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1、余热余能资源利用现状与前景分析摘要：概括了我国钢铁工业余热余能资源分布、利用状况,分析了行业能耗指标，余热余能资源回收利用的潜能,可以指导钢铁企业充分利用余热余能资源,提高能源回收利用率,实现节能减排和降低企业能源成本。关键词:余热余能节能减排前景分析引言：钢铁行业是高耗能行业，在消耗能源推动能源转变的同时会产生大量的余热余能，但是我国能源利用效率较低。当然随着钢铁技术的发展，越来越多的余能回收技术得到广泛的应用，且做到较好的节能和降本成效，缓冲了当前经济形势对行业造成的冲击。但是企业对余热余能的利用还处在较低水平，主要表现在余热余能资
2、源的利用深度和已回收能源的有效利用程度两个方面，那么如何提高这两方面的水平，对面临着节能减排任务和严峻的经营形势压力的钢铁行业具有重要的积极意义。1.余热余能利用的现状分析节能减排是现代工业和生态环境所要必需的，各个国家都采取了相应的措施。在余热余能利用上,日本新日铁公司的余热余能回收率已达到92%以上,其企业能耗费用占产品成本的14%。我国比较先进的企业,如宝山钢铁股份有限公司的余热余能回收率达到68%,其能源费用占企业产品成本的21.3%。而大多数钢铁企业的余热余能回收率不到50%。能源费用占产品成本的30%以上。我国的钢铁企业也在
3、探索新技术、新思路。首钢在曹妃甸地区正在建设一个具有国际先进水平的钢铁联合企业。新建的首钢京唐钢铁联合有限责任公司采用国际先进工艺装备,以建设具有国际竞争力的板材精品基地为发展目标,建设规模为年产钢坯970万t。生产流程为原料、焦化、烧结、球团、炼铁、炼钢、连铸、热轧、冷轧的长流程生产工艺。各生产工序均配置了先进的工艺设备,具备了实施循环经济的条件。按照循环经济的理念,通过科学规划,建立起物质循环、能源循环及废弃物再资源化生产体系,使企业在节能、节水、降耗及资源综合利用等方面的技术经济指标均达到国际先进水平。1.1资源的分布与利用(1)
4、资源分布按工序:铁前(铁、烧、焦)余热余能资源量几乎占到了总量的四分之三,尤其以炼铁工序最为突出,这与钢铁行业铁前区域能源消耗占总能耗的60%以上基本保持一致,是节能挖潜的重点。按资源类别:产品显热(包括主要产品和附属产品)及废烟气显热是余热资源存在的主要形式,约占70%,这主要是由钢铁生产伴随不断加热、冷却的工艺过程决定的。(2)资源利用按工序:铁后的炼钢及轧钢工序回收利用的余热已经占各自资源量的一半左右;铁前的炼焦及烧结工序回收利用的余热已经占各自资源量的17%左右;而余热余能资源最为丰富的炼铁工序,回收利用的余热仅占自身资源量的1
5、0.36%,回收利用潜力巨大。按资源类别:余压资源,由于高炉炉顶煤气的透平膨胀发电存在着压力能向电能转化的过程,能量的损失不可避免,且已达到43.36%的回收利用水平,所以提升空间有限;产品显热及烟气显热,是余热回收利用的主要对象,但是整体水平不高;炉体冷却水显热,轧钢加热炉的冷却水已经得到充分的利用,技术成熟、效果很好,但是高炉的冷却水量大且温度不高,利用难度较大,未见相关运用的技术与案例;废渣显热几乎完全未利用,这部分余热的回收是业界的难题,有待于进一步开发与研究。2.钢铁行业工序能耗钢铁行业吨钢及各工序行业平均能耗见表1。从表1可
6、知,铁前(烧结+焦化)和炼铁工序占吨钢能耗超过90%,同时也是原燃料消耗的主要工序,提高铁前和炼铁工序的原燃料利用率、余热、余能回收率是钢铁行业降低能耗的关键。同时,原燃料消耗的理论回收能量为490kgce/t.steel,实际回收能量仅为63.4kgce/t.steel,实际回收能量所占比例较小,主要原因包括:1)钢铁厂副产的高、焦、转混合煤气未充分利用,主要用于煤气发电,发电效率较低(通常30%左右),导致能量利用率低,能耗损失严重;2)由于低温发电技术尚未得到推广,大量的低温热源未得到回收,导致能耗损失较大;3)能量回收系统和钢铁
7、行业各工序的作业率、能质等匹配问题,导致能耗的损失。序号工序名称单位行业平均能耗能耗比例1吨钢总能耗kgce/t.steel595.81.1烧结kgce/t.steel50.58.5%1.2焦化kgce/t.steel99.516.7%1.3炼铁kgce/t.steel39766.6%1.4炼钢kgce/t.steel-6.7-1.1%1.5热轧kgce/t.steel51.38.6%1.6冷轧kgce/t.steel67.611.3%1.7能量回收kgce/t.steel-63.4-10.6%表1.钢铁行业工序能耗表3.钢铁行业节能发
8、展方向探讨基于上述情况,目前钢铁行业的节能技术发展方向主要集中在以下几个方面:1)降低高炉焦比和燃料比高炉炼铁工序占吨钢能耗近70%,降低高炉焦比和燃料比对节能的效果显而易见。目前主要的研究在提高富氧率、增
