白洪周
（六安鋼鐵控股集團有限公司）
摘要:隨著國內經濟的不斷發展，對能源的需求日益增多，但目前國內的能源供應多以犧牲環境為主，這與中國的可持續發展戰略背道相馳，面對目前能源需求緊張的問題，節約能源、降低能耗愈顯重要。文章主要分析了余熱余能回收與再利用的影響因素、回收利用中的關鍵技術以及某鋼鐵企業余熱余能回收利用措施。希望通過本次的研究與分析，可以為鋼鐵企業中的余熱余能回收利用以及鋼鐵企業自身的良好經營與發展提供有效的參考與幫助[1]。
關鍵詞：鋼鐵企業；余熱余能；回收利用；技術措施
0 引言
目前，隨著社會經濟和科技的發展，鋼鐵材料在各個領域的需求量也在增加，眾所周知，鋼鐵行業是一個高耗能的產業鏈。在鋼鐵企業生產過程中，需要消耗大量的能量，而這些能量其實際利用起來的只占其中的一部分，另一部分更多的是以余熱、余能的形式被浪費。鋼鐵行業是國民經濟的重要基礎產業，也是耗能大戶，能源消耗約占全國工業總能耗的15%，但能源利用率僅為 30%-50%[2-3]。
良好的余熱回收不僅具有有效的節能作用，還能進一步降低鋼鐵企業的生產成本，提高其經濟效益。因此，在具體的鋼鐵生產過程中，鋼鐵企業要根據實際情況，采取合理的技術措施，確保余熱余能的回收利用效果。
1 鋼鐵企業余熱余能回收的影響因素
1.1 資金問題
通過相關研究分析，目前很多鋼鐵企業的余熱和余能回收項目已經納入發電計劃，但多數都因為資金問題，導致項目被擱置，畢竟這種項目雖說能有效的利用生產過程中的余熱、余能，但前期投資較大，效益的產生需經歷一個緩慢的過程。特別是近年來，很多鋼鐵企業的資金明顯不足，許多企業就需要更加慎重的考慮資金的投放，跟多傾向于哪些能即刻得到收益的項目。
1.2 區域條件影響
由于余熱和能量轉移涉及一定程度的損失，余熱和余能通常應在當地回收。然而，如果不能在當地使用，則必須考慮運輸的損失和成本。運輸距離越遠，余熱和殘余能量損失越多，回收價值越低。在這種情況下，由于區域供需變化，許多鋼鐵公司無法運營已完成的余熱和余能回收項目。
1.3 余熱蒸汽利用率低
在許多鋼鐵企業的生產中，余熱鍋爐存在蒸汽回收率和轉化率低、高質低用、利用率低等問題。例如，在干熄焦爐內燃燒時，只有在壓力降至0.45MPa后，才能使用中溫中壓蒸汽。在這個過程中，會損失大量的余熱和能量。
2 我國鋼鐵企業余熱余能回收現狀分析
隨著我國“低碳、減排”理念的不斷深入，在鋼鐵企業的生產中，余熱和余能的有效回收成為重要的方向。這不僅對鋼鐵企業的能源消費削減和經濟成本削減具有重大意義，而且直接關系到我國能源環境的可持續發展。為了實施鋼鐵業高效、高質量、低消費、長壽命、環保的冶煉政策，鋼鐵企業以資源和能源的保護為中心，在確保正常生產的條件下，開始實施新生產方式的組織設計。20世紀80年代以來，中國在鋼鐵業引進了各種外國先進技術，科學地改革了鋼鐵企業的生產形態。在過去的40年里，中國鋼鐵生產的每噸能源消耗量可以減少約600kg，節能率可以達到生產模式改革之前的約50%。
