) 烧结料的显热烧结料的显热(4) (4) 焦碳的显热焦碳的显热(5) (5) 红热的钢铁料显热红热的钢铁料显热(6) (6) 转炉电弧炉的烟气显热转炉电弧炉的烟气显热(7) (7) 轧钢加热炉烟气显热等等轧钢加热炉烟气显热等等. .除了TRTCDQ,干除尘等技术外,新的方法: 将大宗集中或零散的间歇的余热产生蒸汽,然后相对集中发电是一新方法.电能是最清洁,最易控制和输送,是最好的能源之 。如:废蒸汽,热水,各种低温烟气和低温物料等.中温:150-500(5) 红热的钢铁料显热(2)回收容易回收
10、的高中温余热钢铁工业的余热利用新方法之一是:发电.(5) 红热的钢铁料显热大中型企业与小型企业的差别大(1045kgce/t).(1)不回收余热钢铁工业总能耗 = 1115% 全国总能耗例 1: 宝钢某厂现有近200座各种加热炉,已采取了各种技术措施,回收了大量排放的余热,但还有大量中低温余热还未被利用,如何进一步提高能源利用率,将这些零散和间歇的余热利用起来? 发电是一条新路.例 2:间歇排放的转炉渣的高质量高温余热的利用: 发电也是一条很好的方法.平均水平: 741.1)大宗集中的余热钢铁工业余热回收方法与现状典型流程二次能源回用，提高能源利用率、低环境负荷。= 1520% 工业总能耗=
11、1520% 工业总能耗钢铁厂是一个能源转换工厂:低级能源-高级能源:煤-煤气-热-电),用余热(废热)发电是国家鼓励的节能方法.3.钢铁工业的余热回收的新方法钢铁工业的余热回收的新方法 除了除了TRTCDQ,干除尘等技术外干除尘等技术外,新的方法新的方法: 将大将大宗集中或零散的间歇的余热产生蒸汽宗集中或零散的间歇的余热产生蒸汽,然后相对集中然后相对集中发电是一新方法发电是一新方法.这是中国钢铁协会近期要开始研究这是中国钢铁协会近期要开始研究和推广的深层次节能和高水平余热利用的技术和推广的深层次节能和高水平余热利用的技术(即清即清洁又高效洁又高效). (1)大宗集中连续的余热发电大宗集中连续的
12、余热发电(除除CDQ外外):烧结料余烧结料余热发电热发电(马钢已建成一套系统马钢已建成一套系统,运行良好运行良好).新抚钢也在新抚钢也在建设中建设中(大系统大系统). 钢厂能源的等级钢厂能源的等级:电电,煤气煤气,油油,煤煤. 电能是最清洁电能是最清洁,最易控制和输送最易控制和输送,是最好的能源之是最好的能源之 。 钢铁厂是一个能源转换工厂钢铁厂是一个能源转换工厂:低级能源低级能源-高级能源高级能源:煤煤-煤气煤气-热热-电电),用余热用余热(废热废热)发电是国家鼓励的发电是国家鼓励的节能方法节能方法.(2)(2)对高中低温的零散和间歇余热的回收对高中低温的零散和间歇余热的回收 例例 1: 1
13、: 宝钢某厂现有近宝钢某厂现有近200200座各种加热炉座各种加热炉, ,已采取了已采取了各种技术措施各种技术措施, ,回收了大量排放的余热回收了大量排放的余热, ,但还有大量中但还有大量中低温余热还未被利用低温余热还未被利用, ,如何进一步提高能源利用率如何进一步提高能源利用率, ,将将这些零散和间歇的余热利用起来这些零散和间歇的余热利用起来? ? 发电是一条新路发电是一条新路. . 1) 1)不需要很高温度不需要很高温度( (水开产生一定压力的蒸汽即可水开产生一定压力的蒸汽即可).). 2) 2)可以解决难利用的零散和间歇余热可以解决难利用的零散和间歇余热. . 3) 3)四季可用四季可用
14、. . 4) 4)对原工艺和操作指标提高了对原工艺和操作指标提高了. . 例例 2:2:间歇排放的转炉渣的高质量高温余热的利用间歇排放的转炉渣的高质量高温余热的利用: : 发电也是一条很好的方法发电也是一条很好的方法. . 正在研究既多功能地利用正在研究既多功能地利用高温余热高温余热, ,又利用渣本身的又利用渣本身的“资源资源能源能源”同时利用的同时利用的工业生态技术工业生态技术. .从分子和晶体结构水平研究经过高温处从分子和晶体结构水平研究经过高温处理后的物态及余热多种利用途径理后的物态及余热多种利用途径. . 以前对钢水和铁水研究很多以前对钢水和铁水研究很多, ,而且还在继续研究而且还在继
