Varmegjenvinning av kjele varmeveksler styrker energisparing og karbonreduksjon i stålindustrien

Kjerneposisjonering: Kjerneverdien til varmegjenvinningsvarmevekslere for kjele
Stålproduksjon kan ikke skilles fra støtten til ulike typer kjeler som masovner, varme masovner, gasskraftkjeler, sintringskjølere, koksovner osv. Dette utstyret genererer en stor mengde spillvarme ved forskjellige temperaturnivåer under drift - fra middels og lav temperatur røykgass ved 100 grader til høy temperatur røykgass ved 1050 grader. Hvis den slippes ut direkte, forårsaker den ikke bare alvorlig energisløsing, men forverrer også termisk forurensning av miljøet. Kjerneverdien til varmegjenvinningsvarmevekslere for kjeler ligger i å bygge et lukket-sløyfesystem for "gjenbruk av avfallsvarmefangst effektiv varmevekslingsenergi", som nøyaktig matcher spillvarmekarakteristikkene til stålverkskjeler, konverterer tapt spillvarme til brukbar energi som forvarming av forbrenningsluft, oppvarming av kjelens fødevann, og generering av damp, smelting. Ytelsen bestemmer direkte effektiviteten av gjenvinning av avfallsvarme fra kjelen og energi-besparende og karbonreduksjonseffekter, og er en nøkkelbro som forbinder kjelens spillvarme og energigjenbruk.

(1) Energisparing og forbruksreduksjon, forbedre energiutnyttelseseffektiviteten

I spillvarmen som slippes ut fra stålanleggskjeler, utgjør varmen som bæres av høy-temperatur røykgass alene for mer enn 40 % av den totale varmespredningen til utstyret. Varmegjenvinningsvarmevekslere for kjele av høy kvalitet kan oppnå en varmeoverføringseffektivitet på over 85 %, noe som i stor grad forbedrer energiutnyttelseseffektiviteten. For eksempel, etter at røykgassen fra den varme masovnen er behandlet av en varmeveksler, kan luften og gassen forvarmes til 190-380 grader, noe som reduserer drivstofforbruket til den varme masovnen betydelig og bidrar til å forbedre den ultimate energieffektiviteten til masovnsprosessen. Den samlede fordelen kan økes med 2 % -4 %; Etter å ha introdusert en stor roterende varmeveksler i en 2500 kubikkmeter masovn til en viss 10 millioner tonns stålbedrift, økte temperaturen på forbrenningsluften fra romtemperatur til 380 grader, brenselforbrenningseffektiviteten til masovnen økte med 12 %, og koksforholdet reduserte betydelig fra 55,80 kg/energi. besparelser. Samtidig kan varmeveksleren redusere eksostemperaturen til kjelen til 100-130 grader, unngå varmetap og fremme det totale energiforbruksnivået til stålverket for å nærme seg industristandarden.

(2) Reduser kostnadene og øk effektiviteten, styrk kjernekonkurranseevnen til bedrifter

Energikostnadene er en viktig komponent i produksjonskostnadene til stålbedrifter. Kjelvarmegjenvinningsvarmevekslere reduserer direkte driftskostnadene for bedrifter ved å redusere forbruket av innkjøpt drivstoff og elektrisitet, samtidig som de reduserer utstyrsdrift og vedlikeholdsinvesteringer, og oppnår doble effektivitetsgevinster. Med den 1800 kubikkmeter store masovnen til Qinggang som et eksempel, med støtte fra en dedikert varmegjenvinningsvarmeveksler, kan en ekstra mengde varme gjenvinnes hvert år, tilsvarende å spare 39,57 millioner standard kubikkmeter gass. Kombinert med reduksjon av luftlekkasje og gassbesparelser, når de årlige energisparefordelene-9,116 millioner yuan. Etter å ha trukket fra driftskostnader, er de inkrementelle-energibesparende fordelene omtrent 8,91 millioner yuan; Et 120 tonns omformerverksted tar i bruk en varmeveksler med spiralfinner, som kan gjenvinne 12 millioner kcal varme per stålovn, tilsvarende å spare 1,2 tonn standard kull. Den årlige kraftproduksjonen øker med 18 millioner kWh, og utstyrets vedlikeholdssyklus reduseres fra 4 ganger i året til 2 ganger, noe som reduserer vedlikeholdskostnadene med 40 %. For store stålbedrifter kan et komplett varmegjenvinningsvarmevekslersystem for kjele redusere kostnadene med millioner eller titalls millioner yuan årlig, noe som betydelig forbedrer selskapets markedskonkurranseevne.

