煉鋼煙氣余熱的回收與利用
鋼鐵工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，是國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)順利展開和發(fā)展的保障和支持。但鋼鐵工業(yè)雖然帶動了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，給我們的生活和工作帶來了極大的便利。但同時它也給我們的生活和發(fā)展帶來許多問題。其中最主要的問題就是其所排放的煙氣問題，煙氣不僅污染環(huán)境，而且煙氣自身帶有大量熱量，我們不加利用隨意排放，這無形中給我們自己造成損失?；诖?，筆者通過自己多年的工作經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)國內(nèi)外在煉鋼煙氣余熱回收領(lǐng)域的研究成果，指出煙氣余熱回收利用的一般性方法。
常言道，農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，而工業(yè)則是國民經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵。沒有工業(yè)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也將不可能。工業(yè)帶來了我們現(xiàn)當(dāng)代的巨大變化，我們現(xiàn)在當(dāng)今無愧的是處于一個工業(yè)化的時代。但工業(yè)涉及的范圍極為廣泛，我們不可能一一探討，這里我們僅僅就工業(yè)中的一個部門來探討。這個部門就是鋼鐵部門，鋼鐵部門是我國工業(yè)中的重點(diǎn)，是我國的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)。我國國土面積廣大，鋼鐵資源豐富，這就為我國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，同時，我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展極為迅速，這又使我國的鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展迎來新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。但伴隨著機(jī)遇和挑戰(zhàn)的，則是一系列的問題。這些問題嚴(yán)重制約了我國經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。要實(shí)現(xiàn)我國鋼鐵行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，我們就必須解決這些問題。而其中最重要的問題就是煙氣余熱的回收問題。煙氣回收不是一個簡單的問題。它不僅僅是一個關(guān)于環(huán)境保護(hù)的問題，它還是一個關(guān)于實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長方式合理轉(zhuǎn)變的問題。所以我們必須解決這個問題，只有這樣我們才能找到出路。
1.淺論煉鋼過程中產(chǎn)生的煙氣問題
煉鋼是一種綜合性的物理和化學(xué)過程，這種過程必然伴隨著能量的轉(zhuǎn)換。而能量的轉(zhuǎn)換，必須要以消耗大量的能量為代價。這個消耗能量的過程，同時也是一個產(chǎn)生能量的過程。而能量的釋放與揮發(fā)就是煙氣。煙氣并不是工業(yè)進(jìn)步的什么代表和象征，相反，它給我們造成很嚴(yán)重的問題。首先，它意味著資源大量的不必要的浪費(fèi)。這說明我們的經(jīng)濟(jì)發(fā)展還是粗放型的。其次，它實(shí)在給我們制造了大量的環(huán)境問題。這些問題的存在影響了我們的身體健康，損壞了我們工作和生活的舒適環(huán)境。面對這些問題，國內(nèi)外的專家學(xué)者也比不是無動于衷的。
