论文部分内容阅读
摘要：钢铁工业是国民经济的基础，是国家经济建设顺利展开和发展的保障和支持。但钢铁工业虽然带动了经济的发展，给我们的生活和工作带来了极大的便利。但同时它也给我们的生活和发展带来许多问题。其中最主要的问题就是其所排放的烟气问题，烟气不仅污染环境，而且烟气自身带有大量热量，我们不加利用随意排放，给企业形象造成重大损失。19大以来，国家对环保要求日益严格，企业必须加强环保意识，特别是烟气排放管理，才能保障企业发展，给企业带来利润。基于此本文分析了邯宝炼钢转炉烟气余热回收利用，以供参阅。
关键词：炼钢转炉；烟气余热；回收利用
引言
钢铁生产流程中投入的大量能源，主要是为钢铁产品的生产创造和维持一个高温反应与变形的条件，大部分转变为二次能源被大量放散。有效回收利用钢铁流程中的二次能源，是钢铁企业降低能耗的重要途径。而多种冶金工业炉排放的大量高温烟气具有能源回收利用的巨大潜力，其中炼钢转炉烟气因其不稳定性、工艺复杂性为实现其有效回收利用增加了难度，因此进一步加强对其的研究非常有必要。
1烟气热能利用的原则
1.1燃料的燃烧尽可能在高温下进行
温度越高，得到的烟气所具有的火用值越大。燃料种类很多，不但它们的发热量有很大差别，而且绝热燃烧温度也不同，因此，在利用燃烧产物的热能时，从确的观点，它的使用价值不仅要看热能的数量，还要看它的火用值。而燃烧产物的火用值与绝热燃烧温度有关。高热值燃料由于理论燃烧温度高，燃烧产物的火用值与低热值燃料燃烧产物的使用价值相比，高出的倍数将大于热值相差的倍数。因此，在评价燃料时，仅从热值考虑是不够全面的，应考虑燃料在质量的差异，并应根据不同设备对燃料能质要求的不同，合理地加以使用。在能源管理中，应根据对实际利用的燃烧产物的能级要求，选择所需的燃料。
1.2尽量减小火用损失
由于少火用损失是由各种不可逆过程中造成的，因此在利用烟气热能的场合，应设法减小各类不可逆损失，包括减小传热温差，避免节流和摩擦等。在烟气热能的利用过程中，不同的生产工艺以及生活消费对热能的质量有不同的要求。要使热能得到合理利用，就必须根据用户需要，按质提供热能，不仅在数量上要满足，而且在质量上要相匹配，从而达到热尽其用。如果把高质量热能用于只需低质量热能的场合，必然是大材小用，造成不必要的火用值的浪费。
1.3尽可能采用总能系统的概念
总能系统的主要含义为按照能量品位的高低进行梯级利用，安排好功、热冷与工质内能等多种能量之间的配合关系与转换利用，不仅要着眼于提高单一的设备或工艺的能源利用率，而且要全面考虑热力、动态、控制、经济、环保等多因素、多目标，以取得最佳的总效果。能源动力系统可分为三代。第一代基本上以热力学第一定律为基础，追求有较高总能利用率第二代的特点是基于第二定律万'注意到能量的品位差别与梯级利用，开始提出总能系统第三代则全面发展了总能系统，注意多学科的交叉结合。常用的总能系统已得到广泛的应用，且形式多种多样，如联合循环，电热并供，先热利用，余热利用，多联产，多重联合循环以及总能工厂等。
2炼钢转炉烟气热能回收利用现状分析
转炉炼钢过程中由于C—O反应产生大量富含可燃气体（CO）的烟气，吨钢可达200Nm3，烟气主要含有CO、C02、02和基本成分为氧化铁的尘粒，烟气温度为1550～1700℃，CO含量为40—80%，含尘量为1509/Nm3。这部分烟气带出大量潜热和显热，这些有害气体若直接外排，会严重污染大气环境，钢铁企业必须对转炉烟气进行有效治理。在治理的同时，尽可能回收烟气中的热能和化学能，以降低炼钢工序能耗，减少环境污染。转炉采用间歇性作业，每炉冶炼周期大约为25～30min，其中吹炼时间12-18min。在吹炼过程中熔池脱碳产生大量CO煤气，可以进行回收。而在冶炼间歇时间烟道里充满了大量的冷空气，对转炉烟气余热的回收利用造成困难。
