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1、钢铁行业二次能源回收利用现状和评述作者王维兴阅读：一、近年重点钢铁企业能源情况2013 年炼铁原燃料供应缓和，质量升高，使炼铁系统能耗下降 4.39kgce/t 。高炉焦比下降1.68g/t, 小焦比增加1.46kg/t, 喷煤比下降0.32kg/t, 风温下降 24.49 ，燃料比下降 0.43kg/t, 入炉矿品位下降 0.59% 。二、钢铁企业能耗现状分析炼铁系统能耗占钢铁企业总能耗的70% ，占成本的 80%以上，是钢铁企业节能减排、降低生产成本、提高市场竞争力工作的重点。我国钢铁工业能耗与发达国家相比差10% 。总体上讲，我国钢铁工业节能量已没有多大潜力。我国钢铁工业能耗占国家总能耗
2、的16.3% ， GDP 值占3.2% 。钢铁工业降低能耗是大方向。我国部分钢铁企业的部分技术经济指标已达国际先进水平。要加大淘汰落后设备工作力度。每个先进指标的实现，均需要有一定的技术条件支撑。要研究生产条件论，进行科学对标。三、钢铁企业节能工作思路第一是要实现生产减量化用能, 主要体现在降低炼铁燃料比和能源损耗等方面.第二是提高能源利用率和能源转化率 .钢铁企业生产用煤炭的能值有 34% 会转换为副产煤气 （高炉煤气、 焦炉煤气、转炉煤气）。主要是提高副产煤气科学利用水平，最大限度地合理利用，取消企业内一切烧煤和油的炉窑。能源的每次转换，都要损失能量。煤气去发电是能源转换率低的表现（ CC
3、PP 转换率最高为 45% ，电上网受电力部门限制） 。日本“共同火力”是把煤气给发电厂 ,这样发电的效率较高。 30 万kw 以上的机组可实现超超临界发电, 电力折标煤可达0.1229kgce/.第三是提高二次能源回收利用水平.四、钢铁企业用能原则和工作内容余能回收利用原则：就近回收、就近转换、就近使用、梯级利用、高质高用,实现“能质全价开发”。能源系统优化的基本原则:稳定有序、分配得当、各得所需、能级匹配。提高二次能源回收使用效果：提高回收利用水平、提高能源使用效率、减少排放、进行系统节能、 回收与使用的耦合匹配，减少放散。高品质余热余能高效回收利用，低品质余热余能利用技术积极跟踪、研发。
4、科学对标，研究支撑条件，优化用能和节能方案，寻求最佳技术。五、钢铁企业余能种类及总量余能种类：流程中产生的副产煤气（高炉、焦炉、转炉煤气） ,是生产用煤炭热值 34% 转换来的；产品余热（红热焦炭；炽热炉渣；产品的液固的各种显热；烧结、球团、钢坯显热） ；高炉炉顶煤气压力；各种加热炉外排废热、循环水带走热量等 一般二次能源占总钢铁用能量（约 700kgce/t. 国际先进吨钢综合能耗为 642kgce/t) 的 70% ，包括副产煤气及余热余能（ 490kgce/t 材）属二次能源；冶金过程耗能（ 193.4kgce/t 材）和还原反应理论能耗 （331kgce/t 铁）是理论最低用能。六、钢
5、铁行业余能利用限制因素受技术发展水平和经济性约束，对余热回收利用的温度限制是：固体大于500 ，液体大于300 ，气体大于200 。随着技术的不断进步，可回收的余热温度不断下降，如采用热导油技术，有机工质技术，溴化锂低温膨胀做功等可回收较低温度余热能量。总体看，我国钢铁行业还有约30% 的余能没有回收利用。产品显热回收率50.4% ； 烟气显热回收率14.92%冷却水显热回收率1.9% ； 炉渣显热回收率1.59%钢铁工业余热回收率25.8%其中：高温余热回收率44.4% ；中温余热回收率30.2%低温余热回收率1%七、主要的余能回收技术-1 干熄焦技术CDQ干熄焦是二次能源回收量最大的项目，
6、可回收炼焦能耗的 38% ；回收红焦显热的80% ，吨焦回收 3.9Mpa/450 蒸汽 0.450.6t/ 节水 0.5 吨。与湿法熄焦相比，焦炭3%8% ， M10 改善 0.3%0.8% ；炼铁焦比下降约M40 提高2kg/t, 产量提高1% 。目前，我国有CDQ158套，处理焦炭大于1 亿吨 /年。重点钢铁企业干熄焦率达81.24% 。干熄焦状态高温高压蒸汽的温度、压力540 、 9.5Mpa占有率30%、提高发电10%中温中压沙钢 CDQ高压450 、 3.82Mpa70%12.8Mpa，发电 >120kwh/t.焦化厂上干熄焦是国家设计规范中强制性执行条款，但投资大、回收周期
