Hitaendurheimt ketils varmaskiptir styrkir orkusparnað og kolefnisminnkun í stáliðnaðinum
Kjarnastaða: Kjarnagildi ketils varmaendurheimtsvarmaskipta
Stálframleiðsla er ekki hægt að aðskilja frá stuðningi ýmissa tegunda katla eins og háofna heitra ofna, gasorkuframleiðslukatla, sintrunarkælara, koksofna o.s.frv. Þessi búnaður framleiðir mikið magn afgangshita við mismunandi hitastig meðan á notkun stendur - frá miðlungs og lághita útblásturslofti við 100 gráður til háhita útblásturslofts við 105 gráður. Ef það er beint losað veldur það ekki aðeins alvarlegri orkusóun heldur eykur það einnig varmamengun umhverfisins. Kjarnagildi varmaskiptara ketils felst í því að byggja upp lokað-lykkjukerfi fyrir „endurnýtingu varmaskipta á skilvirkan hátt“, sem samsvarar nákvæmlega afgangshitaeiginleikum stálverksmiðjukatla, umbreytir týndum úrgangshita í nothæfa orku eins og forhitun brennslulofts, upphitun ketils innrennslisvatns, og myndar gufu í „hreinsun“. Frammistaða þess ákvarðar beint skilvirkni hitaafgangs ketils og orku-sparnaðar og kolefnisminnkunaráhrifa, og er lykilbrú sem tengir ketilsúrgangshita og endurnýtingu orku.
(1) Orkusparnaður og minnkun neyslu, bæta orkunýtingu skilvirkni
Í úrgangshitanum sem losnar frá kötlum stálverksmiðja, er hitinn sem fluttur er með háum-útblástursgasi einn og sér meira en 40% af heildarvarmaleiðni búnaðarins. Hágæða varmaendurheimtar ketils geta náð yfir 85% varmaflutningsnýtni, sem bætir orkunýtingu til muna. Til dæmis, eftir að útblástursloftið frá heitu sprengiofninum hefur verið meðhöndlað með varmaskipti, er hægt að forhita loftið og gasið í 190-380 gráður, sem dregur verulega úr eldsneytisnotkun heita sprengiofnsins og hjálpar til við að bæta fullkominn orkunýtni háofnaferlisins. Hægt er að hækka heildarávinninginn um 2% -4%; Eftir að stórum snúningsvarmaskipti var komið fyrir í 2500 rúmmetra háofni ákveðins 10 milljóna tonna stálfyrirtækis jókst hiti brennsluloftsins úr stofuhita í 380 gráður, eldsneytisbrunanýtni háofnsins jókst um 12% og kókhlutfallið lækkaði umtalsvert úr 55,80 kg/orku. sparnað. Á sama tíma getur varmaskiptin dregið úr útblásturshita ketilsins í 100-130 gráður, forðast hitatap og stuðlað að heildarorkunotkun stálverksmiðjunnar til að nálgast iðnaðarviðmiðið.
(2) Draga úr kostnaði og auka skilvirkni, auka kjarna samkeppnishæfni fyrirtækja
Orkukostnaður er mikilvægur þáttur í framleiðslukostnaði stálfyrirtækja. Hitaveitavarmaskiptir ketils draga beint úr rekstrarkostnaði fyrirtækja með því að draga úr neyslu á aðkeyptu eldsneyti og rafmagni, en draga úr rekstri búnaðar og viðhaldsfjárfestingu og ná fram tvöföldum hagkvæmni. Með því að taka 1800 rúmmetra sprengiofninn í Qinggang sem dæmi, með stuðningi sérstakra varmaskiptavarmaskipta, er hægt að endurheimta viðbótarmagn af varma á hverju ári sem jafngildir því að spara 39,57 milljónir staðlaðra rúmmetra af gasi. Ásamt því að draga úr loftleka og gassparnaði nær árlegur-orkusparnaðarávinningur 9,116 milljónum júana. Að frádregnum rekstrarkostnaði er aukinn orkusparnaður-um 8,91 milljón júana; 120 tonna breytiverkstæði tekur upp varmaskipti með spíralfinna rör, sem getur endurheimt 12 milljónir kkal af hita á stálofni, sem jafngildir því að spara 1,2 tonn af venjulegu kolum. Árleg virkjun eykst um 18 milljónir kWst og viðhaldsferill búnaðar minnkar úr 4 sinnum á ári í 2 sinnum, sem lækkar viðhaldskostnað um 40%. Fyrir stór stálfyrirtæki getur fullkomið varmaskiptakerfi fyrir ketils lækkað kostnað um milljónir eða jafnvel tugi milljóna júana árlega, sem eykur verulega samkeppnishæfni fyrirtækisins.
