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钢铁行业节能分析. 1 、行业背景 2 、工艺流程及节能分析 3 、节能技术应用及经济性分析 4 、典型用户. 1. 行业背景. 1 、我国是钢铁生产和消费大国，粗钢产量连续 13 年居世界第一。进入 21 世纪以来，我国钢铁产业快速发展，粗钢产量年均增长 21% 。 2008 年粗钢产量达到 5 亿吨，占全球产量的 38% 。 2 、传统的中央空调制冷技术目前普遍应用在空调制冷系统，而钢铁企业生产各环节中往往存在大量低温余热未能有效利用，同时在生产中又需要各种高质低温冷量来促使生产条件优化。
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钢铁行业节能分析 1、行业背景 2、工艺流程及节能分析 3、节能技术应用及经济性分析 4、典型用户
1.行业背景 1、我国是钢铁生产和消费大国，粗钢产量连续13年居世界第一。进入21世纪以来，我国钢铁产业快速发展，粗钢产量年均增长21%。2008年粗钢产量达到5亿吨，占全球产量的38%。 2、传统的中央空调制冷技术目前普遍应用在空调制冷系统，而钢铁企业生产各环节中往往存在大量低温余热未能有效利用，同时在生产中又需要各种高质低温冷量来促使生产条件优化。 3、钢铁行业余热资源丰富，余热利用将是钢铁业节能主战场。工业余热资源约占其燃料总热量的17-67%，可回收率达60%。钢铁行业能耗约占全国工业总能耗的15%，其中余热资源约占37%，节能空间大。国务院办公厅公告《关于进一步加大节能减排力度加快钢铁工业结构调整的若干意见》等国家文件，也昭示着钢铁节能，余热利用首当其冲。
型钢轧制 1 炼铁 2 炼钢 3 连铸 4 轧钢 5 产品 棒线材轧制 铁精粉 块矿 烟气余热≥1200℃ 精 炼 炉 钢轨、钢板桩、 型钢、棒材 炼焦煤 中厚板轧制 钢水 连铸机 烟气余热≥1200℃ 烧结烟气余热300-400℃ 铁矿石 烧结矿 石灰石 球团矿 棒线材 干熄焦烟气余热≥800℃ 热、冷轧板卷轧制 大、小方 坯、板坯 炼焦 中厚板 烟气余热≥1200℃ 热、冷轧板 卷、薄板 降低进入高 炉空气湿度≤8g/m3 加热炉 高 炉 烟气余热≥1200℃ 烟气余热≥1200℃ 烟气余热≥1200℃ 焊管、无缝管 焊管、无缝管轧制 氧气 转炉 烟气余热≥1200℃ 铸钢件 炉渣 3月-11月以确保仪器仪表的灵敏度正常使用冷需求≤7℃ 钢水 冲渣热水余热80-95℃ 生 铁 图例 厂区车间 电控室 流程简略 烟气余热≥1200℃ 夏季空调制冷冷需求≤7℃ 流程详细 厂区办公楼 冷量需求 冬季空调供暖热需求≥45℃ 废钢 电弧炉 热量需求 流程废热 厂区、办公楼等外围住宅 冬季集中供暖热需求≥45℃ 部分建筑 2.工艺流程及节能分析——冷热需求和废热分析详图
2.工艺流程及节能分析——冷热需求和废热分析2.工艺流程及节能分析——冷热需求和废热分析 1、冷需求分析： ① 降低进入高炉空气湿度的冷需求 钢铁行业高炉鼓风受到气候影响较大，冬季温度比夏季低很多，相应的冬季湿度（一般≤8g/m3）也比夏季要低，尤其在沿 海地区和南方地区的夏秋两季，由于空气湿度大，鼓风湿分从风口吹入炉内,会在风口前2200℃的高温区分解吸热，消耗了 该区域的热量，相应地降低了炉缸温度，不利于还原反应发生，导致高炉的焦炭耗量大，铁产量下降。 ② 电控室供冷降温，以确保仪器仪表的灵敏度正常使用 ③ 夏季办公楼舒适性空调 2、热需求分析： ① 冬季办公楼舒适性空调 ② 冬季集中供暖 3、余热分析： ① 过热蒸汽：干熄焦烟气800℃以上余热、烧结烟气300-400 ℃余热，等等。 ② 饱和蒸汽：炼钢、轧钢等工序1200℃以上烟气余热，等等。 ③ 低温热水：高炉的冲渣热水80-95 ℃余热，等等。 备注：1、由于冷需求分析中的② ③、热需求① ②，和常规舒适用空调类似，故在本方案中将不进行讨论。 2、在钢铁行业生产流程中，有很多余热废热可以供中央空调使用。可以根据项目情况，选用蒸汽机、热水机等等。