7、长，独立焦化厂积极性不高；可采用少水熄焦技术，对环境有改善。七、 2 煤调湿技术CMC焦炉入炉煤水分进行控制技术（对炼焦煤进行干燥，控制水分在 9%11% 左右；如水分控制 6%8% ，装煤时粉尘大、也不易捣固） ，是保持装炉煤水分稳定的一项煤的预处理技术。第一代 CMC 是采用导热油干燥煤。 利用导热油回收焦炉烟道气余热和焦炉上升管的显热；在多管回转式干燥机中，导热油对煤料进行间接加热，使煤料干燥。第二代 CMC 采用蒸汽干燥煤料。 利用干熄焦蒸汽发电后的背压汽或厂内其它低压蒸汽作为热源，在多管回转式干燥机中，蒸汽对煤料间接加热干燥。第三代是焦炉烟道气调湿，热源是焦炉烟道废气，温度在 200
8、350 . 在烟道气温度不足时，由热风炉（专门设置）废气补充热源。通常情况下不用热风炉废气。实施 CMC 技术后，煤料水分降低1% ，炼焦耗热降低62.0MJ/T, 焦炉生产能力提高 10% ，焦炭质量改善 2%5% ，减少蒸氨用蒸汽 30% ，减轻废水处理量，也减少 CO2 外排量36%。七、 3 高炉炉顶煤气压差发电技术TRT TRT可回收高炉鼓风机用能的25%30% ，降低炼铁工序能耗 1118kgce/t, 相当于节焦816kg/t.炉顶煤气压力大于120kpa 高炉均应有TRT 。其工作原理是煤气剩余压力在透平机内膨胀做功，推动透平机转动，带动发动机发电。吨铁可发电2040kwh/t
9、;煤气干法除尘，可提高发电30%。两座小高炉可共用一台TRT设备。目前，我国有TRT655套，大于1000m3高炉TRT普及率在90%以上 ;但平均发电在2528kwh/t，偏低水平.日本可实现发电41kwh/t. 这里有管理的因素，一些高炉的高压阀组还在用，煤气没有全量通过TRT 。煤气中含氯离子高，使TRT 叶片易结白色晶体，定期要进行清理。一些企业煤气干法除尘技术尚没有普及，也影响了发电能力的发挥。采用 2H-TRT 技术装备，可使炉顶煤气压力波动由5% ，降低到 1.5% ，提高发电能力。七、 4 烧结余热回收新技术烧结余热回收有三个方面：红烧结矿显然回收，烧结烟气余热回收，点火器后5
10、7 个台车表面烧结辐射热回收（进行蒸汽回收，可节能2.5Kg/t) 。烧结恒温复合循环余热锅炉、机尾锅炉、环冷机密闭循环锅炉、环冷机密封-复式滑线弹性机械密封装置。烧结矿显热回收效果：回收烧结机尾部烟气余热；回收烟气温度区间：环冷机150 450；回收环冷机（热矿端）余热面积约65% ；工序回收蒸汽量：120 170kg/t （成品矿）；产出蒸汽用来发电可达22 30kWh/t （成品矿）七、 5 烧结余热回收新技术烧结余热利用包括 :废气预热烧结点火器助燃空气、利用余热进行热风烧结、废气产生蒸汽、废气发电、废气循环利用等。红烧结矿显热占烧结所用能量的 45% ，冷气机高温段废气温度在 350
11、420 .烧结烟气量在 8001400m3/t, 温度在 300400 . 烟气显热占烧结用能的 24% 。烧结排放的余热占烧结总能耗的 49% 。烧结矿显热回收能量可达 16kgce/t, 烟气余热回收能量可达 8kgce/t.烧结生产的不稳定性，造成废气流量和温度（ 300500 ）波动大，使余热发电量波动也较大。已建成的烧结烟气余热回收 166 套装置均没有达到设计值， 要再进行改造；增加补气或补能（要 15%）装置（用转炉蒸汽或建燃高炉煤气小锅炉等） ，实现发电效能的最大化。烧结余热回收利用装置的投资占建烧结机总投资的10%20% ，资金回收周期长，影响了烧结余热回收利用装置的发展。
12、目前，烧结烟气余热回收装置，普及率不足4% 。在冷气机排气和烧结废气余热回收的基础上，再把烧结余热锅炉的排气（约 200 ）送至烧结机进行热风烧结；可增加烧结废气和冷气机排气余热的回收量，减少了烧结废气排放量，也降低了烧结废气除尘和脱硫等设施的费用。日本住友小仓 3 号烧结机采用废气循环余热回收技术效果：再循环部分占全部烧结废气量的20%25% ，余热回收量增减 25% ，废气含尘量减少 60% ；废气温度由 150 ，降低到 100 ，提高电除尘器的效率；降低烧结固体燃耗约4% ，减少电耗 5%10% ，SOX 和 NOX 排放各减少3%10% 。宝钢不锈钢公司2 号 132m2 烧结机建设该项目， 工序年总能耗节约4608 吨标煤，投资回收周期5.43 年。宁波钢铁 1 号烧结机建设该项目，总投资12.7 亿元，循环烟气量为 30%40% ；年节约焦炭 2104 万元、除尘器节效 126 万元烧结热废气用于点火助燃（