(3) Minnkun græns kolefnis, sem hjálpar til við litla-kolefnisumbreytingu iðnaðarins
Undir markmiðinu „tvískipt kolefni“ stendur stáliðnaðurinn frammi fyrir ströngum kröfum um minnkun losunar. Hitaendurnýtingarvarmaskiptar ketils geta í raun dregið úr orkunotkun eins og kolum og jarðgasi með því að endurheimta úrgangshita í stað þess að brenna jarðefnaeldsneyti og draga þannig úr losun mengandi efna eins og koltvísýrings, brennisteinsdíoxíðs og köfnunarefnisoxíðs. Samkvæmt útreikningum má draga úr losun koltvísýrings fyrir hverja 1GJ af afgangshita sem endurheimt er, um það bil 80-100 kg af koltvísýringslosun; Tökum sem dæmi stálfyrirtæki með framleiðslugetu upp á 5 milljónir tonna, með stuðningi ketils varmaskipta, má draga úr 26000 tonnum af koltvísýringi, 750 tonnum af brennisteinsdíoxíði og 375 tonnum af köfnunarefnisoxíði árlega. Shiheng Special Steel endurheimtir úrgangshita úr hráu kolgasi í gegnum varmaskipti með kókofni með riser jakka, sem nær margvíslegum ávinningi af því að draga úr koksorkunotkun og stjórna mengandi losun. Samhliða framleiðslu kolefnislækkunar og festingarverkefnis þess dregur úr kolefnislosun um 300.000 tonn árlega og hefur verið viðurkennt sem "dæmigert tilfelli um kolefnishlutleysi" af vistfræði- og umhverfisráðuneytinu; Eftir að hafa notað ýmsa varmaskiptara í gegnum allt ferlið, minnkaði leiðandi stálfyrirtæki losun koltvísýrings um 850.000 tonn árlega og skapaði efnahagslegan ávinning upp á yfir 230 milljónir júana, sem sýnir að fullu lágt kolefnisgildi varmaskipta.
Kjarnagerðir og tæknilegir eiginleikar: Hentar fyrir margar ketilssviðsmyndir í stálverksmiðjum
Það eru ýmsar gerðir katla í stálverksmiðjum, með verulegum mun á eiginleikum úrgangshita - hitastig á bilinu 100 gráður C til 1050 gráður C, og flókna samsetningu útblásturslofttegunda (þar á meðal brennisteini, klór, ryk, osfrv.). Samsvarandi ketilvarmaskiptar sýna einnig mismunandi gerðir, þar sem kjarninn snýst um „fallnýtingu, nákvæma varmaskipti“, aðlagast mismunandi ketilsaðstæðum og úrgangshitagæðum, ná hámarksnýtingu úrgangshitaauðlinda og leysa sársaukapunkta eins og tæringu, öskusöfnun og hnignun hefðbundins búnaðar.
