2022《安全环境环保技术》之冷轧硅钢厂退火炉烟气余热回收利用.docx

冷轧硅钢厂退火炉烟气余热回收利用我国的工业炉窑是能源消耗大户其能耗约占全国总能耗的21%。我国炉窑的平均热效率仅为30%左右先进国家一般在50%以上产生如此差距的主要原因之一就是我国对余热的回收和利用不够热损失占供给热量的30%~60%。冷轧硅钢生产存在大量的退火炉其余热利用方式主要为直接助燃空气和预热带钢（即一次利用）而经过一次利用后的烟气温度约350℃还有大量的热量可继续回收利用（即二次利用）但硅钢连退机组中大部分没有进行余热二次利用而是将这部分烟气吸入冷风降温后排放只有少数机组将余热资源二次利用加热热风干燥器所需热空气。由于可回收余热热源多单个热源量并不大目前对二次余热利用仅限于单个机组或者单热源—单用户的形式余热还没有得到充分利用。可见硅钢厂节能降耗还有很大的提升空间。目前烟气余热利用方式较多若采用点对点利用则能源匹配存在差异余热利用不充分且设备换热类型多样导致整个系统复杂。选择过热水作为中间换热介质将全厂烟气余热通过气—水换热器加热生产过热水再通过过热水向用户供热由于过热水良好的换热和传输特质可实现余热的最大化利用。同时该系统设备简单、投资小若热量供应不足还可利用蒸汽补充热量生产稳定、波动小能适应停机或者生产波动的影响。余热回收方法各有利弊余热回收的原则是根据余热资源的数量和品位以及用户的需求尽量做到能级的匹配在符合技术经济原则的条件下选择适宜的系统和设备使余热发挥最大的效果。目前冷轧硅钢厂对各工序余热资源的回收主要有直接回收、间接回收、综合回收和余热制冷等方式。这些回收方法可以单独使用也可以综合使用以充分利用烟气资源。直接回收余热进行空气、原料预热和干燥。余热直接回收利用是将需要加热的气体或液体通过换热器与高温烟气直接进行热量交换经过加热的气体或者液体可满足机组生产的需要如热空气用于带钢干燥热水用于带钢清洗等。为了不影响炉内气氛和压力一般采用低压热交换器。其最大的优点是热交换系统压力低维护方便没有安全隐患；缺点是热回收效率低投资比较大。以连退机组（CAPL）热回收系统为例烟气经过该回收系统热能被回收约10%产生热水或者热空气供在线设备使用基本能满足供热风干燥或者清洗段的热量需要。因废气风机的极限耐热温度为400℃为确保废气风机正常工作系统设置了吸冷风口对热风降温。但是当机组产能较大时烟气温度很高相应产生的热水或者热空气增加若大于本机组用户的需要则多余的热介质就只有排放掉造成资源浪费。直接回收余热的方式不能适应生产波动导致的烟气参数的波动。直接热交换方式的系统简单可靠但气-气换热器体型庞大相对价格也高。同时退火炉的余热源同热风干燥设施不能太远否则大型送热风气管会占用大量空间热损失也必将增大。间接回收余热产生蒸汽。采用余热锅炉回收余热生产蒸汽供工艺流程使用加热介质为空气或者水也是一种常用的余热利用方式。大多数企业采用的余热锅炉进口温度平均在500℃~700℃出口温度一般在250℃~300℃烟气余热的回收率为50%左右。采用余热锅炉回收余热效果最好工作稳定效率较高热回收率也较高其终产品（蒸汽）容易实现全厂区域的生产调度平衡。当生产线的蒸汽消耗量低于系统产生量时富裕的蒸汽将补充到车间蒸汽管网中因此不存在产能高造成热回收不充分的问题。余热锅炉的生产能力随着退火炉处理能力的降低而降低。采用余热锅炉回收系统热能回收率可以达到14%。但是余热锅炉的投资比较大属于压力容器每年要对安全阀校验要定期探伤检查等维修费用也相对多一些。承压热水综合回收余热。退火炉采用承压热水的余热回收系统其主要设备是承压热水系统。承压热水系统是一个封闭的高压循环系统系统的设计压力为1.2兆帕采用烟气余热对高压力的水进行热交换循环水热交换后水温为140℃由于管道压力比较高该承压热水不会形成蒸汽。承压热水通过热交换器用于清洗段的热水漂洗加热空气用于热风干燥器。这种回收烟气热能的方法与余热锅炉相似但设备结构较简单投资也小维护起来相对容易一些。承压热水系统是一个封闭的循环系统如果没有泄漏不用经常补水。而余热锅炉为了产生蒸汽实际上还要消耗很多纯水因此承压热水系统安全与便利性比余热锅炉要好。余热制冷系统。与采用传统电力空调制冷相比吸收式制冷技术可以充分利用各种余热、废热资源达到节能降耗的目的。吸收式制冷系统也适合中低温余热烟气利用。余热吸收式制冷系统将溴化锂溶液作为吸收剂水作为制冷剂蒸发器内水溶液吸收空调冷冻水热量后蒸发成水蒸气进入吸收器；吸收器内溴化锂浓溶液吸收水蒸气稀释后送入发生器；发生器内溴化锂稀溶液在余热废气的作用下蒸发出水蒸气溶液变浓流入吸收器完成再生循环；水蒸气进入冷凝器；冷凝器内水蒸气在冷却水作用下冷凝为液态进入蒸发器完成制冷循环。余热制冷系统投资高国内没有专用于烟气余热使用的溴化锂制冷机对溴化锂制冷机的再