轧钢加热炉中低温烟气的余热利用.docx

轧钢加热炉中低温烟气的余热利用能源是人类赖以生存和发展的基础能源的利用程度是反映人类进步的一个重要标志。所有工矿企业都有工业余热余热属于二次能源。工业余热是指在生产过程当中产生的本来可以利用但实际上被废弃不用而排放至周围环境的那部分热量。各行业的余热总资源约占其燃料消耗总量为17%—80%其中容易回收利用的余热资源约为余热总资源的60%也就是说易回收利用的余热资源约为燃料消耗总量的10.2%—48%。工矿企业余热主要集中在钢铁、石油、化工、建材、食品、电子等领域回收余热节能的潜能是非常大的。1、中低温烟气余热回收工矿企业余热中烟气的余热占非常大的比例。烟气余热按温度可分为：高温烟气余热（温度大于650℃）中温烟气余热（温度在200℃—650℃）低温烟气余热（200℃以下）。高温烟气由于热品位比较高利用难度相对来说比较小所以这部分余热基本都得到了利用。而中低温烟气尤其是低温烟气由于余热量不稳定、烟气中含尘量较大、烟气中含有腐蚀性物质、烟气的品味较低等特点对余热的回收和利用产生了特别大的影响使得很多工矿企业直接排放了较难利用的余热。由于中低温余热资源数量非常巨大而且分布范围极其广泛所以解决好上述问题合理回收中低温烟气余热对于企业的节能降耗有很重要的意义。2、轧钢加热炉中低温烟气余热回收从能耗的构成上看要降低轧钢系统的能耗一方面应通过技术进步降低能源消耗另一方面应利用先进的能量回收技术合理有效地对轧钢系统中的余热能源进行回收利用。目前轧钢加热炉余热回收最常见得一种方式是：通过对加热炉进行局部改造增加余热回收设备—热管蒸发器以充分利用加热炉尾气余热产生饱和蒸汽并网。这样既降低了烟气排放造成的环境污染同时又可以回收大量的热能提高企业的经济效益、社会效益和环保效益。下面就以某钢厂230t/h宽厚板加热炉余热回收案例来说明热管蒸发器在加热炉烟气余热回收中的应用。2.1、加热炉参数概述（见表1）2.2、余热回收初步设计思路2.2.1、烟气计算计算依据的是企业提供的煤气成分及加热炉加热工艺。加热炉烟气计算数据汇总如表2所示：根据以上计算得出：1）该加热炉使用煤气燃烧生成烟气系数为3.01。2）生成烟气密度为1.27kg/m3。3）生成烟气平均比热容为1.68kJ/（m3.℃）。4）生成烟气中SO2/SO3含量高达263×10-6.经进一步计算求得烟气酸露点为171℃。2.2.2、余热回收计算（见表3）根据以上计算得出结论：1）烟气余热回收系统如果安装热管蒸发器及过热器烟囱底部排烟温度按照高于烟气酸露点30℃考虑即200℃余热回收系统可产生压力1.27MPa温度300℃的过热蒸汽7.2t/h。同时。可以将加热炉原有汽化冷却系统产生的10t/h蒸汽一起过热到300℃。2）烟气余热回收系统如果只安装热管蒸发器可以产生压力1.27MPa温度190℃饱和蒸汽9t。3）烟气余热回收系统如果只安装过热器可以将汽化冷却系统产生的10t/h蒸汽过热到300℃烟气温度可以下降23℃。考虑到余热回收系统产生的蒸汽将来会用于并网发电选取表3中第二种方式即热管蒸发器及过热器一起安装比较合理。2.3、余热回收经济技术指标（见表4）2.4、余热回收系统设备组成余热回收设备总体系统包括热管蒸发器本体及本体范围以内的配套设备和系统设计管阀系统、钢架和平台等。1）设备本体包括热管蒸发器、热管省煤器、过热器。2）本体范围以内的配套设备包括：定、连排扩容器汽水取样装置加药装置给水泵除氧器水泵仪表阀门及管件除氧器软水箱。3）钢架及平台。4）旁通烟道强制排烟系统。2.5、余热回收设备投资概算及经济社会效益2.5.1、投资估算工程投资额计热管蒸发器、热管省煤器、汽水系统、循环水系统、阀门辅机等包括所含电气、热工、水路等费用。2.5.2、工程投资概算加热炉烟气余热回收工程投资额如表5所示。2.5.3、工程投资效益（见表6）按上述效益分析有：该工程静态投资约为560万元。本期工程建成后年节省费用（扣除运转成本）702万元10个月即可收回全部建设投资。2.5.4、社会效益加热炉原燃烧废气（65000m3/h、450℃）直接排入大气造成大量浪费而且污染环境。本工程上马后废烟气经过余热回收系统排烟温度由450℃降至200℃左右实现节能减排。该工程热管蒸发器额定产蒸汽量7.2t/h每年可节约标煤量约为1.335t减少CO2排放26000t具备突出的环保节能效益。3、总结中低温余热回收潜能巨大通过分析行业余热回收形势引出轧钢加热炉中低温余热回收项目实施。经计算分析论述了加热炉余热回收方案设计思路。并且就完成后的余热回收方案做了投资概算预估及经济社会效益分析。