(1) Almennar tegundir varmaskipta og tæknilegir kostir
1. Snjöll hitastýring tvöfaldur forhitunarvarmaskiptir: Með því að nota varmaolíu sem hitamiðil, er smíðað varmaskiptakerfi af "loftgasvarmaolíulofti/gasi" sem samanstendur af útblástursvarmaskipti, loftvarmaskipti, gasvarmaskipti og greindarstýringarkerfi, aðallega hentugur fyrir lág-hitaframleiðslu útblásturs úrgangshitavélar og endurheimt blástursofnaafls. Kjarni kostur þess er í grundvallaratriðum að leysa vandamálið við lágt-hitastig sýrudaggarpunkts tæringar, draga úr fyrirbæri öskusöfnunar og endingartími búnaðarins getur orðið meira en 10 ár, langt umfram endingartíma hefðbundinna plötu- og hitapípuvarmaskipta um 3-5 ár. Við venjulegar rekstraraðstæður er hægt að endurheimta úrgangshitann við inntakshitastig útblástursloftsins 280 gráður til að forhita gasið og loftið í 190 gráðu hitastig; Þegar inntakshitastig útblástursloftsins er 330 gráður er hægt að hækka forhitunarhitastigið í 230 gráður og útblásturshitastigið lækka niður í 130 gráður, að lágmarki 100 gráður.
2. High temperature sleeve heat exchanger: Designed for high temperature conditions, the upper limit of the working temperature of the hot fluid reaches 1050 ℃, breaking through the bottleneck of conventional heat exchangers in handling high temperature media. Adopting a "radiation+convection" composite heat transfer mode, the high-temperature section (>750 gráður) notar geislunarhitaflutningseiningu af ermi til að flytja varmaorku í gegnum geislaeiginleika útblásturslofts, forðast varmaálagsskemmdir; Þegar hitastigið fer niður fyrir 750 gráður skaltu skipta yfir í varmaflutningsstillingu ásamt-hagkvæmum hitaflutningskostum plötuvarmaskipta, varmaflutningsstuðullinn getur náð 3500W/(m ² · K), og fótspor búnaðarins minnkar um meira en 40% miðað við hefðbundnar lausnir [2]. Eftir endurnýjun á 2000m ³ háofni í tiltekinni stálverksmiðju jókst skilvirkni gasskynsamlegrar varmaendurheimtar um 22% og sparaði 12000 tonn af venjulegum kolum árlega.
3. Slönguvarmaskiptir: Ein af mest notuðum gerðum, kjarninn er samsettur úr mörgum há-hitaþolnum málmrörum (eins og 310S ryðfríu stáli, Inconel álfelgur osfrv.). Háhitaútblástursloft streymir út fyrir slöngubúntið og miðillinn sem á að hita streymir inni í túpunni og nær hitaflutningi í gegnum rörvegg hitaleiðni. Uppbyggingin er traust, þolir háan hita og þrýsting upp á 800-1200 gráður, auðvelt að þrífa og viðhalda og hentugur fyrir útblástursumhverfi með miklu rykinnihaldi, eins og háofna og breytur í stálverksmiðjum. 120 tonna breytir sérstaks stálfyrirtækis notar spíralfinna rörhitaskipti, með einu varmaskiptasvæði sem er 3200 fermetrar. Lokarnir eru gerðir úr nikkel króm ál efni með hitaþol 850 gráður, standast í raun háhita tæringu og lækka hitastig útblástursloftsins úr 800 gráður í 280 gráður. Endurheimtunaráhrif úrgangshita eru veruleg.
4. Plötuvarmaskiptir: Með því að nota bylgjupappa sem varmaskiptaþætti myndast þröngar rásir á milli platnanna og há-útblástursloft streymir öfugt með miðlinum sem á að hita. Hitaflutningssvæðið er stórt og skilvirknin mikil, sem er 10% -30% hærri en hefðbundnir rörvarmaskiptar. Fyrirferðarlítið rúmmál hentar fyrir aðstæður með takmörkuðu rými. Fyrir háhita útblástursloftið upp á 650 gráður í stálvalsihitunarofninum, samþykkir andstæðingur ösku plötuvarmaskiptirinn sérstaka plötuhönnun og er útbúinn með sjálfvirku öskuhreinsikerfi, sem getur notað hita útblástursloftsins til að forhita brennsluloftið og kælivatn valsverksmiðjunnar, sem dregur úr eldsneytisnotkun upphitunar ofnsins um 10%.