(3) Grønn karbonreduksjon, hjelper industriens lave-karbontransformasjon
Under "dual carbon"-målet står stålindustrien overfor strenge krav til utslippsreduksjon. Varmegjenvinningsvarmevekslere for kjele kan effektivt redusere energiforbruket som kull og naturgass ved å gjenvinne spillvarme i stedet for å brenne fossilt brensel, og dermed redusere utslipp av forurensninger som karbondioksid, svoveldioksid og nitrogenoksider. Ifølge beregninger, for hver 1GJ spillvarme som gjenvinnes, kan omtrent 80-100 kg karbondioksidutslipp reduseres. Ta et stålforetak med en produksjonskapasitet på 5 millioner tonn som eksempel, med støtte fra varmegjenvinningsvarmevekslere fra kjele, kan 26000 tonn karbondioksid, 750 tonn svoveldioksid og 375 tonn nitrogenoksider reduseres årlig. Shiheng Special Steel gjenvinner spillvarme fra rå kullgass gjennom en varmeveksler med varmeveksler i koksovn, og oppnår flere fordeler med å redusere energiforbruket for koks og kontrollere utslipp av forurensende stoffer. Dets herdede stål co-produksjon karbonreduksjon og fiksering reduserer karbonutslipp med 300 000 tonn årlig og har blitt anerkjent som et "typisk tilfelle av karbonnøytralitet" av departementet for økologi og miljø; Etter å ha distribuert ulike varmegjenvinningsvarmevekslere gjennom hele prosessen, reduserte en ledende stålbedrift karbondioksidutslipp med 850 000 tonn årlig og skapte økonomiske fordeler på over 230 millioner yuan, noe som fullt ut demonstrerer lavkarbonverdien til varmevekslere.

Kjernetyper og tekniske funksjoner: Egnet for flere kjelescenarier i stålverk

Det finnes ulike typer kjeler i stålverk, med betydelige forskjeller i spillvarmeegenskaper - temperaturer fra 100 grader C til 1050 grader C, og komplekse røykgasssammensetninger (inkludert svovel, klor, støv, etc.). De tilsvarende varmegjenvinningsvarmevekslerne fra kjelen viser også differensierte typer, med kjernen som dreier seg om "kaskadeutnyttelse, presis varmeveksling", tilpasser seg ulike kjelscenarier og spillvarmekvalitet, oppnå maksimal utnyttelse av spillvarmeressurser og løse smertepunkter som korrosjon, askeakkumulering og ytelsesforringelse av tradisjonelt utstyr.

(1) Vanlige varmevekslertyper og teknologiske fordeler

1. Intelligent temperaturkontroll dobbel forvarmingsvarmeveksler: Ved å bruke termisk olje som varmemedium, konstrueres et varmevekslersystem av "røykgass termisk olje luft/gass", bestående av røykgassvarmeveksler, luftvarmeveksler, gassvarmeveksler og intelligent kontrollsystem, hovedsakelig egnet for lav-temperaturgenerering av røykgass avfallsovn og gjenvinning av blast-gass-varmegass. Dens kjernefordel er å fundamentalt løse problemet med lav-temperatur syreduggpunktskorrosjon, lindre fenomenet askeakkumulering, og levetiden til utstyret kan nå mer enn 10 år, og langt overstige levetiden til tradisjonelle plate- og varmerørvarmevekslere med 3-5 år. Under normale driftsforhold kan spillvarmen ved røykgassinnløpstemperaturen på 280 grader gjenvinnes for å forvarme gassen og luften til en temperatur på 190 grader; Når innløpstemperaturen til røykgassen er 330 grader, kan forvarmingstemperaturen økes til 230 grader, og avtrekkstemperaturen kan reduseres til under 130 grader, med minimum 100 grader.

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 grader) bruker en strålingsvarmeoverføringsmodul av hylsetype for å overføre varmeenergi gjennom strålingsegenskapene til røykgass, og unngår termisk stressskade; Når temperaturen faller under 750 grader, bytt til konvektiv varmeoverføringsmodus, kombinert med den høye-varmeoverføringsfordelen til platevarmevekslere, kan varmeoverføringskoeffisienten nå 3500W/(m² · K), og utstyrets fotavtrykk reduseres med mer enn 40 % sammenlignet med tradisjonelle løsninger [2]. Etter renoveringen av en 2000m ³ masovn i et bestemt stålverk, økte effektiviteten til gassfølbar varmegjenvinning med 22 %, og sparte 12000 tonn standardkull årlig.
3. Rørvarmeveksler: En av de mest brukte typene, kjernen er sammensatt av flere høy-temperaturbestandige metallrør (som 310S rustfritt stål, Inconel-legering, etc.). Høytemperatur røykgass strømmer utenfor rørbunten, og mediet som skal varmes opp sirkulerer inne i røret, og oppnår varmeoverføring gjennom rørveggens varmeledning. Strukturen er solid, tåler høye temperaturer og trykk på 800-1200 grader, enkel å rengjøre og vedlikeholde, og egnet for røykgassmiljøer med høyt støvinnhold, som masovner og omformere i stålverk. En spesiell stålbedrifts 120 tonns omformer tar i bruk en spiralformet rørvarmeveksler, med et enkelt varmevekslerareal på 3200 kvadratmeter. Finnene er laget av nikkel-kromlegeringsmateriale med en temperaturmotstand på 850 grader, som effektivt motstår høytemperaturkorrosjon og reduserer røykgasstemperaturen fra 800 grader til 280 grader. Spillvarmegjenvinningseffekten er betydelig.