能源消耗削減的這一部分主要是通過余熱和余能的回收來實現的，并達到了按質回收、梯級利用以及熱盡其用的效果。在具體的回收中，首先將轉爐或少量轉用的余熱應用于鋼鐵制造工序，將其顯熱直接傳遞給下一工序。例如，在將高溫的熔鐵供給轉爐進行煉鐵的過程中，將熱鋼坯送入加熱爐，用流動氣體的顯熱對煤氣、干燥材料、燃燒支撐空氣進行預熱。余熱用于焦爐燃煤加濕裝置和高爐噴砂除濕裝置。轉換后的殘余能量再次用作熱能動能和熱電耦合。例如，由高壓蒸汽驅動的高爐鼓風機、將廢排熱蒸汽燒結而成的燒結排氣扇、高爐爐頂余壓發電機、干熄焦余熱發電機以及其他裝置，可以合理利用鋼鐵生產中的殘留能量，獲得良好的再循環效果。
3 余熱余能回收利用技術現狀
3.1 煤氣的回收及利用
目前鋼鐵行業使用的煤氣回收技術有煤氣回收技術包括高爐煤氣干法除塵、轉爐煤氣干法除塵、焦爐煤氣凈 化處理技術等，回收煤氣的利用實現了各種爐加熱、煤氣發電、焦爐煤氣制氫技術等。通過設計高爐煤氣柜，能夠吞吐煤氣有效緩解在實際生產中不平衡引起的瞬時煤氣相關參數波動，有效地改善高爐介質的總應用率，降低煤氣釋放率，很大程度改善了高爐媒體的供應量。
3.2 CDQ（干熄焦）發電
兩臺焦爐通常配置為一組，共有四臺焦爐，三臺焦爐用于干熄焦，兩臺焦爐用于干熄焦，一臺焦爐用于干熄焦備用。每組設置響應干熄焦生產點系統。在實際應用中，考慮了焦爐余熱鍋爐，發電系統采用年修基本在25d/n、年維修過程中運用了濕式焦爐發電技術。因此，實際上CDQ的發電配置率只有93%，噸焦回收率在500kg中壓蒸汽以上，發電量在115-120kWh范圍內，轉換配置率為100%，則約需535kg、125kWh。
3.3 焦爐上升管余熱回收
利用焦爐上升管余熱回收系統，主要解決焦爐荒煤氣吸收的大量熱量，占總釋放熱量的36%，解決熱能浪費情況回收利用荒煤氣顯熱，提高能源利用率，通過使用除鹽水作為荒煤氣的冷卻處理，吸收熱量可以轉換蒸汽，實現回收利用。
3.4 燒結環冷、大煙道余熱回收
燒結礦顯熱是指可以從燒結機尾取出的燒結餅達到800℃的表面溫度，經過單輥、熱篩、溜槽、環冷器等工藝設備部分產生的大量輻射熱，即燒結礦顯熱過程。利用燒結礦發熱可以生產蒸汽，達到節能效果。在燒結環冷大煙道余熱回收利用中，在各燒結機上配置相應的余熱鍋爐設備，將冷卻機或環冷卻機設備的一段、兩段冷卻廢氣余熱，在折合噸礦回收低 壓蒸汽約為70kg ?？梢圆捎脽Y余熱蒸汽發電這種比較成熟的方法，企業也可以結合自身情況綜合回收利用余熱。
3.5 高爐干法布袋除塵及 TRT發電
與文氏系統、肖普凈化系統相比，高爐干式布袋除塵及TRT發電系統能有效減少不必要的消耗處理洗滌水過程，充分提高TRT進口煤溫度。在運用TRT發電技術的過程中，所能達到的噸鐵發電效率比濕式除塵凈化系統高出一半以上。一般來說，TRT發電完成噸位鐵處理后可達到約40kWh/t，短時間內也可超過50kWh/t。
3.6 高爐渣顯熱回收
高爐爐渣顯熱回收技術可以利用高爐爐渣的顯熱作為電路板的基材，并可以利用產生熱解反應的化學能，實現高爐爐渣高效顯熱回收，減少水資源浪費，提高回收率。
4 某鋼鐵企業的余熱余能回收利用措施分析
4.1 背景
安徽首礦大昌金屬材料有限公司（簡稱“首礦大昌”）是一家集礦山資源選采、燒結、焦化、煉鐵、煉鋼、軋鋼及配套的供配電、發電、制氧、煤氣柜、集中空壓站、綜合水處理于一體的綜合性民營鋼鐵企業。
