济南钢铁集团低压余热蒸汽的综合利用

孙彦伟

（济南钢铁集团有限公司 生产部，济南 250101）

济南钢铁集团低压余热蒸汽的综合利用

孙彦伟

（济南钢铁集团有限公司 生产部，济南 250101）

济南钢铁集团有限公司（以下简称“济钢”）坚持发展循环经济理念，努力提高能源资源的综合利用率，特别是在工艺余热回收方面取得了一定效果。干熄焦发电、烧结余热发电、炼钢余热发电等项目的相继投产，将冶金工艺生产中的高温余热蒸汽回收利用，实现了热、电的高效转换。但限于技术和经济方面的原因，对冶金工艺中的低温低压热源缺乏有效的回收利用手段，仅仅局限于冬季采暖，夏季时大多放散。经初步统计，在非采暖期，扣除各产汽单位自耗汽量和已外卖汽量后，还有50～90 t/h的低品质余热蒸汽放散量，既浪费热能，又浪费软水。这也是冶金行业普遍存在的问题。透平或螺杆发电技术的发展为提高低温余热蒸汽的利用效率提供了有力保障。

1 低压余热资源利用潜力

低压余热资源存在点多、面广、压力低、不便输送等缺点，由于技术和经济方面的原因，难以高效利用。

潜力1：采暖供热方式不合理，冷凝水无法回收。目前除用于济钢新村采暖的热源除部分为焦化厂初冷器余热水外，绝大多数是采用以蒸汽为主的汽水换热方式。该采暖方式存在着蒸汽冷凝水无法回收，以及沿途管道、阀门、疏水器等跑、冒、滴、漏严重等问题，不仅浪费能源，而且有时因蒸汽压力控制不当，产生噪声而污染环境。

潜力2：余热水资源储量较大，几乎没有利用。焦化厂6号、7号焦炉初冷器、冲渣水中蕴含着大量余热水，但目前均未得到合理、充分利用，而且在夏季甚至还要投入溴化锂制冷机（焦化初冷器）、空冷等设备进行降温，浪费了蒸汽、煤气、电力等能源。

潜力3：余热蒸汽的梯级利用不充分，综合效率较低。余热蒸汽直接用于热水采暖或溴化锂制冷，只是利用了热能，而没有利用压力能，存在压差能量损失，不符合能量梯级利用的原则。

潜力4：大量余热蒸汽排空，水资源浪费大。据估算，总厂区每天通过蒸发排放到空气中的水至少有3.5万m3，其中软水1.5万m3，不仅浪费水，而且浪费热。

以上问题说明济钢在余热蒸汽、余热水等的科学使用方面还存有较大节能潜力，需要进行能源结构调整和优化，以促进企业循环经济朝着更加深入健康的方向发展。

2 低压余热蒸汽利用思路

采暖全部改用余热水，即用余热蒸汽采暖的模式。余热蒸汽不再远距离输送，而采用就近回收利用。先做功，后用热；先螺杆发电利用的是其压力能；再采用溴化锂制冷，利用其汽化潜热；最后回收冷凝水，实现闭路循环。图1为低压余热蒸汽综合利用图。

图1 低压余热蒸汽综合利用图

3 排空放散的余热蒸汽及余热水情况调查

3.1 余热蒸汽情况

目前总厂区余热蒸汽产量约200 t/h。在采暖期排空放散的余热蒸汽约51 t/h；在非采暖期放散的余热蒸汽约90 t/h。表1为总厂区低温余热统计表。

3.2 余热水情况

目前可直接用于采暖的余热水总量有6 900 m3/h，其中已利用量700 m3/h，待开发利用量6 200 m3/h。表2为总厂区余热水统计表。

4 利用低温余热蒸汽（水）的建议性措施

4.1 螺杆膨胀动力机发电站

表1 总厂区低温余热统计表（120～180 ℃、0.2～0.8 MPa） t/h

表2 总厂区余热水统计表（65～85℃） m3/h

利用球团竖炉、120烧结机、70烧结机、中厚板加热炉、中板加热炉等产生的余热蒸汽，分别建设5个螺杆发电站，设备投资约975万元。发电总装机容量1 900 kW，年总发电量1 496万kWh，发电效益748万元。

应用螺杆膨胀动力机发电工程，热力系统简单，初期投入少，5～7个月可投产，投资回收期约1.38年。螺杆膨胀动力机的操作及维修技术要求不高，不需要专业技术人员，一般技工即可胜任。

4.2 溴化锂集中制冷站（夏季）

（1）热轧集中制冷站。热水源来自中厚板厂经螺杆发电后的乏汽、热轧供冷轧后富余的余热蒸汽等，包括热轧板卷的显热。重点解决热轧成品缓冷区的高温、参观走廊、电器控制室、办公楼等区域的制冷。

（2）一烧集中制冷站。热水源来自120 m2烧结机经螺杆发电后的乏汽，直接将其作为加热溴化锂制冷机热水源。集中解决一烧办公楼、焦化办公楼，及其周边岗位的制冷。

（3）中板厂制冷站（在用）。将中板厂加热炉螺杆发电后的乏汽作为加热溴化锂制冷机的热水源。

（4）新村制冷站。热水源来自焦化厂初冷器高温段余热水和高炉冲渣水。

4.3 乏汽冷凝水回收、闭路循环

将产量较小的余热蒸汽和非制冷季节发电后的乏汽直接冷却回收软水，实现闭路循环。

4.4 余热水采暖

对新村目前汽水换热系统实施水—水换热改造，利用焦化初冷器循环热水、高炉冲渣水等供应济钢新村采暖，取代蒸汽采暖模式，真正实现采暖余热化的目标。

4.5 双循环螺杆膨胀动力机发电

双循环螺杆膨胀动力机回收冲渣水等余热水的回收、发电。

5 蒸汽回收经济分析

蒸汽回收效益见表3。

表3 蒸汽回收经济分析

6 结论

（1）应用螺杆膨胀动力机发电工程，热力系统简单，初期投入少，回收周期短，5～7个月可完成并投产，年节电量可达到1 496万kWh，投资回收期约1.38年左右。项目属于短、平、快，方案合理可行。

（2）螺杆膨胀动力机的操作及维修技术要求不高，不需要专业技术人员，一般技工即可胜任。

（3）螺杆膨胀动力机发电工程实施成功并达到预期目的，对余热节能和环保将作出重大贡献。

Low⁃pressuer waste steam utility of Ji’nan Iron&Steel Co.Ltd

SUN Yan⁃wei
（Ji’nan Iron&Steel Co.Ltd.,Ji’nan 250101,China）

2012-09-15

1009-1831（2013）01-0032-02

F407.61;TK018

E

（

孙 晶）