Esigenze di risparmio energetico e valore del calore residuo nell'industria siderurgica
Principio tecnico: meccanismo di risparmio energetico di cattura multidimensionale e conversione a cascata
Il recupero del calore di scarto delle caldaie delle acciaierie si basa sul principio dello scambio termico termodinamico e adotta percorsi tecnici differenziati per ottenere un'efficiente conversione dell'energia per risorse di calore di scarto a diversi livelli di temperatura
Sistema di riciclaggio graduale: in base alla temperatura del calore di scarto, è suddiviso in tre livelli di riciclaggio: alta temperatura (sopra 600 gradi), temperatura media (200-600 gradi) e bassa temperatura (sotto 200 gradi). Il calore di scarto ad alta temperatura (come i gas di scarico della sinterizzazione e le scorie di altoforno) viene utilizzato per generare vapore ad alta pressione attraverso una caldaia a calore di scarto per alimentare la produzione di energia; Il calore di scarto a media temperatura (come il gas di cokeria e il gas di scarico della laminazione dell'acciaio) viene utilizzato per riscaldare o fornire calore nei processi di produzione; Il calore di scarto a bassa temperatura (come gas di combustione e acqua condensata dopo la desolforazione) viene recuperato attraverso uno scambiatore di calore in acciaio fluoroplastico per ottenere un notevole risparmio energetico.
Tecnologia di trasferimento del calore principale: tecnologie avanzate come il trasferimento di calore del tubo alettato a forma di H-, la combustione del mezzo poroso e il trasferimento di calore della piastra tubiera a vortice vengono adottate per migliorare l'efficienza del trasferimento di calore. Ad esempio, il tubo alettato a forma di H adotta un design di trasferimento di calore a corsa multipla, che consente all'acqua deossigenata di assorbire il calore dai gas di scarico e convertirlo in acqua calda ad alta-temperatura, che viene quindi generata in vapore saturo attraverso l'evaporatore. L'efficienza del trasferimento di calore è migliorata del 15% -20% rispetto alle apparecchiature tradizionali; La tecnologia di combustione con mezzi porosi utilizza la capacità di accumulo del calore del materiale per recuperare il calore di scarto dei gas di combustione ad alta temperatura, preriscaldare i gas di combustione per ridurre il consumo di energia.
Percorso di conversione diversificato: formare un modello di utilizzo multi-dimensionale di "produzione di energia+riscaldamento+riutilizzo dei processi". Il calore di scarto ad alta temperatura viene convertito in energia elettrica attraverso un generatore a turbina a vapore, mentre il calore di scarto a media e bassa temperatura viene utilizzato per il riscaldamento urbano o riutilizzato nei processi produttivi (come la deumidificazione dell'altoforno e il preriscaldamento della sinterizzazione) attraverso un sistema di scambio di calore, ottenendo il massimo utilizzo dell'energia in cascata.
Tecnologia e attrezzature principali: progettazione specializzata adattata alle condizioni di lavoro dell'acciaio
Il funzionamento efficiente del sistema di recupero del calore residuo per le caldaie delle acciaierie si basa su mirate innovazioni degli apparati tecnologici:
Apparecchiature per la generazione di energia termica di scarto ad alta temperatura: un dispositivo di generazione di energia a turbina (TRT) di grandissime dimensioni, ad alta-efficienza energetica-a risparmio di gas di altoforno con recupero della pressione residua, che cattura l'energia di pressione del gas superiore dell'altoforno e spinge l'espansore della turbina a svolgere lavoro e generare elettricità, con un'efficienza del sistema fino al 92%; Il sistema pulito di generazione di energia termica di scarto della cokeria adotta una tecnologia di riscaldamento intermedio ad alta temperatura e- pressione ultra alta per convertire il calore di scarto dei gas di scarico della cokeria in vapore con parametri elevati, promuovere la produzione di energia con turbine a vapore e guidare il settore nell'efficienza energetica completa.