15、续研究中中( (视渣为废物视渣为废物), ), 下一步要对液渣进行大量研究下一步要对液渣进行大量研究, ,只有象对钢水铁水一样地深入研究只有象对钢水铁水一样地深入研究液渣液渣, ,才能有技才能有技术突破术突破. . 目前对经过高温处理的熔渣的研究很不够目前对经过高温处理的熔渣的研究很不够, ,对其对其各种高温和常温物理化学性质和晶体结构了解不各种高温和常温物理化学性质和晶体结构了解不够够, ,因此对其利用的方法有限因此对其利用的方法有限. . “ “高温过程改质方法高温过程改质方法”有望取得新的技术有望取得新的技术( (在高在高温下对溶渣进行改质后利用其热量和物质温下对溶渣进行改质后利用其热量
16、和物质).).2)零散间歇的余热(1) 焦炉煤气的显热(集气管)日本: 690= 1520% 工业总能耗余热生产蒸汽发电:CDQ如，高温烧结料,高温焦碳,高温钢材等.中国: 781以年产粗钢900万t/年的新一代钢厂为例，生产薄板及其深加工产品，以高生产效率，高资源、能源利用率和低环境负荷实现钢厂的钢铁产品制造功能。中国: 781钢铁工业的余热利用新方法之一是:发电.钢铁工业的余热回收的新方法实施绿色制造，促进形成钢铁与发电、建材等行业的工业生态制造链，使钢铁企业实现生态化转型，并融入到循环经济社会当中。中国: 705(高7.钢铁工业余热回收利用方法与现状(5) 红热的钢铁料显热4)对原工艺和
17、操作指标提高了.例 2:间歇排放的转炉渣的高质量高温余热的利用: 发电也是一条很好的方法.(2) 重视不够通过与发电、建材、石化行业链接，发挥钢厂能源转换功能；中国: 705(高7.(4)回收难回收的高温熔渣等余热(7) 轧钢加热炉烟气显热等等.(2) 高温熔渣余热(液相余热): 钢铁工业的余热利用新方法之一是钢铁工业的余热利用新方法之一是: :发电发电. .是中国钢铁工业深层次节能和提高中国钢是中国钢铁工业深层次节能和提高中国钢铁工业综合水平的表现铁工业综合水平的表现, ,是一钢铁大国向钢是一钢铁大国向钢铁强国迈进的一个步骤铁强国迈进的一个步骤. . 可适用范围可适用范围: : 1) 1)大
18、宗集中的余热大宗集中的余热 2)2)零散间歇的余热零散间歇的余热 3)3)难以利用的中低温余热难以利用的中低温余热要加强适合中国条件的新节能技术的开发要加强适合中国条件的新节能技术的开发, ,深层次节能要强深层次节能要强强联合强联合( (大量新技术有待大量新技术有待开发开发).).l小结小结钢铁工业余热回收利用方法与现状电能是最清洁,最易控制和输送,是最好的能源之 。(6) 转炉电弧炉的烟气显热 后三个阶段属于深层次节能阶段.余热资源的温度水平可以分为三类：= 1520% 工业总能耗(4)回收难回收的高温熔渣等余热(5) 红热的钢铁料显热钢铁工业余热回收利用方法与现状1)不需要很高温度(水开产
19、生一定压力的蒸汽即可).钢铁工业总能耗 = 1115% 全国总能耗(3)回收连续和零散-间歇中低温余热(2) 重视不够(2)回收容易回收的高中温余热另外，钢铁厂还有一定量的其他余能:如，高炉余压,蒸汽余压,水压等机械能.(3)回收连续和零散-间歇中低温余热钢铁工业的余热利用新方法之一是:发电.（3）节能就是节油节煤余热利用?例 1: 宝钢某厂现有近200座各种加热炉,已采取了各种技术措施,回收了大量排放的余热,但还有大量中低温余热还未被利用,如何进一步提高能源利用率,将这些零散和间歇的余热利用起来? 发电是一条新路.利用各种换热器热管等换热设备将钢铁厂内各种气-固-液体的余热回收(物理热),预