2022年3月，該公司已建成的生產設施主要包括：2座65孔5.5m焦爐、2座240m2燒結機、5座600t/d雙膛窯、1780m3高爐2座、150t轉爐2座、150t精煉爐1 座、2臺12流方坯連鑄機，軋鋼工序包括60×104t/a優質高速線材生產線2條、 100×104t/a 高 強 度 棒 材 生 產 線 1 條 、 80×104t/a 高 強 度 棒 材 生 產 線 1 條 、 300×104t/a3500mm中厚板生產線1條、水渣微粉工序包括120×104t/a生產線2條， 自備電廠包括12MW燒結余熱發電機組1套、15MW的高爐余壓發電機組(TRT)2 套、25MW干熄焦發電機組(CDQ)1套、2×260t/h亞臨界超高溫帶中間一次再熱鍋爐配2×80MW純凝式汽輪發電機組、1×12MW純余熱凝汽式發電機組以及其他相關配套設施。
4.2 余熱余能回收利用主要措施
（1）煤氣電站（一期）
煤氣電站共有 2 臺 260t/h 燃混合煤氣亞臨界超高溫帶中間一次再熱鍋爐、2 臺 80MW 純凝式汽輪發電機組，利用全廠富余焦爐、高爐和轉爐煤氣發電。
圖 4-1 煤氣電站生產工藝流程圖
（2）余熱發電站
余熱蒸汽發電設置一套 1×12MW 純余熱凝汽式發電機組，利用全廠富余蒸汽發電。
圖 4-2 純余熱發電工藝流程圖
4.3 主要成果
鋼鐵企業通過上述措施回收利用鋼鐵生產中的余熱和能源后，其主要成果包括以下三個方面：第一，在鋼鐵生產過程中，將余熱和能源近距離回收利用，很好地滿足了該地區的供熱需求。有效保證供熱的均勻性。二是充分回收鋼鐵生產中的余熱和能源，用于供熱系統，替代供熱蒸汽。同時也使其在發電等方面得到合理應用與發展。三是淘汰小蒸汽用戶，實現蒸汽管網的科學布局。特別是將遠程管網末端的蒸汽加熱用電鍋爐和熱電汽車加熱，熱能輸送損失明顯減少?？梢?，通過對鋼鐵企業余熱和能源回收利用的改造和優化，其回收利用效果明顯提高。
5 結語
綜上所述，在鋼鐵企業的生產過程中，如果不能有效利用余熱余能，不僅會造成一定程度的能源損失，還會增大鋼鐵企業的生產運營成本。在此基礎上，鋼鐵企業應明確余熱余能回收利用的主要影響因素，充分掌握其回收利用的關鍵技術，結合自身實際情況，采取合理措施進行余熱余能回收利用。如區域性余熱余能回收利用技術的優化、區域性余熱鍋爐蒸汽回收利用、區域內供熱結構的合理優化、洗浴和供暖系統中的余熱回收利用、燃氣和蒸汽高效發電中的余熱余熱余熱回收利用等。通過這種方式，可以合理回收和再利用鋼鐵生產過程中的余熱，在保證鋼鐵企業節能效果的同時，實現其經濟效益的提高，促進鋼鐵企業的良性發展。
參考文獻
[1] 孫文龍.鋼鐵企業余熱余能回收利用措施研究[J].皮革制作與環保科技,2022,3(02):157-158+164.
[2] 張鑫，馮俊小.合同能源管理新進展及在工業爐領域的發展建議[J].冶金能源，2013，32（6）：3-6.
[3] 張敏.余熱回收技術在鋼鐵行業的應用及節能潛力分析[J].資源節約與環保，2015（8）：8-9.
[4] 饒以廷， 黃云銘.鋼鐵企業余熱余能綜合利用分析[J].科技風， 2021 （15）：183-184.