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國內(nèi)冶金、建材等高耗能行業(yè)節(jié)能設(shè)備改造將迎來快速發(fā)展時期，預(yù)計(jì)未來5年余熱余壓市場規(guī)模至少在1000億元。其中，鋼鐵行業(yè)是我國主要高耗能行業(yè)之一，能耗約占全國工業(yè)總能耗的15%，其中余熱資源約占10%。
資料顯示，中國鋼鐵企業(yè)燒結(jié)工序的能耗指標(biāo)與先進(jìn)國家相比差距較大，每噸燒結(jié)礦的平均能耗要高20千克標(biāo)準(zhǔn)煤。2010年我國鋼鐵產(chǎn)量達(dá)6.27億噸，中國每年因此多耗費(fèi)的能源接近1254萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，節(jié)能潛力巨大。“十一五”期間，水泥行業(yè)余熱發(fā)電取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。相比較而言，鋼鐵行業(yè)余熱發(fā)電的普及率仍相對較低。究其原因，鋼鐵行業(yè)在2007-2008年效益很好，企業(yè)只關(guān)心產(chǎn)量而忽視效率。
隨著近年來鋼鐵行業(yè)效益的下降，鋼鐵企業(yè)對生產(chǎn)成本的降低和經(jīng)營效率的提高越發(fā)重視。
同時，自2010年下半年起，國家為完成“十一五”節(jié)能減排目標(biāo)，對高耗能企業(yè)進(jìn)行拉閘限電。2011年由于淡季電荒的來臨，拉閘限電依舊持續(xù)，從而促使企業(yè)加強(qiáng)了對節(jié)約用電的訴求，積極發(fā)展余熱發(fā)電。
鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)流程復(fù)雜，余熱產(chǎn)生環(huán)節(jié)較多。鋼鐵行業(yè)的主要原材料為鐵礦石，煤在經(jīng)過煉焦環(huán)節(jié)煉制成焦炭后，與鐵礦石一起進(jìn)入燒結(jié)環(huán)節(jié)，之后在高爐里進(jìn)行煉鐵、轉(zhuǎn)爐里進(jìn)行煉鋼，最后在加熱爐中進(jìn)行軋鋼。
若用廢鋼作為原材料煉鋼，則首先將廢鋼放入電爐里變成鋼水，再通過加熱爐進(jìn)行軋鋼。
整體來講，鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)較多，在干熄焦、燒結(jié)、高爐煉鐵、轉(zhuǎn)爐煉鋼、加熱爐軋鋼、電爐等環(huán)節(jié)中均有余熱產(chǎn)生，余熱發(fā)電利用空間較大。
可利用的余熱種類
燒結(jié)線余熱。燒結(jié)生產(chǎn)線有兩部分余熱，一是冷卻機(jī)產(chǎn)生的熱風(fēng)，二是燒結(jié)機(jī)尾的高溫?zé)煔�。用余熱鍋爐將這兩部分余熱來產(chǎn)生蒸汽，再通過汽輪機(jī)發(fā)電。據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，每10m2的燒結(jié)面積可產(chǎn)生1.5t/h的蒸汽，可發(fā)電300kW，折合標(biāo)煤120kg/h。
轉(zhuǎn)爐余熱。轉(zhuǎn)爐汽化冷卻煙道間歇產(chǎn)生的蒸汽，通過蓄能器變?yōu)檫B續(xù)的飽和蒸汽，采用我公司的專*--機(jī)內(nèi)除濕再熱的多級沖動式汽輪機(jī)發(fā)電。每煉1t鋼，可產(chǎn)生80kg飽和蒸汽，每噸飽和蒸汽大約可發(fā)電150kWh，折合標(biāo)煤60kg。
轉(zhuǎn)爐煤氣經(jīng)過汽化冷卻煙道冷卻后溫度仍高達(dá)800-900℃，采用我公司的干法煤氣顯熱回收技術(shù)，通過下降管煙道、急冷換熱器回收顯熱生產(chǎn)蒸汽，經(jīng)蓄能器調(diào)節(jié)后發(fā)電。
電爐余熱。電爐冶煉過程中產(chǎn)生200-1000℃的高溫含塵廢氣，采用余熱鍋爐將其回收，電爐煙氣屬于周期波動熱源，因此余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽需要經(jīng)過蓄能器調(diào)節(jié)后方可進(jìn)入汽輪機(jī)發(fā)電。
加熱爐余熱。加熱爐有兩處余熱可以利用：一處是爐內(nèi)支撐梁的汽化冷卻系統(tǒng)，另一處是煙道高溫?zé)煔�。根�?jù)爐型不同，加熱爐的煙氣量在7000-300000Nm3/h，若用來發(fā)電，以煙氣量10萬Nm3，煙氣溫度400℃計(jì)算，發(fā)電量約2000kWh，折合標(biāo)煤0.8t；汽化冷卻系統(tǒng)可生產(chǎn)
0.4-1.0Mpa的飽和蒸汽，每噸蒸汽（0.5Mpa）可發(fā)電120kWh，折合標(biāo)煤48kg。
高爐沖渣水。用高速水流沖擊爐渣使之充分急冷、�；倪^程中，會產(chǎn)生大量的沖渣熱水。每噸鐵排出約0.3t渣，每噸渣可產(chǎn)生80-95℃，5-10t的沖渣水，將這部分熱水減壓產(chǎn)生低壓蒸汽，再進(jìn)入飽和蒸汽凝汽式汽輪機(jī)發(fā)電。每噸90℃熱水可發(fā)電1.5kWh，折標(biāo)煤0.6kg，80℃熱水可發(fā)電1kWh，折標(biāo)煤0.4kg。
干法熄焦。采用惰性氣體來冷卻紅焦，加熱后的氣體在余熱鍋爐中產(chǎn)生蒸汽，蒸汽可發(fā)電或并入蒸汽管網(wǎng)。噸焦可生產(chǎn)3.9Mpa、300℃的蒸汽0.45t-0.6t，可發(fā)電85-115kWh，折合標(biāo)煤35-46kg。
高爐煤氣余壓。利用高爐爐頂煤氣的壓力能和熱能，通過透平膨脹機(jī)做功發(fā)電，但不影響煤氣后續(xù)利用。高爐爐頂壓力達(dá)0.15-0.25Mpa，平均每噸鐵可發(fā)電20-50kWh，折標(biāo)煤8-20kg，單位投資費(fèi)用約4500元/kW，根據(jù)壓力及除塵方式不同，投資回收期在2-6年。
