王成軍

　　廣西鋼鐵集團有限公司 廣西防城港 538000

　　摘要：從目前社會發(fā)展的意識形態(tài)上來看，節(jié)能、環(huán)保、資源的可持續(xù)循環(huán)發(fā)展成為了社會深化改革過程中的主流趨勢。為了能夠使冶金行業(yè)中多余熱量效能得到充分利用，我們應(yīng)當積極開展研究通過對相關(guān)技術(shù)的改造，提高對冶金多余熱能的回收利用效率，支援社會經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展。

　　關(guān)鍵詞：冶金余熱;熱回收效率

　　伴隨著深化改革步伐的進一步深入，加快節(jié)能、環(huán)保型社會進度，堅持可持續(xù)、可循環(huán)性發(fā)展原則，成為了當下各行業(yè)經(jīng)濟領(lǐng)域發(fā)展遵循的行為準則，一方面，快速的社會發(fā)展步伐使我國目前正面對著嚴峻的資源使用形勢，包括自然、社會等資源的承載力都達到了一定的限度，節(jié)能環(huán)保已經(jīng)刻不容緩;一方面冶金行業(yè)作為資源消耗最大的行業(yè)領(lǐng)域，提高其資源的有效利用率推動可持續(xù)性循環(huán)進程是未來其行業(yè)發(fā)展的主導方向，因此加快冶金行業(yè)效能的有效利用，充分提高熱能的回收率，形成“熱能—回收—熱能”的良性循環(huán)，是當下進行冶金行業(yè)改革升級的重點工作之一。

　　1 冶金余熱的主要內(nèi)容及特征

　　從行業(yè)領(lǐng)域劃分當中我們得知，冶金余熱指的是在相關(guān)冶煉企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營運作下，從礦物中提取金屬或金屬化合物，用各種加工方法將金屬制成具有一定性能的金屬材料的過程和工藝，而在此過程中產(chǎn)生的多余熱量，其產(chǎn)生過程主要包含兩個方面，一方面產(chǎn)生于在進行礦物冶煉的過程中，受礦物本身的分子結(jié)構(gòu)變化以及冶煉設(shè)備的正常運作所產(chǎn)生的熱量;一方面，就是在結(jié)束冶煉過程時產(chǎn)生的冶煉廢渣，由于剛剛進行完冶煉進程，其廢渣本體在運作過程中形成了大量的熱能。相比之下后者所產(chǎn)生的余熱比前者所產(chǎn)生的余熱要多，前者的余熱在實施冶煉流程過程中被逐步散發(fā)掉，而作為冶煉后的產(chǎn)物保存了較多的余熱。

　　2 冶金余熱回收的發(fā)展現(xiàn)狀

　　作為支援社會改革發(fā)展重要的物資，包括鋼鐵等在內(nèi)的一系列金屬制品，其冶煉技術(shù)、效率以及質(zhì)量的提高則改變了社會建設(shè)發(fā)展的進程。而當下，快節(jié)奏的社會發(fā)展步伐，使得我國各行業(yè)領(lǐng)域建設(shè)對于金屬制品的要求不斷增高，從實踐過程當中我們可以看到，傳統(tǒng)的冶金技術(shù)對于能源的消耗以及物資的使用依賴程度逐步提升，已經(jīng)不能夠適應(yīng)當下以節(jié)能、環(huán)保為主題的生產(chǎn)建設(shè)，在金屬冶煉過程中所產(chǎn)生的大量熱能由于不能夠形成有效的回收利用，直接排放到空氣當中，其熱氣內(nèi)所還有的微量金屬元素對于空氣質(zhì)量造成了污染。因此通過長期的實踐過程我們了解到，現(xiàn)有的余熱回收方式主要分為兩大類，一種是以通過增大壓強的方式將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽芰；�方式來進行，這也是現(xiàn)階段冶金行業(yè)余熱回收所采用的主要形式;一種是用水或者是水與空氣的混合物使高爐熔渣冷卻，從而回收余熱的濕法回收形式，二者因作業(yè)效率、質(zhì)量以及受用環(huán)境的不同在冶金余熱回收中產(chǎn)生重要的影響作用。