Attrezzatura per il recupero del calore di scarto a bassa temperatura: economizzatore e condensatore a bassa temperatura- in nuovo materiale in acciaio fluoroplastico, disposti rispettivamente prima e dopo la torre di desolforazione, per recuperare il calore sensibile e latente dei gas di combustione e può ridurre la temperatura dei gas di scarico al di sotto di 150 gradi; Scambiatori di calore integrati intelligenti, scambiatori di calore a piastre tubiere a vortice e altre apparecchiature hanno risolto le condizioni di lavoro del calore di scarto in acciaio contenente polvere, zolfo e fluttuazioni intermittenti e hanno migliorato il tasso di utilizzo del calore di scarto a bassa-temperatura.
Sistema di controllo intelligente: attraverso il centro di gestione dell'energia, si ottengono il monitoraggio completo e la pianificazione del processo, la raccolta in tempo reale-di parametri quali la temperatura dei gas di scarico della caldaia, la pressione, la portata, ecc. e la corrispondenza intelligente del carico operativo dell'apparecchiatura di recupero. Ad esempio, la piattaforma di controllo energetico costruita da Puyang Iron and Steel controlla il tasso di rilascio del gas entro lo 0,5% e consente di risparmiare 94.000 tonnellate di carbone standard all’anno.
Tendenza del settore: l’aggiornamento tecnologico porta a una profonda conservazione dell’energia
Spinta dal duplice obiettivo del "doppio carbonio" e dello sviluppo del settore di alta-qualità, la tecnologia di recupero del calore di scarto delle caldaie delle acciaierie si sta evolvendo in tre direzioni principali:
Integrazione completa del processo: abbattere le barriere del processo, integrare le risorse di calore di scarto derivanti dalla sinterizzazione, dalla cokeria, dalla produzione del ferro, dalla laminazione dell'acciaio e da altri processi e costruire un sistema di utilizzo a cascata tra processi. Ad esempio, nel progetto di recupero del calore di scarto della fornace circolare di Baosteel a Shanghai, il calore sensibile e latente dei gas di scarico viene recuperato attraverso una caldaia a condensazione a duplice scopo-, ottenendo il recupero energetico dell'intera catena.
Utilizzo approfondito del calore di scarto a bassa-temperatura: concentrarsi sulle risorse di calore di scarto a bassa-temperatura inferiore a 200 gradi, promuovendo tecnologie come il recupero della condensa dell'acciaio fluoroplastico e l'accumulo di calore a cambiamento di fase, riducendo ulteriormente la temperatura dei gas di scarico e migliorando l'efficienza di utilizzo del calore di scarto. Ad esempio, il Zhejiang Materials and Environmental Energy Project ha risparmiato 8.388 tonnellate di carbone standard all’anno recuperando il calore di scarto prima e dopo le torri di desolforazione.
Intelligenza e greenizzazione: integrazione dell’IoT e delle tecnologie dei big data per ottenere il controllo dinamico e l’avviso di guasti dei sistemi di recupero del calore di scarto; Allo stesso tempo, promuovere materiali ecologici come mezzi di scambio termico privi di fluoro e rivestimenti ecocompatibili ad alta-efficienza, ridurre l'impronta di carbonio delle apparecchiature e incoraggiare l'industria siderurgica a muoversi verso "emissioni prossime allo zero".
Essendo una tecnologia fondamentale per il risparmio energetico e la riduzione delle emissioni di carbonio nell'industria siderurgica, il recupero del calore di scarto delle caldaie si sta spostando dal recupero del singolo processo alla collaborazione completa del processo, dall'utilizzo del calore di scarto ad alta-temperatura all'estrazione in profondità a basse temperature e dalle attrezzature tradizionali all'ammodernamento ecologico intelligente, fornendo energia sostenuta all'industria siderurgica per raggiungere la creazione di parametri di riferimento in termini di efficienza energetica e una trasformazione a basse- emissioni di carbonio.