在國外電爐煙氣回收現(xiàn)狀在日漸明朗和樂觀。國外的學(xué)者連同相關(guān)的企業(yè)使用了大量的技術(shù)和管理方法，這些方法都有效地降低了煙氣余熱的浪費(fèi)。這些方法歸納起來主要有：(1) 水冷煙道；(2) 汽化冷卻煙道。這里特別指出德國OSCHATZ公司設(shè)計的汽化冷卻系統(tǒng)，該系統(tǒng)已在電爐爐體、爐蓋、四孔彎頭及煙道上實(shí)現(xiàn)了汽化冷卻，有效的回收了能量，并更加的環(huán)保。在最近三年，國內(nèi)新建200t以上的煉鋼轉(zhuǎn)爐，幾乎全部引進(jìn)了德國OSCHATZ公司設(shè)計和制造的汽化冷卻煙道產(chǎn)品，取得良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。這項(xiàng)技術(shù)不僅僅在國外受到好評，在國內(nèi)也受到廣泛的推廣和使用。這里我們可以簡單地舉例來說明。例如京唐鋼鐵。該企業(yè)5座300t轉(zhuǎn)爐受使用了汽化冷卻煙道，之前未曾使用時，其所產(chǎn)生的污染嚴(yán)重影響了首都人民和周邊省市人民的生活的工作，現(xiàn)在，經(jīng)過使用該項(xiàng)技術(shù)，既節(jié)省了成本和開支，又改善了人們的生存環(huán)境和質(zhì)量。再比如鞍鋼集團(tuán)6座260t轉(zhuǎn)爐汽化冷卻煙道。東北老工業(yè)基地過去一直被人視為已經(jīng)失去發(fā)展的動力，如今因?yàn)榉e極采用科學(xué)的新技術(shù)，又換發(fā)了新的生機(jī)和活力。
2.論使用煙氣余熱回收技術(shù)的必要
使用適當(dāng)?shù)氖侄?，進(jìn)行煙氣余熱的回收，其效果和利益是有目共睹的，但是有一個問題我們卻必須積極的面對和解決。這就是，我們是否一定有這個必要去采用某些手段來回收這些煙氣和余熱呢？煙氣和余熱的回收，使用新的技術(shù)，這些都需要巨大的開支和成本。企業(yè)是否需要或又必須支出這些成本呢？我們要明白，使用必要的手段進(jìn)行煙氣余熱的回收，這不僅僅考慮了企業(yè)對環(huán)境的負(fù)面影響，不僅僅考慮了企業(yè)對周邊居民生活和工作的影響，這還主要是對企業(yè)自身發(fā)展的考慮。長期的煙氣過分排放，容易使機(jī)器老化。具體情況如下，普通的電爐煙氣的水冷方式，冷卻水溫一般只有3～4℃，這樣不但沒有回收到煙氣中的大量高溫顯熱，而且需要大量水循環(huán)，從而消耗了大量電能。在目前國家大力提倡節(jié)能減排的形式下，可見開發(fā)適合國情的電爐高溫?zé)煔饫鋮s技術(shù)就顯得十分迫切。使用了新的合適的技術(shù)和設(shè)備，可以延長機(jī)器設(shè)備的使用周期，其實(shí)質(zhì)是節(jié)省企業(yè)的開支。
3.淺論煉鋼過程中采用的一般性煙氣余熱處理技術(shù)
這里說的一般技術(shù)不是指一些具體的機(jī)器設(shè)備，而是指使用這些設(shè)備的情況下所應(yīng)該遵循的基本行為規(guī)范。這些規(guī)范體現(xiàn)在實(shí)際的操作過程之中，好好利用會保證機(jī)器的使用壽命和煙氣余熱處理質(zhì)量。這些技術(shù)是在中外各大企業(yè)中實(shí)踐過程中總結(jié)出來的，他們?yōu)榻?jīng)驗(yàn)所證明是普遍有效的，是能夠在較短的實(shí)踐里解決問題，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益的，所以值得大大提倡和使用推廣。這些具體條例如下：
(1) 電爐煙氣溫度在一個煉鋼周期中變化很大，必須設(shè)計計算出合理的煙氣流量，給煙道各部件選擇合適的水汽循環(huán)方式。這些循環(huán)方式需要專門技術(shù)人員進(jìn)行考察后做必要的設(shè)置。
(2) 電爐煙氣一般含塵量在10g/m3左右，煙塵黏性大，所以必須選定合適的清灰系統(tǒng)，設(shè)計適宜的高效對流換熱系統(tǒng)。換熱系統(tǒng)是煙氣余熱處理中的核心設(shè)備，一般清灰系統(tǒng)選擇激波吹灰系統(tǒng)較為適宜，不應(yīng)該在這里過分計較機(jī)器的開支。
(3) 煙道截面宜優(yōu)先選用圓形，并根據(jù)自清灰的原則設(shè)計合適的煙氣流速。流速雖然調(diào)節(jié)的幅度很大，但流速過大也要注意磨損機(jī)器和設(shè)備。
(4) 將三通閥應(yīng)用到電爐汽化冷卻煙道中，在電爐吹氧冶煉期，汽化冷卻煙道末端采用自然循環(huán)方式運(yùn)行，在非吹氧冶煉期，通過三通閥自動轉(zhuǎn)換到強(qiáng)制循環(huán)方式。只有必要的強(qiáng)制才能較好的清理煙氣和余熱。并且采用汽化冷卻煙道技術(shù)還能產(chǎn)生很明顯的經(jīng)濟(jì)、社會效益。這些其實(shí)上面已經(jīng)做了仔細(xì)的分析，這里就不再多說。但是很多人或許會問，要進(jìn)一步提高效益可有途徑，當(dāng)然有，這就是我們必須合理地采用負(fù)壓進(jìn)技術(shù)壓進(jìn)渣料。壓進(jìn)渣料的做法可以大大降低煙氣的排放，減小余熱不必要的浪費(fèi)，是一種較為理想的清除煙氣余熱的方法。