　　3熱效率的主要內(nèi)容及特征

　　熱效率在技術(shù)實踐過程當中主要指的是在進行熱量轉(zhuǎn)換的當中有效輸出的熱量與輸入的總熱量之比稱之為熱效率，分別用20℃冷卻水和20℃干空氣兩種冷流體對冶金余熱進行回收，并比較兩種余熱回收方法所產(chǎn)生的熱效率。在進行數(shù)據(jù)理論計算的當中，其對冷卻水、干空氣以及廢渣殘留物的數(shù)據(jù)指標均表示為固定常數(shù)，同時在一定余熱轉(zhuǎn)換范圍內(nèi)進行設(shè)定，使其最終產(chǎn)生的熱效率數(shù)據(jù)參數(shù)做到科學化、合理化、公平化。而從實際冶煉余熱回收轉(zhuǎn)換過程中我們了解到，余熱回收的本質(zhì)其實就是通過對熱交換設(shè)備的使用進行對流換熱，這也導致了在其數(shù)據(jù)參數(shù)確定當中引用到包括雷諾數(shù)Re，普朗特數(shù)為Pr和努塞爾數(shù)Nu在內(nèi)的三種權(quán)重系數(shù)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以20℃為衡量界限對其熱量轉(zhuǎn)換進行參數(shù)測算，以確保實際運行當中熱量回收工作的正常運轉(zhuǎn)。

　　4冶金余熱回收的熱量轉(zhuǎn)換內(nèi)容

　　通過對冶金過程的詳細了解我們得知，在具體產(chǎn)生并進行余熱回收的過程中，主要表現(xiàn)為在完成冶金產(chǎn)生的礦渣當中含有大量的熱量會通過相關(guān)技術(shù)處理，會轉(zhuǎn)化成水蒸氣中的熱量，主要通過以下兩個步驟實施完成：一方面，在風力設(shè)備的作用下，環(huán)境空氣中會將礦渣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行穿透，期間在20℃的界限標準下溫度會迅速攀升，礦渣中沒有完全得到提煉燃燒的礦物質(zhì)會與空氣當中的氧份發(fā)生物理反應(yīng)充分年燃燒，從而使得將穿透的冷空氣轉(zhuǎn)化為具有高溫度的氣體物質(zhì)，吸收礦渣中的熱量此后，高溫熱煙氣在鍋爐換熱面積中穿過，對換熱管當中的常溫水進行加熱，使其轉(zhuǎn)化為水蒸氣。此時熱煙氣的溫度會下降，并將其中的熱量傳遞給水蒸氣。在整個余熱回收過程當中，這兩個步驟的效率，將會對熱回收的效率產(chǎn)生直接的影響。

　　另一方面在第二部分轉(zhuǎn)化過程當中，承擔燃燒作業(yè)的鍋爐將會對余熱回收轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)化熱效率數(shù)據(jù)參數(shù)形成直接的影響作用，從現(xiàn)階段進行余熱回收轉(zhuǎn)化過程里，生產(chǎn)企業(yè)對于產(chǎn)生的熱效率占比來講其數(shù)值能夠達到80%—85%之間，在此當中我們要將諸如風力設(shè)備、環(huán)冷機密閉、燒結(jié)礦透氣性等方面的因素納入到余熱回收的影響范圍，運轉(zhuǎn)正常風力較強的設(shè)備以及密閉效果好的器械對于提高余熱的熱效率數(shù)值具有重要的作用，反之由于操作和技術(shù)上的失誤使得礦渣熱量會被空氣帶走很多，熱效率轉(zhuǎn)化數(shù)值下降很多，其回收轉(zhuǎn)換效能得不到提高。

　　5 探討提高冶金余熱回收方法的主要路徑

　　5.1 高爐爐頂煤氣余壓發(fā)電技術(shù)(TRT)

　　該技術(shù)多用于鋼鐵冶煉方面，其原理是轉(zhuǎn)化高爐爐頂煤氣余壓，將得到的熱量作為發(fā)電能量。高爐煤氣除塵有濕式除塵法和干式除塵法2種。實踐證明，干式除塵法的應(yīng)用效果更好。

　　5.2燒結(jié)余熱的高效利用技術(shù)