3.节能技术应用及经济性分析 1、项目名称 山钢集团XX钢铁厂 1#高炉（1880 m3） 2、存在问题 根据当地气象条件，每年3-11月，鼓风空气平均湿度为75%左右，每立方米大气含水量18-20克。 如果每小时给1880立方米高炉供风28万立方米，其中水分就达5吨多，会造成高炉炉况频繁波动，能耗增加。 而该钢铁厂有大量余热蒸汽、低温热水在夏季无法利用。 3、技改要求 ①6-9月空气温度约为33℃，相对湿度88%，含湿量18～20g / m3 ； ②3-5、10-11月空气温度约为26℃，相对湿度64%，含湿量14～16g / m3； 预鼓风空气量约为280000Nm3/h，要求处理后的空气温度约为10℃，相对湿度100%，含湿量为5～8 g / m3 。 4、解决方案 利用钢铁企业的余热蒸汽热水，制取低温冷水，通过冷却脱湿技术，为高炉鼓风创造一个“四季如冬” 的条件，使进入高炉的空气湿度大幅度下降，从而节省了煤炭的消耗，提高了钢铁产量，实现了节能 增产。针对钢铁厂工艺循环的特点，提出以下两种方案： (1)脱湿季使用蒸汽机制取冷水解决脱湿问题。 (2)脱湿季使用热水机制取冷水解决脱湿问题。
改善后 铁精粉 块矿 蒸汽、热水余热 37°C回冷却塔 铁矿石 烧结矿 石灰石 球团矿 7°C冷水 ○ 12°C冷水 ○ 炼焦煤 干冷空气 温度：10℃ 相对湿度：95% 含湿量为5～8g/m3 32°C来自冷却塔 炼焦 干冷 空气 湿热 空气 初效 过滤 段 中 间 段 中效 过滤 段 除 湿 段 后 表冷 段 风 机 段 前 表冷 段 鼓风机 进风口 出风口 高 炉 湿热空气 温度：33℃ 流量：28万Nm3/h相对湿度：88% 含湿量18～20g/m3 热风炉 降低进入高 炉空气湿度≤8g/m3（相对湿度95%） 铁水 炉渣 3.节能技术应用及经济性分析——方案简介 现状 铁精粉 块矿 炼焦煤 湿热空气 温度：33℃ 流量：28万Nm3/h 相对湿度：88% 铁矿石 烧结矿 石灰石 球团矿 炼焦 湿热 空气 鼓风机 进 风 口 出风口 热风炉 高 炉 进入高炉空气湿度高，湿度大，导致铁产量下降。 铁水 炉渣
3.节能技术应用及经济性分析——年运行费用计算3.节能技术应用及经济性分析——年运行费用计算 ① 6-9月空气温度约为33℃，相对湿度88%；要求负荷为6629kw（570×104kcal/h），机组几乎满负荷运转。取系数为1，6-9月共计120d，每天运转24h，计2880h； ② 3-5、10-11月空气温度约为26℃，相对湿度64%；要求负荷为6629kw（570×104kcal/h），机组部分负荷运转。取系数为0.5，3-5、10-11月共计150d，每天运转24h，计3600h ； ③12月-第二年2月机组停机保养。 电费=输入功率*台数*电价*小时*系数；电价以1元/kwh计； 蒸汽和热水因为是废热利用，所以不计在运行费用；备用水泵运行费用不计。
3.节能技术应用及经济性分析——初投资计算 因为废蒸汽的品味比废热水的要高，相应的，蒸汽机组cop也要比热水机组cop高。从初投资和运行费用上来看，使用蒸汽机的方案一更为经济。
3.节能技术应用及经济性分析——回收成本的计算3.节能技术应用及经济性分析——回收成本的计算 鼓风湿度对炼铁焦比的影响 对于生铁高炉，按国内经验计算鼓风湿度每变化±1g/m3， 影响焦化±（0.75-1.05）kg/t。 根据本项目历史数据和改良后统计, 年平均大约每降湿10kg / m3 , 降低焦比8 kg/ t。 大气湿度为18～20g / m3 , 脱湿后鼓风湿度为5～8 g / m3 , 则降低焦比为8～12kg/t，即生产每吨铁少用焦8～12kg。 节能减排的经济性分析 方案1使用的蒸汽型吸收式冷水机组可回收废气8吨/小时，一年可回收废气大约37440吨， 方案2使用的热水型吸收式冷水机组可回收废水560立方米/小时，一年可回收废水大约262万立方米。 能源综合利用率可以提高20～55%。这样整个系统比原先的布置方式节约大量的运行费用，真正实现了节能减排。 按焦炭1500元/吨计算， 高炉冶炼日节约=1500元/t*50t=7.5万元， 一年可节约2737.5万元。 回报年限= 系统初投资/（年节约金额-年运行费用） 以方案1为例， 回报年限=2423.6/（2737.5-528.8）=1.1年 2年之内完全可以回收成本，经济效益非常可观。
4.典型用户 武钢集团 LS空调为其多期项目建设提供了LSG120EL、LSM-150E、LSM-100等10余台溴化锂吸收式制冷机组 (总冷量：约6000*104kcal),利用生产中产生的废蒸汽、废热水等来驱动溴化锂机组，制取冷水来实现三方面的制冷需求： （1）每年3-11月给电控室供冷降温，以确保仪器仪表的灵敏度正常使用； （2）每年5-10月制冷季供办公楼正常空调使用； （3）降低进入高炉空气湿度的冷需求。 从以上这三方面的实际应用，节省了大量为提供冷水而消耗的电能，实现了废热余热利用制冷；节省了炼钢的煤炭的消耗，并且提高了钢铁产量。进而实现了节能减排增产。