3炼钢过程中采用的一般性烟气余热处理技术
这里说的一般技术不是指一些具体的机器设备，而是指使用這些设备的情况下所应该遵循的基本行为规范。这些规范体现在实际的操作过程之中，好好利用会保证机器的使用寿命和烟气余热处理质量。这些技术是在中外各大企业中实践过程中总结出来的，他们为经验所证明是普遍有效的，是能够在较短的实践里解决问题，提高企业的经济效益的，所以值得大大提倡和使用推广。这些具体条例如下：（1）电炉烟气温度在一个炼钢周期中变化很大，必须设计计算出合理的烟气流量，给烟道各部件选择合适的水汽循环方式。这些循环方式需要专门技术人员进行考察后做必要的设置。（2）电炉烟气一般含尘量在10g/m3左右，烟尘黏性大，所以必须选定合适的清灰系统，设计适宜的高效对流换热系统。换热系统是烟气余热处理中的核心设备，一般清灰系统选择激波吹灰系统较为适宜，不应该在这里过分计较机器的开支。（3）烟道截面宜优先选用圆形，并根据自清灰的原则设计合适的烟气流速。流速虽然调节的幅度很大，但流速过大也要注意磨损机器和设备。（4）将三通阀应用到电炉汽化冷却烟道中，在电炉吹氧冶炼期，汽化冷却烟道末端采用自然循环方式运行，在非吹氧冶炼期，通过三通阀自动转换到强制循环方式。只有必要的强制才能较好的清理烟气和余热。并且采用汽化冷却烟道技术还能产生很明显的经济、社会效益。这些其实上面已经做了仔细的分析，这里就不再多说。但是很多人或许会问，要进一步提高效益可有途径，当然有，这就是我们必须合理地采用负压进技术压进渣料。压进渣料的做法可以大大降低烟气的排放，减小余热不必要的浪费，是一种较为理想的清除烟气余热的方法。
结束语
总之，炼钢转炉烟气余热回收具有非常重要的意义，可有效降低济钢炼钢工序能耗，为企业降低成本增加效益发挥积极作用，具有很大推广价值，将推动我国钢铁工业在余热利用领域的技术进步，因此进一步加强对其的研究非常有必要。
参考文献：
[1]关宗山.世界钢铁企业节能新思路[J].鞍钢技术，2014（7）
[2]童建民.提高转炉OG效率的对策[J].工业安全与环保，2013（12）
[3]刘纪福.实用余热回收利用技术[J].北京：机械工业出版社，2015（04）.
关键词：炼钢转炉；烟气余热；回收利用
引言
钢铁生产流程中投入的大量能源，主要是为钢铁产品的生产创造和维持一个高温反应与变形的条件，大部分转变为二次能源被大量放散。有效回收利用钢铁流程中的二次能源，是钢铁企业降低能耗的重要途径。而多种冶金工业炉排放的大量高温烟气具有能源回收利用的巨大潜力，其中炼钢转炉烟气因其不稳定性、工艺复杂性为实现其有效回收利用增加了难度，因此进一步加强对其的研究非常有必要。
1烟气热能利用的原则
1.1燃料的燃烧尽可能在高温下进行
温度越高，得到的烟气所具有的火用值越大。燃料种类很多，不但它们的发热量有很大差别，而且绝热燃烧温度也不同，因此，在利用燃烧产物的热能时，从确的观点，它的使用价值不仅要看热能的数量，还要看它的火用值。而燃烧产物的火用值与绝热燃烧温度有关。高热值燃料由于理论燃烧温度高，燃烧产物的火用值与低热值燃料燃烧产物的使用价值相比，高出的倍数将大于热值相差的倍数。因此，在评价燃料时，仅从热值考虑是不够全面的，应考虑燃料在质量的差异，并应根据不同设备对燃料能质要求的不同，合理地加以使用。在能源管理中，应根据对实际利用的燃烧产物的能级要求，选择所需的燃料。
1.2尽量减小火用损失
由于少火用损失是由各种不可逆过程中造成的，因此在利用烟气热能的场合，应设法减小各类不可逆损失，包括减小传热温差，避免节流和摩擦等。在烟气热能的利用过程中，不同的生产工艺以及生活消费对热能的质量有不同的要求。要使热能得到合理利用，就必须根据用户需要，按质提供热能，不仅在数量上要满足，而且在质量上要相匹配，从而达到热尽其用。如果把高质量热能用于只需低质量热能的场合，必然是大材小用，造成不必要的火用值的浪费。