　　燒結(jié)工序所用能耗占整個生產(chǎn)過程噸鋼總能耗的10%左右，而冷卻劑、燒結(jié)機所產(chǎn)生的廢氣和煙氣熱量占到燒結(jié)工序熱量的50%以上。這說明，充分挖掘燒結(jié)工序余熱具有重要的意義。結(jié)合實際檢測數(shù)據(jù)可知，有60%的廢氣溫度低于300℃，僅有35%左右的廢氣溫度高于300℃。這說明，燒結(jié)部分的熱源多屬中低品質(zhì)。根據(jù)用戶的需求，燒結(jié)余熱可被當作動力源或是熱利用。隨著燒結(jié)余熱利用技術(shù)的不斷發(fā)展，前者處于余熱利用的主導位置，即鋼鐵企業(yè)充分應(yīng)用中低溫煙氣，使用中低品位熱源加熱水后，利用蒸汽推動汽輪機完成發(fā)電作業(yè)，由此而給企業(yè)帶來較好的經(jīng)濟效益。

　　5.3干熄焦余熱高效利用技術(shù)

　　這項技術(shù)充分利用了循環(huán)氮氣，在設(shè)備上加裝氮氣實現(xiàn)熱交換。比如，焦炭熄滅可直接回收紅焦余熱，并保證將熱能轉(zhuǎn)化為電能。此外，該方法還能消除濕氣法熄焦造成的環(huán)境污染。以某焦化廠(1×106t/a)為例，企業(yè)使用該技術(shù)可以每年減少1×105t以上燃煤造成的大氣污染。該數(shù)據(jù)基本上與1500t/a所產(chǎn)生的SO2或160t/a煙塵量相當。數(shù)據(jù)證明，企業(yè)采用這種技術(shù)可以實現(xiàn)社會效益和經(jīng)濟效益的雙豐收。

　　5.4飽和蒸汽發(fā)電技術(shù)

　　我國多數(shù)鋼企產(chǎn)生的飽和蒸汽僅用于冬季的供暖和洗浴，在其他季節(jié)它們多被排放。飽和蒸汽發(fā)電技術(shù)的出現(xiàn)解決了蒸汽外排的情況。大部分鋼企將軋鋼加熱爐由原水冷梁水冷卻方式逐漸改為汽化冷卻。這樣做的目的是提高加熱質(zhì)量，減少熱能損失，實現(xiàn)富裕飽和蒸汽并網(wǎng)發(fā)電。不僅如此，部分軋鋼加熱爐會在煙道中增加蒸發(fā)器、省煤器，必要時還增加過熱器，充分利用煙氣余熱生產(chǎn)蒸汽發(fā)電。相比加熱爐產(chǎn)汽穩(wěn)定的特性，轉(zhuǎn)爐煙氣余熱利用所產(chǎn)生的蒸汽具有明顯的不連續(xù)性和波動性。而在煙道式余熱鍋爐系統(tǒng)中增加變壓濕式蓄熱器設(shè)備，可以完全緩解由于蒸汽壓力波動而導致供汽量不均衡，以致發(fā)電系統(tǒng)不能平穩(wěn)運行的問題。該技術(shù)可以保證蒸汽的平穩(wěn)、連續(xù)輸出。使用變壓濕式蓄熱器可以保證蒸汽在均勻、穩(wěn)定和連續(xù)的狀態(tài)下輸出后，水氣分離時能夠直接推動汽輪機做功產(chǎn)生電能，而且利用富裕飽和蒸汽發(fā)電能夠?qū)崿F(xiàn)減排的目的。

　　6 結(jié)語

　　綜上所述，加強冶金余熱回收的工作效率，對于提高熱效率轉(zhuǎn)化的發(fā)展具有重要的意義，在現(xiàn)階段隨著節(jié)能環(huán)保風潮的進一步涌動，節(jié)能意識不斷深入社會各個層面，同時熱效率作為能夠反映設(shè)備的正常運行狀況以及技術(shù)應(yīng)用執(zhí)行情況的綜合數(shù)據(jù)，成為了加快余熱回收的重要技術(shù)參數(shù)保障，因此我們要通過相應(yīng)的技術(shù)改進、設(shè)備投入等方面的措施，推動熱效率轉(zhuǎn)化的提升進程，為提高熱能的有效利用提供保障。

　　參考文獻：

　　[1]鄭興華.冶金余熱回收的熱效率研究[J].世界有色金屬,2018(07):4-5.

　　[2]李延濤.冶金余熱回收的熱效率研究[J].科技與創(chuàng)新,2016(03):125.

　　作者簡介：姓名：王成軍;性別：男，民族：漢，籍貫：陜西商洛，學歷：本科;現(xiàn)有職稱：助理工程師;研究方向：熱能與動力工程。

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