4. Platevarmeveksler: Ved å bruke korrugerte metallplater som varmevekslerelementer dannes det smale kanaler mellom platene, og høy-røykgass strømmer omvendt med mediet som skal varmes opp. Varmeoverføringsområdet er stort og effektiviteten er høy, som er 10 % -30 % høyere enn tradisjonelle rørvarmevekslere. Det kompakte volumet er egnet for scenarier med begrenset plass. For røykgassen med høy temperatur på 650 grader i stålrullevarmeovnen, vedtar platevarmeveksleren av anti-aske type en spesiell platedesign og er utstyrt med et automatisk askerensesystem, som kan bruke varmen fra røykgassen til å forvarme forbrenningsluften og kjølevannet til valseverket, og redusere drivstofforbruket til oppvarmingen med 10 %.

5. Hjelpevarmevekslere: inkludert economizers, luftforvarmere, varmerørvarmevekslere, etc., hovedsakelig brukt til middels og lav temperatur spillvarmegjenvinning (temperatur<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%.

Bransjetrender og utviklingsutsikter
Med promotering av den nasjonale "Special Action Plan for Energy Conservation and Carbon Reduction in the Steel Industry", innen utgangen av 2025, vil energiforbruket per produktenhet av masovner og omformere i stålindustrien reduseres med mer enn 1 % sammenlignet med 2023, og det omfattende energiforbruket per tonn stål vil reduseres med mer enn 2 %. Kjelvarmegjenvinningsvarmevekslere, som kjerneutstyret for energisparing og karbonreduksjon, vil innlede et bredere utviklingsområde. Basert på industriutviklingsbehov og teknologiske innovasjonsretninger, vil det være tre store utviklingstrender for varmegjenvinningsvarmevekslere for kjele i fremtiden.

Den ene er oppgradering av teknologisk intelligens, integrering av nye teknologier som AI, digitale tvillinger og tingenes internett for å oppnå sanntidsovervåking, presis regulering og feilvarsling av driftsstatusen til varmevekslere, ytterligere forbedre varmevekslingseffektiviteten og redusere drifts- og vedlikeholdskostnader; Samtidig kan utviklingen av adaptive varmevekslere automatisk justere driftsparametere basert på fluktuasjoner i spillvarmetemperatur og strømningshastighet, tilpasset komplekse spillvarmescenarier i stålverk.

Den andre er material- og strukturinnovasjon, ved å bruke mer avanserte legeringsmaterialer som er motstandsdyktige mot høy-temperatur og korrosjon-, for eksempel INCONEL 625, 310S rustfritt stål, osv. , for å forbedre stabiliteten til varmeveksleren i miljøer med høy temperatur, høy korrosjon og mye støv; Optimaliser den strukturelle utformingen av varmevekslere, utvikler kompakte og effektive varmevekslere, reduser fotavtrykk og forbedrer plassutnyttelsen, for eksempel å redusere fotavtrykket til varmevekslere med høy-temperaturhylse med mer enn 40 % sammenlignet med tradisjonelle løsninger.

Den tredje er utviklingen av systemintegrasjon, som kombinerer varmegjenvinningsvarmevekslere med kjeler med gassgjenvinning, dampsyklus og energilagringssystemer for å bygge et integrert energigjenvinningssystem, forbedre bedriftens energiselvforsyning-og takle strømprissvingninger og energiforsyningsrisikoer; Samtidig kombinerer nye smelteteknologier som hydrogenmetallurgi, optimalisering av varmevekslerdesign, tilpasning til nye varmekildestrukturer, og fremmer stålindustrien til å gå fra "energisparing og karbonreduksjon" til "null karbonutslipp".

I tillegg, med den kontinuerlige forbedringen av industristandarder, for eksempel fremme av industristandarder for gjenvinning av spillvarme fra koksovnsstigegass, vil bruken av varmegjenvinningsvarmevekslere for kjele bli mer standardisert og standardisert, noe som fremmer industriens generelle energieffektivitetsnivå. I følge den nasjonale jernproduksjonskapasiteten på 1 milliard tonn, hvis avanserte varmegjenvinningsvarmevekslere for kjele er fullt fremmet, kan det spare rundt 4,8 milliarder yuan i kostnader og redusere karbondioksidutslipp med 5,2 millioner tonn årlig, med betydelige økonomiske og miljømessige fordeler.