Rekuperácia odpadového tepla pri rafinácii ocele
1, Hlavné zdroje odpadového tepla v metalurgii ocele (klasifikované podľa teploty)
1. High temperature waste heat (>500 stupňov ) - vysoká-hodnota a ľahko sa obnoví
Source: Coke oven raw gas (800 ℃), converter flue gas (600-800 ℃), steel slag sensible heat (>600 stupňov), elektrická pec/ohrev spalín (800-1200 stupňov).
Spôsoby využitia: Kotol na odpadové teplo vyrába paru na výrobu elektriny, predhrieva plyn/spaľovací vzduch a získava odpadové teplo z oceľovej trosky.
2. Stredná teplota odpadového tepla (150-500 stupňov ) – veľké množstvo, je potrebné zlepšiť mieru využitia
Zdroj: Spaliny zo spekania (350-400 stupňov), spaliny z horúcej vysokej pece (250 stupňov), spaliny z pece na valcovanie ocele (200-400 stupňov).
Použitie: Predohrev vzduchu/plynu, nízkoteplotná{0}}výroba energie ORC, výroba pary.
3. Nízkoteplotné odpadové teplo (<150 ℃) - difficult to disperse and recover
Zdroj: Preplachovacia voda z vysokopecnej trosky (80-90 stupňov), odvodnenie chladiacej veže, nízkoteplotné spaliny, chladiaca voda zariadení.
Použitie: Vykurovanie v továrni, teplá úžitková voda, predhrievanie procesnej vody, výroba ORC energie.
2, Hlavná technológia rekuperácie odpadového tepla a aplikačné scenáre
1. Proces koksárenskej pece: spätné získavanie odpadového tepla zo stúpajúceho potrubia surového plynu
Technológia: Výmenník tepla so stúpajúcimi rúrkami obnovuje citeľné teplo 800 stupňového surového plynu a vytvára strednú a vysokotlakovú paru (väčší alebo rovný 4,0 MPa) alebo prehriatu paru nad 400 stupňov.
Výhoda: Nahradením pecí na vykurovanie koksárenským plynom sa použilo viac ako 100 koksovacích pecí, ako sú Baosteel a Shougang, čo prináša milióny ročných výhod.
2. Proces výroby železa: využitie zvyškového tlaku/tepla z vysokopecného plynu
Výroba energie so zvyškovým tlakom TRT: Obnovenie horného tlaku vysokej pece (0,2 – 0,3 MPa), vysoká účinnosť výroby energie, výroba 30 – 40 kWh elektriny na tonu železa a výrazné ročné zníženie emisií.
Vysokopecný plynový kotol na odpadové teplo: Plyn s nízkou výhrevnosťou (tvorí 53 % odpadového tepla) sa používa na výrobu superkritickej energie s účinnosťou 44 %+ a ročným dodaním energie viac ako 1 miliarda kWh.
3. Proces výroby ocele: Rekuperácia tepla z konvertora spalín/oceľovej trosky
Konvertorový kotol na odpadové teplo spalín: rekuperuje 600-800 stupňové spaliny, vyrába paru a pripája sa do siete; Systém odolný proti výbuchu rieši problémy s výbuchom a hromadením prachu a zvyšuje regeneráciu pary o viac ako 40%.
Citlivé spätné získavanie tepla z oceľovej trosky: 1500 stupňové spätné získavanie tepla z roztavenej oceľovej trosky s mierou spätného získavania viac ako 80% môže vyrábať elektrinu alebo paru.
4. Proces spekania/valcovania: získavanie odpadového tepla zo spalín
Spekací kotol na odpadové teplo: rekuperuje 350-400 stupňové spaliny, produkuje strednú tlakovú paru a 75-182 kg sintrovanej minerálnej pary na tonu.
Predohrev spalín vykurovacej pece: Predohrev spaľovacieho vzduchu/plynu pomocou spalín na 200-400 stupňov môže znížiť spotrebu paliva o 20% -30%.
5. Všeobecná technológia pre stredne a nízkoteplotné odpadové teplo
Organický Rankinov cyklus (ORC): Vhodné pre 150-300 stupňové zdroje tepla, generujúce 10 kWh+ elektriny na tonu ocele, s návratnosťou investície 3-5 rokov.
Výmenník tepla/tepelné potrubie tepelného média: Výmena tepla plyn/plyn-kvapalina, predhrievanie vzduchu/plynu, kompaktné a efektívne.
3, Hlavné výhody (ako príklad vezmite oceliareň s kapacitou 5 miliónov ton ročne)
Úspora energie a zníženie nákladov: Výroba energie z odpadového tepla nahrádza nakupovanú elektrinu, čím sa ušetria desiatky miliónov juanov na ročných účtoch za elektrinu; Znížte spotrebu paliva o 15% -30%.
Významná redukcia uhlíka: na každý 1GJ zhodnoteného odpadového tepla sa dosiahne 80-100kg redukcie uhlíka; ročné zníženie CO ₂ predstavuje stovky tisíc ton.
Energetická sebestačnosť-: Výroba energie z odpadového tepla predstavuje 30 % až 50 % spotreby elektrickej energie závodu, čím sa zlepšuje stabilita napájania.
Komplexné využitie: Vykurovanie odpadovým teplom pokrýva areál závodu/okolité komunity, čím sa ročne ušetrí tisíce ton štandardného uhlia.
4, Cesta implementácie (štyri fázy)
Audit tepelnej rovnováhy: Identifikujte zvyškové hotspoty, teploty a prietoky v továrni a stanovte priority recyklácie.
Prioritná vysoká teplota: prvá zostava koksárenskej pece/konvertora/kotla na spekanie odpadového tepla TRT, superkritická plynová výroba energie.
Integrujte strednú a nízku teplotu: ORC, predhrievací systém, ohrev odpadového tepla/prívod pary.
Inteligentné ovládanie: AI monitorovanie a optimalizácia tepelného toku, realizácia vizualizácie tepelného toku, varovanie pred chybami a uzavretá-cykla energetickej účinnosti.
