冶金厂余热利用.docx

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1、冶金厂余热利用设计冶金厂余热利用设计            (designof wasteheatutilizationinmetallurgicalworks)对冶金生产过程中排放到周围环境或进入下一个生产工序的载热体进行冷却并回收余热，以满足工艺需要，提高冶金厂能源利用率的一种设计。余热是余能的一个主要部分，它是以环境温度为基准的、从被考察体系排出的载热体可释放的热量，它包括实际上可利用和不可利用两部分热量。由于冶金厂是耗能的大户，而且载热体的冷却又是冶金厂的重要课题，所以其余热利用设计甚为重要。在进行此项设计时，除了应遵循一般的设计程序和规范外，首要的是了解余

2、热资源的种类、数量和特性；其次是利用方法的选择。冶金厂余热资源的种类、数量和特性        冶金厂中有固态、液态和气态载体余热三种。据1986年的统计，中国钢铁工业的能源消耗量为7970万t标煤，其中可利用的余热资源量为750万t标煤(指的是按当时余热回收利用的技术水平计算，从1980年到1986年底可能利用的余热资源)，已利用的余热资源量为170万t标煤(指的是1980年到1986年底所回收利用的余热资源量)，尚未利用的还有580万t标煤。又据1985年的调查，有色冶金厂可利用的余热资源约为每年100万t标煤，已利用的余热资源量约为每年30万t标煤。由此可见余

3、热利用潜力的巨大。抬金厂常见的余热载体及其特性如下，在进行余热利用设计时，都是需要进行认真研究的。(1)烟气余热。耗用燃料或自热熔炼的冶金炉窑通常都有高温烟气(包括可燃和不可燃的)排出，这是冶金厂最常见的气态余热载体的形式，它们的产量大，产出点集中，有的不含有可燃成分而且连续性较好，便于回收利用。例如钢坯加热炉，冶炼铜、镍的闪速炉等。但也有一些含有可燃成分的烟气，例如氧气转炉的烟气，含有大量的CO气体，而且是间断产出的；又例如部分有色冶金炉窑的烟气，含有SO2和粘结性较强的烟尘。(2)产品(包括中问产品)余热。例如焦炉产出的焦炭，热轧后的钢坯(材)，都是固态载热体，

4、其温度都在1000℃左右，具有大量显热。(3)炉渣余热。在冶金炉的冶炼过程中，往往要产出大量的炉渣，例如高炉、转炉和电炉等，其温度都在1000℃以上，但排渣是间断的又是熔融状态的。(4)冷却水余热。冶金炉的炉身、烟罩和炉门框等冷却构件，排出的冷却水其温度虽然不高(通常不高于40℃)，但数量较大，所以也含有大量余热。(5)排汽余热。例如以蒸汽为动力的锻锤排汽，虽然还具有一定的能量可以利用，但这种蒸汽含油，压力很低，而且数量不多。(6)冷凝水余热。在冶炼生产过程中使用的蒸汽，当放热冷凝成水时，还具有一定量的物理热，这种水也会有各种污染物夹杂其中，且余热量较少。余热利用的

5、方法      在上述的余热资源种类中，以烟气、高温产品、炉渣和冷却水的余热资源量较多，常见的利用方法有余热锅炉法和汽化冷却法等。(1)余热锅炉法。冶金厂中已广泛采用此法于高温载热体的冷却和回收余热，此法既可用于利用高温产品的余热，又可用于利用可燃和不可燃烟气的余热。例如平炉、钢坯加热炉、氧气顶吹转炉、有色冶金炉窑的烟气余热以及赤热焦炭的余热等。这些余热锅炉通常用来生产各种参数的蒸汽或热水，分别用于生产、发电和生活。(2)汽化冷却法。冶金厂中许多冶金炉的炉身和其他构件，由于处于高温下工作，必须进行冷却。传统的水冷方法，虽然具有系统简单、运行可靠的优点，但此法是利用普

6、通工业水的温升吸收热量，因此有水耗量大、构件水侧可能结垢、使用寿命短等缺点。汽化冷却是利用软化水在冶金炉的冷却构件中被加热变成蒸汽的方法来吸收构件的热量而使它得到冷却的，其蒸汽可用于生产和生活，从而节约能源。汽化冷却与水冷相比，虽然系统比较复杂，但由于它能够减免水冷的缺点，因此，在冶金厂中使用较多。(3)20世纪80年代以来，某些冶金炉，例如大型高炉的炉身等，有的改用密闭强制循环冷却法。其优点是，采用纯水作冷却介质，不汽化，故能保持较低的构件壁面温度，从而延长了构件寿命，但也有热量未利用和耗电量大等缺点。国外余热利用技术的动向          自从1973年发生的

7、第一次石油危机波及到世界上绝大多数国家后，世界上的许多国家都开始重视节约能源的工作，特别是工业发达国家的冶金工业都先后制定了节能计划，其中比较著名的是日本国的《月光计划》。这个计划的主要研究范围是工厂内的余热利用系统和包括工厂四周用户在内的综合用能系统，其重点开发研究项目包括：热回收技术、换热技术、热输送技术和热储藏技术。日本国月光计划的一个冶金厂的余热利用技术系统见图。钢铁生产四种余热余能的回收利用    钢铁生产过程中余热余压能的回收利用对降低生产的总能耗和节约成本具有重要意义。钢铁生产过程的发展，一方面要采用先进技术降低余热余能的产生量，例如连铸坯的直接轧