Recupero del calore di scarto per la raffinazione dell'acciaio
1, Principali risorse di calore di scarto nella metallurgia dell'acciaio (classificate in base alla temperatura)
1. High temperature waste heat (>500 gradi) - valore elevato-e facile da recuperare
Source: Coke oven raw gas (800 ℃), converter flue gas (600-800 ℃), steel slag sensible heat (>600 gradi), forno elettrico/gas di combustione del forno di riscaldo (800-1200 gradi).
Metodi di utilizzo: La caldaia a calore residuo produce vapore per la produzione di energia, preriscalda gas/aria di combustione e recupera il calore residuo dalle scorie di acciaio.
2. Calore di scarto a temperatura media (150-500 gradi) - grande quantità, il tasso di utilizzo deve essere migliorato
Fonte: gas di combustione di sinterizzazione (350-400 gradi), gas di combustione di altoforno caldo (250 gradi), gas di combustione di forni di riscaldamento laminati in acciaio (200-400 gradi).
Utilizzo: preriscaldamento di aria/gas, generazione di energia ORC a bassa-temperatura, produzione di vapore.
3. Calore di scarto a bassa temperatura (<150 ℃) - difficult to disperse and recover
Fonte: acqua di lavaggio delle scorie di altoforno (80-90 gradi), drenaggio della torre di raffreddamento, gas di scarico a bassa temperatura, acqua di raffreddamento delle apparecchiature.
Utilizzo: riscaldamento di stabilimenti, acqua calda sanitaria, preriscaldamento dell'acqua di processo, produzione di energia ORC.
2, Tecnologia tradizionale di recupero del calore di scarto e scenari applicativi
1. Processo di cokeria: recupero del calore di scarto del gas grezzo in risalita
Tecnologia: Lo scambiatore di calore a tubi ascendenti recupera il calore sensibile del gas grezzo a 800 gradi e produce vapore a media e alta pressione (maggiore o uguale a 4,0 MPa) o vapore surriscaldato superiore a 400 gradi.
Vantaggio: in sostituzione dei forni per il riscaldamento a gas dei forni da coke, sono stati applicati più di 100 forni da coke come Baosteel e Shougang, creando milioni di vantaggi annuali.
2. Processo di produzione del ferro: utilizzo della pressione/calore residuo del gas di altoforno
Generazione di energia a pressione residua TRT: recupero della pressione superiore dell'altoforno (0,2-0,3 MPa), elevata efficienza di generazione di energia, generazione di 30-40 kWh di elettricità per tonnellata di ferro e significativa riduzione annuale delle emissioni.
Caldaia per il calore di scarto a gas di altoforno: il gas a basso potere calorifico (che rappresenta il 53% del calore di scarto) viene utilizzato per la generazione di energia supercritica, con un'efficienza del 44%+ e una fornitura elettrica annua di oltre 1 miliardo di kWh.
3. Processo di produzione dell'acciaio: recupero del calore di scarto dei gas di combustione/scorie di acciaio del convertitore
Caldaia per recupero calore fumi convertitore: recupera i gas di scarico a 600-800 gradi, produce vapore e si collega alla rete; Il sistema antideflagrante risolve i problemi di esplosione e accumulo di polvere e aumenta il recupero del vapore di oltre il 40%.
Recupero del calore sensibile delle scorie di acciaio: il recupero del calore di scarto delle scorie di acciaio fuso a 1500 gradi, con un tasso di recupero superiore all'80%, può generare elettricità o vapore.
4. Processo di sinterizzazione/laminazione: recupero del calore di scarto dai gas di combustione
Caldaia per calore di scarto di sinterizzazione: recupera gas di combustione a 350-400 gradi, produce vapore a media pressione e 75-182 kg di vapore minerale sinterizzato per tonnellata.
Preriscaldamento dei gas di scarico del forno di riscaldamento: il preriscaldamento dell'aria/del gas di combustione con i gas di scarico a 200-400 gradi può ridurre il consumo di carburante del 20% -30%.
5. Tecnologia generale per il calore di scarto a media e bassa temperatura
Ciclo Rankine organico (ORC): adatto per fonti di calore a 150-300 gradi, che genera oltre 10 kWh di elettricità per tonnellata di acciaio, con un ritorno sull'investimento di 3-5 anni.
Scambiatore di calore/tubo di calore a medio calore: scambio di calore gas gas/gas-liquido, preriscaldamento aria/gas, compatto ed efficiente.
3, Benefici principali (prendendo come esempio un impianto siderurgico da 5 milioni di tonnellate/anno)
Risparmio energetico e riduzione dei costi: la produzione di energia termica di scarto sostituisce l’elettricità acquistata, risparmiando decine di milioni di yuan in bollette elettriche annuali; Ridurre il consumo di carburante del 15%-30%.
Significativa riduzione delle emissioni di carbonio: per ogni 1 GJ di calore di scarto recuperato, si ottengono 80-100 kg di riduzione delle emissioni di carbonio; la riduzione annua di CO₂ è di centinaia di migliaia di tonnellate.
Autosufficienza energetica-: la produzione di energia termica di scarto rappresenta il 30%-50% del consumo di elettricità dello stabilimento, migliorando la stabilità dell'alimentazione elettrica.
Utilizzo completo: il riscaldamento del calore di scarto copre l'area dello stabilimento e le comunità circostanti, risparmiando migliaia di tonnellate di carbone standard ogni anno.
4, Percorso di implementazione (quattro fasi)
Verifica del bilancio termico: identificare i punti caldi residui, le temperature e le portate in tutta la fabbrica e determinare le priorità di riciclaggio.
Priorità alta temperatura: prima costruzione di cokeria/convertitore/caldaia per il calore di scarto di sinterizzazione TRT, generazione di energia a gas supercritico.
Integrazione di media e bassa temperatura: ORC, sistema di preriscaldamento, riscaldamento del calore di scarto/fornitura di vapore.
Controllo intelligente: monitoraggio e ottimizzazione del flusso di calore tramite AI, realizzazione della visualizzazione del flusso di calore, avviso di guasto ed efficienza energetica a circuito chiuso-.
