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余热余压利用在企业节能减排中的应用

发布时间:2014-03-07   浏览次数:11076   

摘要:利用余热余压是高耗能企业节能减排的重要举措,但目前在很多企业中仍未得到充分利用。本文研究余热余压利用现状和现有技术,并结合现场实例,提出了余热余压利用的实用性途径。
关键词:余热余压 节能减排 利用
余热余压利用工程主要是从生产工艺上来改进能源利用效率,通过改进工艺结构和增加节能装置以最大幅度的利用生产过程中产生的势能和余热。作为“十一五”期间国家十大重点节能工程和建设节约型社会重点工程之一的“余热余压利用工程”及相关技术应用正逐步推广。但是目前,钢铁、煤炭、建材、化工、纺织、冶金等行业的余热余压以及其他余能仍未得到充分利用,主要原因在于利用余热余压的装置一次性投资过高和投资回报率较低。随着能源价格的节节升高,余热余压利用的投资回报逐渐被人们认可,余热余压利用对企业节能减排工作也日趋重要。
一、余热余压利用现状
除了一次性投资较高外,在余热余压利用过程中,使用的生产方法、生产工艺、生产设备以及原料、环境条件的不同,给余热余压利用带来很多困难。许多企业限于投资或技术等难题,余热余压利用节能减排工程未能得到实施。
如钢铁企业的焦炉气、高炉气、转炉气,煤矿的煤层气,焦化企业的焦炉气等可燃副产气,大量放空,造成能源的严重浪费,同时也污染了环境。又例如,我国钢铁行业1000立方米以上高炉约110余座,有30座以上尚未配套炉顶压差(TRT)发电设备;有大型转炉的企业19家,中型转炉的企业42家,只有7家使用转炉负能炼钢技术。我国焦化炉干熄焦比例较低,干熄焦产量仅占机焦总产量的17.4%。低热值煤气燃气轮机可充分利用副产煤气,但一次性投资较大。我国现有日产2000吨以上新型干法窑水泥生产线225条,只有少数配装了余热发电装置。
二、现有技术
目前,余热余压在企业得到利用的主要技术有:
1、在钢铁行业,逐步推广干法熄焦技术、高炉炉顶压差发电技术、纯烧高炉煤气锅炉技术、低热值煤气燃气轮机技术、转炉负能炼钢技术、蓄热式轧钢加热炉技术。建设高炉炉顶压差发电装置、纯烧高炉煤气锅炉发电装置、低热值高炉煤气发电-燃汽轮机装置、干法熄焦装置等。
2、在有色金属行业,推广烟气废热锅炉及发电装置,窑炉烟气辐射预热器和废气热交换器,回收其他装置余热用于锅炉及发电,对有色企业实行节能改造,淘汰落后工艺和设备。
3、在煤炭行业,推广瓦斯抽采技术和瓦斯利用技术,逐步建立煤层气和煤矿瓦斯开发利用产业体系。到2010年,全国煤层气(煤矿瓦斯)产量达100亿立方米,其中,地面抽采煤层气50亿立方米,利用率100%;井下抽采瓦斯50亿立方米,利用率60%以上。
4、在化工行业,推广焦炉气化工、发电、民用燃气,独立焦化厂焦化炉干熄焦,节能型烧碱生产技术,纯碱余热利用,密闭式电石炉,硫酸余热发电等技术,对有条件的化工企业和焦化企业进行节能改造。
5、在其他行业中,玻璃生产企业也推广余热发电装置,吸附式制冷系统,低温余热发电-制冷设备;推广全保温富氧、全氧燃烧浮法玻璃熔窑,降低烟道散热损失;引进先进节能设备及材料,淘汰落后的高能耗设备。在纺织、轻工等其他行业推广供热锅炉压差发电等余热、余压、余能的回收利用,鼓励集中建设公用工程以实现能量梯级利用。
三、实例分析
利用余热余压技术在各行各业应有不同,主要是根据生产规模和生产工艺而定。下面以实例说明利用余热余压在不同企业节能减排中的应用途径。
1、水泥厂余热发电 水泥生产属高耗能产业,在我国水泥行业生产中,传统的湿法窑、立波尔窑和中空干法窑生产线普遍存在工艺落后、设备陈旧和管理水平低等问题,利用余热发电技术可提产节能,是企业培植的新的效益增长点。某水泥厂利用现有的1200t/d熟料生产线窑头熟料冷却机及窑尾预热器废气余热,建设一座1.5MW低温余热电站,设计年运行7200小时,平均发电功率1450kW,年发电量1044×104kWh,每年节约电量7.2×106KWh,一年节约电费约300余万元。
2、炭素厂余热回收 某炭素厂煅烧炉排出大量的高温烟气,温度约850~900℃,从烟囱直接排入了大气中,造成了很大的能源浪费,并且污染环境。而其生产工艺用热是由热力分厂的蒸汽炉供热,每年需要消耗大量的蒸汽,成本较高。为改变这一现状,企业对煅烧炉进行了节能减排技术改造,即对煅烧炉的高温烟气用烟道式余热导热油炉进行回收利用,为生产及生活供热。
具体方案为:将煅烧炉的高温烟气引入一台1.4MW的烟气余热导热油炉中,炉内导热油经过与高温烟气进行热交换,达到生产用热时温度后供生产使用,并为部分厂区的冬季供暖提供热源。煅烧炉烟气经余热炉降温后由900℃左右降为400℃左右。为了对此部分烟气余热二次利用,又通过一台气水加热器对自来水进行加热,为企业职工提供生活用水以及保障厂区其余部分的冬季供暖,烟气温度再次降温至200℃左右,再由引风机排入烟囱。
在此次技术改造中,通过对煅烧炉的烟气余热进行回收利用,取消了原蒸汽供热系统,不到一年就收回了技改投资成本,产生了良好的经济效益。
四、结论
1、由于一次性投资较高,部分企业余热余热利用工程还未得到充分发展,尤其是中小型企业。
2、余热余压利用不仅节能,还有利用环境保护,是企业实现循环经济的新尝试,随着余热余压利用新技术的推广,余热余压利用必将有着广阔的应用前景。
3、余热余压利用必须结合生产实际,尽量利用现有设备及环境,因地制宜,同时考虑能源利用效率。
参考文献:
[1]兰永祥.节能降耗是企业提高经济效益的重要途径[J].有色冶金节能,2001.05,25~26
[2]万多稳、吴家凤.炭素生产中石油焦煅烧产生废气处理方法的探讨[J].轻金属.2005,第9期,63~65