电炉余热回收发表评论(0)编辑词条

    在电炉冶炼过程中会产生大量的高温含尘烟气（1000℃～1400℃），这些废气所携带的热量约为电炉输入总能量的11%，有的甚至高达20%。因此，有效回收电炉高温烟气将会产生巨大的经济效益。
    汽化冷却系统是通过汽化冷却烟道的水冷壁管来冷却烟气，一方面降低高温烟气的温度，便于除尘处理；另一方面产生了大量蒸汽，达到了余热回收的目的。汽化冷却装置既是一种重要的余热利用设备，同时也是烟气净化必不可少的前置设备。随着全球对环保、节能的高度重视，电炉汽化冷却烟道在电炉冶炼系统中的地位也越显重要。

    电炉余热回收设备还须进一步优化

    电炉余热回收在国内尚属起步阶段。目前采用的余热回收设备有热管式余热锅炉、汽化冷却余热锅炉、废热锅炉等。汽化冷却技术在转炉烟气冷却系统已成功应用近50年，技术相当成熟。考虑到电炉冶炼工艺、炉壁喷碳粉吹氧、兑铁水比例等综合因素，汽化冷却技术在电炉烟气系统中的应用，尚处于起步阶段。目前，为数不多的小电炉已经采用热管技术回收能源，但其在使用寿命和回收蒸汽的使用方面尚存在一些缺陷。国内多数电炉采用水冷烟道，其能源消耗量大，经济效益欠佳。
    电炉冶炼产生的高温烟气，其流量、温度、含尘量等参数随着电炉冶炼周期而变化，造成烟道工作条件差、热负荷变化大、热强度高。目前，电炉烟气降温主要有两类形式，第一类为不回收烟气热能的冷却系统，即烟道水冷系统；第二类为回收烟气热能的冷却系统。该类设备有热管式余热锅炉、汽化冷却余热锅炉。
    全水冷式系统：水冷系统是以满足高温烟气的降温净化为目的，该工艺不能回收利用烟气中的显热，同时还消耗大量冷却水和电能等资源，因此经济效益比较差。
    热管式余热锅炉系统：热管是通过密闭真空管壳内工作介质的相变潜热来传递热量，其传热性能类似于超导电性能，具有传热能力强，传热效率高的特点。但长期的实践证明，热管技术应用于锅炉设备中，普遍存在使用寿命短、换热性能不稳定、较短时间内传热逐渐失效、锅炉热效益逐步降低等一系列问题，因此热管技术在锅炉行业并没能得到充分应用。
    汽化冷却系统：汽化冷却利用汽化冷却管道中水的汽化吸热原理吸收烟气热量，一般分为自然循环系统、强制循环系统和复合式系统（根据烟道不同段的特点分别采用自然循环汽化冷却、强制循环汽化冷却）。

    加快电炉汽化冷却设备的应用和开发

    目前，国内电炉烟气余热的利用尚没有普及。回收利用电炉烟气常用的两种装置是废钢预热器和余热锅炉。从能量、质量的角度看，预热废钢回收的热量中可用能较多、能级较高、热价较高。从主体设备的生产工艺来看，用余热来预热废钢为优。上世纪80年代后期，日本、德国、美国等已普遍在炼钢电炉上推广废钢预热器，回收的热量可达烟气显热的30%，相当于电炉输入热量的6.2%。但从二者回收能量的数量来看，余热锅炉回收的热能较多，为预热废钢器的2.5倍。
    在冶金系统中，汽化冷却设备作为余热锅炉的一种，在转炉系统中已得到广泛的应用。电炉采用汽化冷却设备对更有效、更合理地回收电炉烟气能量有十分重要的意义。电炉烟气汽化冷却设备由汽包、除氧器、给水泵、循环泵、燃烧室、汽化段烟道等组成。含有粉尘的电炉高温烟气（约1050℃）经燃烧室缓慢通过，此时粗颗粒粉尘受重力作用沉降在燃烧室内，随后电炉烟气进入汽化烟道进一步冷却降温至约600℃，然后通过对流换热管束温度降至约300℃。最后烟气进入通风除尘管道。
    汽化烟道、汽包、循环管道等设备均采取保温措施，以防止烟气热量的损失，尽可能多地回收热能。
    有关人员对三家钢铁企业电炉余热回收采用热管式余热锅炉和废热锅炉两种方式的使用情况进行了比较，得出以下结论：
    一是热管余热锅炉由于入口烟气温度不能太高，必须兑入大量冷风，大大增加了烟气量。由于系统阻力增大，则必须加大风机的能力，运行成本随之增加。同时，系统排烟量增加，降低了余热回收效率。
    二是热管自身传热介质的高温性能差，热管锅炉产生的蒸汽品位较低，导致中间缓冲蓄热器不能充分发挥作用，引起蒸汽放散严重，蒸汽利用率低。
    三是现代钢铁企业蒸汽用户的压力一般在0.8兆帕左右，余热锅炉产生的蒸汽压力一般可达到3.0兆帕以上，蒸汽的品位较高，这样就可充分发挥中间缓冲蓄热器的作用，回收蒸汽不放散，蒸汽利用率高。
    目前，我国电炉的汽化冷却烟气回收技术水平与国际先进国家相比还有较大差距。因此，在系统地消化引进国外电炉汽化冷却烟道技术的基础上，亟待开发适合我国钢铁企业的电炉汽化冷却烟道装备技术，以加快钢铁企业节能降耗和环保的步伐。