5. Hjálparvarmaskipti: þar á meðal sparneytingar, loftforhitarar, hitapípuvarmaskipti o.s.frv., Aðallega notaðir fyrir miðlungs og lágt hitastig úrgangshita (hitastig<500 ℃). Economizer recovers waste heat from boiler exhaust to heat water and reduce boiler energy consumption; Preheat the combustion air with an air preheater to improve combustion efficiency; Heat pipe heat exchangers have extremely strong thermal conductivity, dozens of times that of traditional metals, and can efficiently transfer heat at small temperature differences. They are suitable for the recovery of medium and low temperature waste heat such as blast furnace gas and sintering flue gas, but need to solve the problems of traditional heat pipe overheating and bursting, and annual performance degradation of 5%.
Stefna í iðnaði og þróunarhorfur
Með kynningu á landsvísu "sérstaka aðgerðaáætlun um orkusparnað og kolefnisminnkun í stáliðnaði", fyrir árslok 2025, mun orkunotkun á hverja einingu vöru í háofnum og breytum í stáliðnaði minnka um meira en 1% miðað við árið 2023 og alhliða orkunotkun á hvert tonn af stáli mun minnka um meira en 2%. Hitaendurheimtar ketils, sem kjarnabúnaður til orkusparnaðar og kolefnisminnkunar, munu leiða til breiðari þróunarrýmis. Byggt á þróunarþörfum iðnaðarins og stefnum um tækninýjungar, verða þrjár helstu þróunarstefnur fyrir varmaendurheimta ketils í framtíðinni.
Eitt er uppfærsla á tæknigreind, samþættingu nýrrar tækni eins og gervigreind, stafrænir tvíburar og Internet hlutanna til að ná rauntímavöktun, nákvæmri stjórnun og bilunarviðvörun um rekstrarstöðu varmaskipta, bæta enn frekar skilvirkni varmaskipta og lækka rekstrar- og viðhaldskostnað; Á sama tíma getur þróun aðlögunarvarmaskipta sjálfkrafa stillt rekstrarbreytur út frá sveiflum í hitastigi úrgangshita og flæðishraða, aðlagast flóknum úrgangshitasviðum í stálverksmiðjum.
Annað er efnis- og burðarvirki nýsköpun, með því að nota háþróaða há-hita- og tæringarþolin málmblöndurefni, eins og INCONEL 625, 310S ryðfríu stáli, o.s.frv., til að bæta stöðugleika varmaskiptisins við háan hita, mikla tæringu og mikið ryk; Fínstilltu byggingarhönnun varmaskipta, þróaðu fyrirferðarmikla og skilvirka varmaskipta, minnkuðu fótspor og bættu plássnýtingu, svo sem að minnka fótspor há-múffuvarmaskipta um meira en 40% miðað við hefðbundnar lausnir.
Þriðja er þróun kerfissamþættingar, sem sameinar varmaskiptara ketils með endurheimt gass, gufuhringrásar og orkugeymslukerfis til að byggja upp samþætt orkuendurvinnslukerfi, auka orku-sjálfbjarga fyrirtækis og takast á við sveiflur í raforkuverði og orkuafhendingaráhættu; Á sama tíma sameinar nýja bræðslutækni eins og vetnismálmvinnslu, hagræðingu varmaskiptahönnunar, aðlögun að nýjum varmauppbyggingum og stuðlar að því að stáliðnaðurinn færist frá "orkuvernd og kolefnisminnkun" í "núll kolefnislosun".
Að auki, með stöðugum umbótum á stöðlum iðnaðarins, svo sem eflingu iðnaðarstaðla fyrir endurheimt úrgangshita frá kókofnstækkunargasi, verður beiting ketilshitaendurheimtarvarmaskiptara staðlaðari og staðlaðari, sem stuðlar að heildarorkunýtni iðnaðarins. Samkvæmt innlendri framleiðslugetu járns upp á 1 milljarð tonna, ef háþróaðir hitaendurheimtur varmaskiptar eru kynntir að fullu, getur það sparað um 4,8 milljarða júana í kostnaði og dregið úr losun koltvísýrings um 5,2 milljónir tonna árlega, með verulegum efnahagslegum og umhverfislegum ávinningi.
