Recuperarea căldurii reziduale pentru rafinarea oțelului

1, Principalele resurse de căldură reziduală în metalurgia oțelului (clasificate după temperatură)
1. High temperature waste heat (>500 de grade ) - valoare ridicată-și ușor de recuperat
Source: Coke oven raw gas (800 ℃), converter flue gas (600-800 ℃), steel slag sensible heat (>600 de grade), cuptor electric/cuptor de reîncălzire gaze de ardere (800-1200 de grade).
Metode de utilizare: Cazanul de căldură reziduală produce abur pentru generarea de energie, preîncălzește gazul/aerul de ardere și recuperează căldura reziduală din zgura de oțel.
2. Căldura reziduală la temperatură medie (150-500 de grade) - cantitate mare, rata de utilizare trebuie îmbunătățită
Sursa: gaze arse de sinterizare (350-400 de grade), gaze de ardere fierbinți de furnal (250 de grade), gaze de ardere a cuptorului de încălzire cu rulare din oțel (200-400 de grade).
Utilizare: preîncălzirea aerului/gazului, generarea de energie la temperatură joasă-ORC, producerea de abur.
3. Căldura reziduală la temperatură scăzută (<150 ℃) - difficult to disperse and recover
Sursă: apă de spălare a zgurii de furnal (80-90 de grade), drenaj în turnul de răcire, gaze de ardere la temperatură joasă, apă de răcire a echipamentelor.
Utilizare: încălzire din fabrică, apă caldă menajeră, preîncălzire a apei de proces, generare de energie ORC.

2, Tehnologia principală de recuperare a căldurii reziduale și scenarii de aplicare
1. Procesul cuptorului de cocs: recuperarea căldurii reziduale a gazului brut din țeavă în creștere
Tehnologie: Schimbătorul de căldură cu tub ascendent recuperează căldura sensibilă a gazului brut de 800 de grade și produce abur de presiune medie și înaltă (mai mare sau egală cu 4,0 MPa) sau abur supraîncălzit peste 400 de grade.
Avantaj: În locul cuptoarelor de încălzire cu gaz pentru cuptoare de cocs, au fost aplicate peste 100 de cuptoare de cocs precum Baosteel și Shougang, creând milioane de beneficii anuale.
2. Procesul de fabricare a fierului: utilizarea presiunii/căldurii reziduale din gazul de furnal
Generare de energie cu presiune reziduală TRT: Recuperarea presiunii superioare a furnalului (0,2-0,3MPa), eficiență ridicată de generare a energiei, generare de 30-40 kWh de electricitate per tonă de fier și o reducere semnificativă a emisiilor anuale.
Cazan de căldură reziduală pe gaze de furnal: Gazul cu putere calorică scăzută (reprezentând 53% din căldura reziduală) este utilizat pentru generarea de energie supercritică, cu o eficiență de 44%+ și o sursă anuală de energie de peste 1 miliard kWh.
3. Procesul de fabricare a oțelului: Recuperarea căldurii reziduale a gazelor arse/zgura de oțel
Cazan de căldură reziduală de gaze arse cu convertizor: recuperează gazele de ardere la 600-800 de grade, produce abur și se conectează la rețea; Sistemul antideflagrant rezolvă problemele de explozie și acumulare de praf și crește recuperarea aburului cu peste 40%.
Recuperarea căldurii sensibile din zgură de oțel: recuperarea căldurii reziduale din zgură de oțel topit la 1500 de grade, cu o rată de recuperare de peste 80%, poate genera energie electrică sau abur.

4. Proces de sinterizare/laminare: recuperarea căldurii reziduale din gazele de ardere
Cazan de căldură reziduală de sinterizare: recuperează gazele de ardere de 350-400 de grade, produce abur la presiune medie și 75-182 kg de abur mineral sinterizat pe tonă.
Preîncălzirea gazelor de ardere a cuptorului: Preîncălzirea aerului/gazului de ardere cu gaze de ardere la 200-400 de grade poate reduce consumul de combustibil cu 20% -30%.
5. Tehnologie generală pentru căldură reziduală la temperatură medie și joasă
Ciclu Organic Rankine (ORC): Potrivit pentru surse de căldură de 150-300 de grade, generând 10 kWh+ de electricitate per tonă de oțel, cu o rentabilitate a investiției de 3-5 ani.
Schimbător de căldură mediu/conductă de căldură: schimb de căldură gaz/gaz-lichid, preîncălzire aer/gaz, compact și eficient.

3, Beneficii de bază (luând ca exemplu o fabrică de oțel de 5 milioane de tone/an)
Economie de energie și reducerea costurilor: generarea de energie termică reziduală înlocuiește energia electrică achiziționată, economisind zeci de milioane de yuani în facturile anuale de energie electrică; Reduceți consumul de combustibil cu 15% -30%.
Reducere semnificativă a dioxidului de carbon: pentru fiecare 1GJ de căldură reziduală recuperată, se realizează o reducere de carbon de 80-100 kg; reducerea anuală a CO ₂ este de sute de mii de tone.
Autosuficiență energetică: generarea de energie termică reziduală reprezintă 30% -50% din consumul de energie electrică al centralei, îmbunătățind stabilitatea sursei de energie.
Utilizare cuprinzătoare: Încălzirea cu căldură reziduală acoperă zona fabricii/comunitățile din jur, economisind mii de tone de cărbune standard anual.

4, Calea de implementare (patru etape)
Auditul echilibrului termic: identificați punctele fierbinți reziduale, temperaturile și debitele în întreaga fabrică și determinați prioritățile de reciclare.
Temperatura înaltă prioritară: prima construcție cuptor de cocs/convertor/cazan de căldură reziduală de sinterizare TRT, generare de energie cu gaz supercritic.
Integrați temperatură medie și scăzută: ORC, sistem de preîncălzire, încălzire reziduală/alimentare cu abur.
Control inteligent: monitorizare AI+optimizare a fluxului de căldură, realizarea vizualizării fluxului de căldură, avertizare de eroare și buclă închisă-eficienței energetice.