20、热空气煤气和用于工艺等过程.低温:150以年产粗钢900万t/年的新一代钢厂为例，生产薄板及其深加工产品，以高生产效率，高资源、能源利用率和低环境负荷实现钢厂的钢铁产品制造功能。要加强适合中国条件的新节能技术的开发,深层次节能要强强联合(大量新技术有待开发).(1) 焦炉煤气的显热(集气管)(3) 技术开发有待继续提高(难回收的部分)例 1: 宝钢某厂现有近200座各种加热炉,已采取了各种技术措施,回收了大量排放的余热,但还有大量中低温余热还未被利用,如何进一步提高能源利用率,将这些零散和间歇的余热利用起来? 发电是一条新路.钢铁工业余热回收利用方法与现状余热生产蒸汽发电:CDQ以前对钢水和铁
21、水研究很多,而且还在继续研究中(视渣为废物), 下一步要对液渣进行大量研究,只有象对钢水铁水一样地深入研究液渣,才能有技术突破.大中型企业与小型企业的差别大(1045kgce/t).通过与发电、建材、石化行业链接，发挥钢厂能源转换功能；能耗占总成本: 约24%钢铁工业总能耗 = 1115% 全国总能耗钢铁工业总能耗 = 1115% 全国总能耗= 1520% 工业总能耗中温:150-500目前对经过高温处理的熔渣的研究很不够,对其各种高温和常温物理化学性质和晶体结构了解不够,因此对其利用的方法有限.钢厂能源的等级:电,煤气,油,煤.除了TRTCDQ,干除尘等技术外,新的方法: 将大宗集中或零散的
22、间歇的余热产生蒸汽,然后相对集中发电是一新方法.钢铁工业的余热利用新方法之一是:发电.从分子和晶体结构水平研究经过高温处理后的物态及余热多种利用途径.4)对原工艺和操作指标提高了.（1）高温烟气余热(气相余热)：(3)回收连续和零散-间歇中低温余热（3）节能就是节油节煤余热利用?(3)回收连续和零散-间歇中低温余热钢铁厂是一个能源转换工厂:低级能源-高级能源:煤-煤气-热-电),用余热(废热)发电是国家鼓励的节能方法.钢铁厂还有占总能耗20%的余能可回收.如:废蒸汽,热水,各种低温烟气和低温物料等.例 2:间歇排放的转炉渣的高质量高温余热的利用: 发电也是一条很好的方法.以前对钢水和铁水研究很
23、多,而且还在继续研究中(视渣为废物), 下一步要对液渣进行大量研究,只有象对钢水铁水一样地深入研究液渣,才能有技术突破. 后三个阶段属于深层次节能阶段.新抚钢也在建设中(大系统).钢铁工业总能耗 = 1115% 全国总能耗(1)大宗集中连续的余热发电(除CDQ外):烧结料余热发电(马钢已建成一套系统,运行良好).以年产粗钢900万t/年的新一代钢厂为例，生产薄板及其深加工产品，以高生产效率，高资源、能源利用率和低环境负荷实现钢厂的钢铁产品制造功能。(3)回收连续和零散-间歇中低温余热(1)大宗集中连续的余热发电(除CDQ外):烧结料余热发电(马钢已建成一套系统,运行良好).例 1: 宝钢某厂现
24、有近200座各种加热炉,已采取了各种技术措施,回收了大量排放的余热,但还有大量中低温余热还未被利用,如何进一步提高能源利用率,将这些零散和间歇的余热利用起来? 发电是一条新路.钢铁工业余热回收方法与现状中国余热利用已经进入新阶段，已经历和将要经历的阶段如下:钢铁工业总能耗 = 1115% 全国总能耗钢铁厂是一个能源转换工厂:低级能源-高级能源:煤-煤气-热-电),用余热(废热)发电是国家鼓励的节能方法.（1）高温烟气余热(气相余热)：高炉转炉连铸热连轧冷连轧产品焦化烧结80万吨万吨/年废钢年废钢900万吨万吨/年钢铁厂年钢铁厂90万万kW电站电站430万吨水泥厂万吨水泥厂 发电厂发电厂煤气煤气+煤煤350万吨万吨/年水泥年水泥80万吨万吨/年水泥微粉年水泥微粉废渣废渣14万万28万吨废塑料万吨废塑料石化厂石化厂H2 6.6亿亿m3/年年
