Afvalwarmteterugwinning voor staalraffinage

1, Belangrijkste afvalwarmtebronnen in de staalmetallurgie (ingedeeld op temperatuur)
1. High temperature waste heat (>500 graden ) - hoge-waarde en gemakkelijk te herstellen
Source: Coke oven raw gas (800 ℃), converter flue gas (600-800 ℃), steel slag sensible heat (>600 graden), elektrische oven/opwarmoven rookgas (800-1200 graden).
Gebruiksmethoden: Afvalwarmteketel produceert stoom voor energieopwekking, verwarmt gas/verbrandingslucht voor en recupereert afvalwarmte uit staalslakken.
2. Afvalwarmte op gemiddelde temperatuur (150-500 graden) - grote hoeveelheid, benuttingsgraad moet worden verbeterd
Bron: Sinterrookgas (350-400 graden), heet hoogovenrookgas (250 graden), staalwalsverwarmingsovenrookgas (200-400 graden).
Gebruik: voorverwarmen van lucht/gas, ORC-stroomopwekking bij lage- temperatuur, stoomproductie.
3. Restwarmte op lage temperatuur (<150 ℃) - difficult to disperse and recover
Bron: Spoelwater van hoogovenslakken (80-90 graden), koeltorenafvoer, rookgas op lage temperatuur, koelwater van apparatuur.
Gebruik: fabrieksverwarming, warm water voor huishoudelijk gebruik, voorverwarmen van proceswater, ORC-stroomopwekking.

2, Reguliere technologie voor het terugwinnen van afvalwarmte en toepassingsscenario's
1. Cokesovenproces: terugwinning van restwarmte uit stijgend leidinggas
Technologie: De stijgbuiswarmtewisselaar recupereert de voelbare warmte van 800 graden ruw gas en produceert midden- en hogedrukstoom (groter dan of gelijk aan 4,0 MPa) of oververhitte stoom boven 400 graden.
Voordeel: Ter vervanging van gasverwarmingsovens in cokesovens zijn er meer dan 100 cokesovens zoals Baosteel en Shougang toegepast, wat jaarlijks miljoenen voordelen oplevert.
2. IJzerproductieproces: benutting van restdruk/warmte uit hoogovengas
TRT restdruk-energieopwekking: Herstel van de topdruk van de hoogoven (0,2-0,3 MPa), hoge efficiëntie van energieopwekking, opwekking van 30-40 kWh elektriciteit per ton ijzer, en aanzienlijke jaarlijkse emissiereductie.
Hoogovengas-afvalwarmteketel: Gas met een lage calorische waarde (goed voor 53% van de afvalwarmte) wordt gebruikt voor superkritische energieopwekking, met een rendement van meer dan 44% en een jaarlijkse stroomvoorziening van meer dan 1 miljard kWh.
3. Staalproductieproces: warmteterugwinning van rookgas/staalslakken
Converter rookgasafvalwarmteketel: recupereert 600-800 graden rookgas, produceert stoom en wordt aangesloten op het elektriciteitsnet; Het explosieveilige systeem lost de problemen van explosies en stofophoping op en verhoogt de stoomterugwinning met meer dan 40%.
Gevoelige warmteterugwinning van staalslakken: 1500 graden gesmolten afvalwarmteterugwinning van staalslakken, met een terugwinningspercentage van meer dan 80%, kan elektriciteit of stoom opwekken.

4. Sinter-/walsproces: terugwinning van restwarmte uit rookgas
Sinterafvalwarmteketel: recupereert rookgas van 350-400 graden, produceert middendrukstoom en 75-182 kg gesinterde minerale stoom per ton.
Het voorverwarmen van het rookgas van de verwarmingsoven: het voorverwarmen van verbrandingslucht/gas met rookgas op 200-400 graden kan het brandstofverbruik met 20% -30% verminderen.
5. Algemene technologie voor afvalwarmte op middelhoge en lage temperatuur
Organische Rankine Cycle (ORC): Geschikt voor warmtebronnen van 150-300 graden, genereert 10 kWh+ elektriciteit per ton staal, met een rendement op de investering van 3-5 jaar.
Warmtemedium-warmtewisselaar/heatpipe: gasgas/gas-vloeistofwarmte-uitwisseling, lucht/gas voorverwarmen, compact en efficiënt.

3, Kernvoordelen (als voorbeeld nemen we een staalfabriek van 5 miljoen ton/jaar)
Energiebesparing en kostenreductie: de opwekking van afvalwarmte vervangt de gekochte elektriciteit, waardoor tientallen miljoenen yuan worden bespaard op de jaarlijkse elektriciteitsrekening; Verminder het brandstofverbruik met 15% -30%.
Aanzienlijke koolstofreductie: voor elke 1GJ teruggewonnen afvalwarmte wordt 80-100 kg koolstofreductie bereikt; de jaarlijkse reductie van CO₂ bedraagt ​​honderdduizenden tonnen.
Zelfvoorziening op energiegebied-: de opwekking van afvalwarmte is verantwoordelijk voor 30% -50% van het elektriciteitsverbruik van de centrale, waardoor de stabiliteit van de stroomvoorziening wordt verbeterd.
Uitgebreid gebruik: Verwarming met restwarmte bestrijkt het fabrieksgebied/de omliggende gemeenschappen, waardoor jaarlijks duizenden tonnen standaardsteenkool worden bespaard.

4, Implementatiepad (vier fasen)
Thermische balansaudit: Identificeer resterende hotspots, temperaturen en stroomsnelheden in de hele fabriek en bepaal recyclingprioriteiten.
Prioriteit hoge temperatuur: eerste bouw cokesoven/converter/sinterafvalwarmteketel TRT, superkritische gasopwekking.
Integreer midden- en lage temperatuur: ORC, voorverwarmingssysteem, restwarmteverwarming/stoomtoevoer.
Intelligente controle: AI-bewaking en optimalisatie van de warmtestroom, visualisatie van de warmtestroom, foutwaarschuwingen en gesloten-energie-efficiëntiekringloop.