1.3尽可能采用总能系统的概念
总能系统的主要含义为按照能量品位的高低进行梯级利用，安排好功、热冷与工质内能等多种能量之间的配合关系与转换利用，不仅要着眼于提高单一的设备或工艺的能源利用率，而且要全面考虑热力、动态、控制、经济、环保等多因素、多目标，以取得最佳的总效果。能源动力系统可分为三代。第一代基本上以热力学第一定律为基础，追求有较高总能利用率第二代的特点是基于第二定律万'注意到能量的品位差别与梯级利用，开始提出总能系统第三代则全面发展了总能系统，注意多学科的交叉结合。常用的总能系统已得到广泛的应用，且形式多种多样，如联合循环，电热并供，先热利用，余热利用，多联产，多重联合循环以及总能工厂等。
2炼钢转炉烟气热能回收利用现状分析
转炉炼钢过程中由于C—O反应产生大量富含可燃气体（CO）的烟气，吨钢可达200Nm3，烟气主要含有CO、C02、02和基本成分为氧化铁的尘粒，烟气温度为1550～1700℃，CO含量为40—80%，含尘量为1509/Nm3。这部分烟气带出大量潜热和显热，这些有害气体若直接外排，会严重污染大气环境，钢铁企业必须对转炉烟气进行有效治理。在治理的同时，尽可能回收烟气中的热能和化学能，以降低炼钢工序能耗，减少环境污染。转炉采用间歇性作业，每炉冶炼周期大约为25～30min，其中吹炼时间12-18min。在吹炼过程中熔池脱碳产生大量CO煤气，可以进行回收。而在冶炼间歇时间烟道里充满了大量的冷空气，对转炉烟气余热的回收利用造成困难。
3炼钢过程中采用的一般性烟气余热处理技术
这里说的一般技术不是指一些具体的机器设备，而是指使用這些设备的情况下所应该遵循的基本行为规范。这些规范体现在实际的操作过程之中，好好利用会保证机器的使用寿命和烟气余热处理质量。这些技术是在中外各大企业中实践过程中总结出来的，他们为经验所证明是普遍有效的，是能够在较短的实践里解决问题，提高企业的经济效益的，所以值得大大提倡和使用推广。这些具体条例如下：（1）电炉烟气温度在一个炼钢周期中变化很大，必须设计计算出合理的烟气流量，给烟道各部件选择合适的水汽循环方式。这些循环方式需要专门技术人员进行考察后做必要的设置。（2）电炉烟气一般含尘量在10g/m3左右，烟尘黏性大，所以必须选定合适的清灰系统，设计适宜的高效对流换热系统。换热系统是烟气余热处理中的核心设备，一般清灰系统选择激波吹灰系统较为适宜，不应该在这里过分计较机器的开支。（3）烟道截面宜优先选用圆形，并根据自清灰的原则设计合适的烟气流速。流速虽然调节的幅度很大，但流速过大也要注意磨损机器和设备。（4）将三通阀应用到电炉汽化冷却烟道中，在电炉吹氧冶炼期，汽化冷却烟道末端采用自然循环方式运行，在非吹氧冶炼期，通过三通阀自动转换到强制循环方式。只有必要的强制才能较好的清理烟气和余热。并且采用汽化冷却烟道技术还能产生很明显的经济、社会效益。这些其实上面已经做了仔细的分析，这里就不再多说。但是很多人或许会问，要进一步提高效益可有途径，当然有，这就是我们必须合理地采用负压进技术压进渣料。压进渣料的做法可以大大降低烟气的排放，减小余热不必要的浪费，是一种较为理想的清除烟气余热的方法。
结束语
总之，炼钢转炉烟气余热回收具有非常重要的意义，可有效降低济钢炼钢工序能耗，为企业降低成本增加效益发挥积极作用，具有很大推广价值，将推动我国钢铁工业在余热利用领域的技术进步，因此进一步加强对其的研究非常有必要。
参考文献：
[1]关宗山.世界钢铁企业节能新思路[J].鞍钢技术，2014（7）
[2]童建民.提高转炉OG效率的对策[J].工业安全与环保，2013（12）
[3]刘纪福.实用余热回收利用技术[J].北京：机械工业出版社，2015（04）.