Nhu cầu tiết kiệm năng lượng và giá trị nhiệt thải trong ngành thép
Nguyên lý kỹ thuật: Cơ chế tiết kiệm năng lượng thu giữ đa chiều và chuyển đổi tầng
Việc thu hồi nhiệt thải của nồi hơi nhà máy thép dựa trên nguyên lý truyền nhiệt nhiệt động và áp dụng các đường kỹ thuật khác biệt để đạt được chuyển đổi năng lượng hiệu quả cho các nguồn nhiệt thải ở các mức nhiệt độ khác nhau
Hệ thống tái chế được phân loại: Theo nhiệt độ của nhiệt thải, nó được chia thành ba cấp độ tái chế: nhiệt độ cao (trên 600 độ), nhiệt độ trung bình (200-600 độ) và nhiệt độ thấp (dưới 200 độ). Nhiệt thải ở nhiệt độ cao (như khí thải thiêu kết và xỉ lò cao) được sử dụng để tạo ra hơi nước áp suất cao thông qua nồi hơi nhiệt thải để phát điện; Nhiệt thải ở nhiệt độ trung bình (như khí lò cốc, khí thải cán thép) được sử dụng để sưởi ấm hoặc cung cấp nhiệt trong quá trình sản xuất; Nhiệt thải ở nhiệt độ thấp (như khí thải và nước ngưng tụ sau khi khử lưu huỳnh) được thu hồi thông qua bộ trao đổi nhiệt bằng thép dẻo để đạt được mức tiết kiệm năng lượng sâu.
Công nghệ truyền nhiệt lõi: Các công nghệ tiên tiến như truyền nhiệt ống vây hình chữ H, đốt môi trường xốp và truyền nhiệt tấm ống xoáy được áp dụng để nâng cao hiệu suất truyền nhiệt. Ví dụ: ống có vây hình chữ H áp dụng thiết kế truyền nhiệt nhiều hành trình, cho phép nước đã khử oxy hấp thụ nhiệt từ khí thải và chuyển thành nước nóng có nhiệt độ-cao, sau đó được tạo ra thành hơi bão hòa thông qua thiết bị bay hơi. Hiệu suất truyền nhiệt được cải thiện 15% -20% so với thiết bị truyền thống; Công nghệ đốt môi trường xốp tận dụng khả năng lưu trữ nhiệt của vật liệu để thu hồi nhiệt thải nhiệt độ cao của khí thải, làm nóng sơ bộ khí đốt để giảm tiêu thụ năng lượng.
Đường dẫn chuyển đổi đa dạng: hình thành mô hình sử dụng đa chiều-của "phát điện+sưởi ấm+tái sử dụng quy trình". Nhiệt thải ở nhiệt độ cao được chuyển thành năng lượng điện thông qua tổ máy phát điện tua bin hơi nước, trong khi nhiệt thải ở nhiệt độ trung bình và thấp được sử dụng để sưởi ấm đô thị hoặc tái sử dụng trong các quy trình sản xuất (như khử ẩm lò cao và nung sơ bộ thiêu kết) thông qua hệ thống trao đổi nhiệt, đạt được mức sử dụng năng lượng tối đa.
Công nghệ và thiết bị cốt lõi: thiết kế chuyên dụng phù hợp với điều kiện làm việc của thép
Việc vận hành hiệu quả hệ thống thu hồi nhiệt thải cho nồi hơi của nhà máy thép phụ thuộc vào mục tiêu đổi mới thiết bị công nghệ:
Thiết bị phát điện nhiệt thải ở nhiệt độ cao: một thiết bị phát điện tua bin (TRT) tiết kiệm năng lượng-hiệu suất cao-cực cao và thu hồi áp suất dư khí lò cao (TRT), thu năng lượng áp suất của khí phía trên lò cao và điều khiển bộ giãn nở tua-bin hoạt động và tạo ra điện, với hiệu suất hệ thống lên tới 92%; Hệ thống phát điện sạch từ lò luyện cốc sử dụng công nghệ hâm nóng trung gian ở nhiệt độ cao và -áp suất cực cao để chuyển đổi nhiệt thải từ khí thải của lò luyện cốc thành hơi có thông số cao, thúc đẩy sản xuất điện bằng tua-bin hơi nước và dẫn đầu ngành về hiệu quả sử dụng năng lượng toàn diện.
Thiết bị thu hồi nhiệt thải ở nhiệt độ thấp: Bộ tiết kiệm và ngưng tụ nhiệt độ-thấp bằng vật liệu mới bằng thép fluoroplastic, lần lượt được bố trí trước và sau tháp khử lưu huỳnh, để thu hồi nhiệt hiện và nhiệt ẩn của khí thải, đồng thời có thể giảm nhiệt độ khí thải xuống dưới 150 độ; Bộ trao đổi nhiệt tích hợp thông minh, bộ trao đổi nhiệt dạng tấm ống xoáy và các thiết bị khác đã giải quyết các điều kiện làm việc của nhiệt thải thép có chứa bụi, lưu huỳnh và các dao động không liên tục, đồng thời cải thiện tỷ lệ sử dụng nhiệt thải ở nhiệt độ thấp.
Hệ thống điều khiển thông minh: Thông qua trung tâm quản lý năng lượng, có thể thực hiện giám sát và lập kế hoạch toàn bộ quy trình, thu thập-các thông số theo thời gian thực như nhiệt độ khí thải lò hơi, áp suất, tốc độ dòng chảy, v.v. và kết hợp thông minh tải vận hành của thiết bị phục hồi. Ví dụ, nền tảng kiểm soát năng lượng do Puyang Iron and Steel xây dựng kiểm soát tốc độ giải phóng khí trong khoảng 0,5% và tiết kiệm 94000 tấn than tiêu chuẩn hàng năm.
Xu hướng của ngành: Nâng cấp công nghệ dẫn đến bảo tồn năng lượng sâu sắc
Được thúc đẩy bởi mục tiêu kép là "cacbon kép" và phát triển ngành-chất lượng cao, công nghệ thu hồi nhiệt thải của nồi hơi nhà máy thép đang được nâng cấp theo ba hướng chính:
Tích hợp toàn bộ quy trình: Phá vỡ các rào cản quy trình, tích hợp các nguồn nhiệt thải từ quá trình thiêu kết, luyện cốc, luyện sắt, cán thép và các quy trình khác, đồng thời xây dựng hệ thống sử dụng theo tầng quy trình chéo. Ví dụ: trong dự án thu hồi nhiệt thải của lò tròn Baosteel ở Thượng Hải, nhiệt hiện và nhiệt ẩn của khí thải được thu hồi thông qua một-lò hơi ngưng tụ có hai mục đích, đạt được khả năng thu hồi năng lượng toàn chuỗi.
Tận dụng tối đa nhiệt thải ở nhiệt độ-thấp: Tập trung vào các nguồn nhiệt thải ở nhiệt độ thấp-dưới 200 độ, thúc đẩy các công nghệ như thu hồi hơi nước ngưng tụ bằng thép dẻo và lưu trữ nhiệt thay đổi pha, giảm hơn nữa nhiệt độ khí thải và cải thiện hiệu quả sử dụng nhiệt thải. Ví dụ, Dự án Năng lượng Môi trường và Vật liệu Chiết Giang đã tiết kiệm được 8388 tấn than tiêu chuẩn hàng năm bằng cách thu hồi nhiệt thải trước và sau tháp khử lưu huỳnh.
Trí tuệ và Xanh hóa: Tích hợp IoT và công nghệ dữ liệu lớn để đạt được khả năng kiểm soát động và cảnh báo lỗi của hệ thống thu hồi nhiệt thải; Đồng thời, thúc đẩy các vật liệu xanh như vật liệu trao đổi nhiệt không chứa flo và các lớp phủ-hiệu suất cao thân thiện với môi trường, giảm lượng khí thải carbon của thiết bị và thúc đẩy ngành thép tiến tới "lượng khí thải gần như bằng không".
Là công nghệ cốt lõi để bảo tồn năng lượng và giảm thiểu lượng khí thải carbon trong ngành thép, việc thu hồi nhiệt thải từ lò hơi đang chuyển từ thu hồi quy trình đơn lẻ sang hợp tác toàn quy trình, từ-sử dụng nhiệt thải ở nhiệt độ cao đến khai thác sâu ở nhiệt độ thấp và từ thiết bị truyền thống sang nâng cấp xanh thông minh, cung cấp năng lượng bền vững cho ngành thép để đạt được tiêu chuẩn về hiệu suất năng lượng và chuyển hóa{{1}cácbon thấp.