純堿行業(yè)余熱利用現(xiàn)狀分析

晁忠德，姚春林

(青海省鹽業(yè)股份有限公司，青海 西寧 810003)

1 前言

在“十二五”規(guī)劃期間，國(guó)家花大力氣對(duì)高能耗、低產(chǎn)能的部分生產(chǎn)線或企業(yè)實(shí)行關(guān)停、淘汰。礦熱爐單臺(tái)爐裝機(jī)容量在6 300 kVA以下的生產(chǎn)線或企業(yè)都屬于政府要求關(guān)停對(duì)象，隨著部分生產(chǎn)線或企業(yè)的不斷關(guān)停，也勢(shì)必會(huì)有更多上規(guī)模的新項(xiàng)目上馬。政府對(duì)于新上項(xiàng)目在環(huán)保、節(jié)能方面將實(shí)行嚴(yán)格審批，要求新上項(xiàng)目必須配套上余熱發(fā)電項(xiàng)目，否則不準(zhǔn)生產(chǎn)。國(guó)家的這一強(qiáng)制性政策，將會(huì)促使有更多的余熱綜合利用項(xiàng)目出現(xiàn)。

2 余熱利用概述

2.1 高溫廢煙氣余熱

目前,電爐煙氣降溫一般采用多管降溫器, 煙氣與空氣間接換熱降到一定溫度后, 直接混入空氣再次降溫然后進(jìn)入布袋除塵器。該過(guò)程雖然實(shí)現(xiàn)了煙氣除塵達(dá)標(biāo)排放的目標(biāo), 但浪費(fèi)了大量的能源,而且還額外消耗動(dòng)力資源?；厥者@一部分余熱,通常的方法是：(1) 應(yīng)用余熱鍋爐。余熱鍋爐以電爐煙氣為熱源,吸收其熱量后產(chǎn)生一定壓力和溫度的蒸汽和熱水,過(guò)熱的蒸汽還可以帶動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電, 實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)；(2) 應(yīng)用熱管技術(shù)。熱管是一種新型高效的傳熱元件,是利用工質(zhì)相變進(jìn)行熱量的傳遞, 具有傳熱速度快、能力大、熱效率高、運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用低和便于維修等優(yōu)點(diǎn), 近年來(lái)廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)爐窯的余熱回收。利用熱管技術(shù)制造的換熱設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、占地少, 而且不易腐蝕,克服了很多余熱鍋爐的不足。采用熱管技術(shù)回收鐵合金企業(yè)的余熱資源正在國(guó)內(nèi)陸續(xù)展開(kāi)。

2.2 冷卻水余熱

與許多工業(yè)爐窯一樣,礦熱電爐運(yùn)行過(guò)程中的高溫構(gòu)件需要大量的冷卻水循環(huán)冷卻, 一座6.3 MWA的硅鐵電爐大約用水150 t/h。冷卻水經(jīng)給水干管進(jìn)入水分配器,分配給各被冷卻構(gòu)件,然后回至集水箱,排入冷卻塔或冷卻器,熱量在冷卻設(shè)備內(nèi)散放到大氣之中。隨著電爐逐步向高功率大規(guī)模發(fā)展以及爐型日趨全封閉,循環(huán)冷卻水帶走的熱量更加不容忽視。通常循環(huán)冷卻水的進(jìn)出口溫差不大,出口水溫不超過(guò)45 ℃,這部分溫度低、溫差小的能量很多常規(guī)的余熱回收設(shè)備不能回收, 而熱管技術(shù)能夠回收。各個(gè)工況運(yùn)行流程示意如下：

2.3 保溫棉

為防止熱量損失，采暖系統(tǒng)的外置管道需裹上保溫棉。保溫棉是將高純度的黏土熟料、氧化鋁粉、硅石粉、鉻英砂等原料在工業(yè)電爐中高溫熔融，形成流體。然后采用壓縮空氣噴吹或用甩絲機(jī)甩絲成纖維狀，經(jīng)過(guò)集棉器集棉，形成保溫棉。保溫棉可進(jìn)一步加工成纖維毯、板、紙、布、繩等制品。陶瓷纖維是一種高效絕熱材料，具有重量輕、強(qiáng)度高、抗氧化、導(dǎo)熱率低、柔軟性好、耐腐蝕、熱容小及隔音等特點(diǎn)。

保溫棉可單獨(dú)作為保溫防寒材料廣泛使用于旅客列車(chē)、體育場(chǎng)、戲劇院。是玻璃棉防寒材料的理想替代品，與人體皮膚直接接觸，不會(huì)產(chǎn)生任何有害作用，是一種無(wú)毒、無(wú)害、無(wú)污染的新型保溫材料。

保溫棉特點(diǎn)：顏色潔白、尺寸精確、易切割安裝，施工方便、節(jié)省工時(shí)；不含任何結(jié)合劑，在中性、氧化氣氛下長(zhǎng)期使用；低熱容、低導(dǎo)熱率、高耐火度和高熱敏性；優(yōu)良的抗風(fēng)蝕性能和抗機(jī)械沖擊性能；優(yōu)良的吸音及防火性能；自動(dòng)化生產(chǎn)，密度及性能穩(wěn)定。

2.4 散熱器

由于采用直接供暖系統(tǒng)，所以供暖系統(tǒng)主要的設(shè)備散熱器應(yīng)選為暖氣片。鋼制翅片暖氣片由于外觀較差，不能被作為主流零售市場(chǎng)的認(rèn)可。其價(jià)格與鋼制插接焊暖氣片相比，沒(méi)有優(yōu)勢(shì)，加之運(yùn)輸安裝略顯麻煩。但其價(jià)格和防腐性相對(duì)有一定的競(jìng)爭(zhēng)力。主要在低端工程市場(chǎng)中仍然占有不小的市場(chǎng)份額。后期開(kāi)發(fā)的鋼鋁復(fù)合暖氣片較之更為優(yōu)良。

3 節(jié)能降耗

能源是指可以從其獲得能量的資源，是人類(lèi)賴(lài)以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)。當(dāng)前能源供應(yīng)緊張，是世界各國(guó)面臨的共同性問(wèn)題，節(jié)能工作引起了世界各國(guó)的重視，因此，節(jié)能有“開(kāi)發(fā)第五能源”之稱(chēng)。節(jié)能不是簡(jiǎn)單的能源消耗數(shù)量的減少，更不應(yīng)該影響社會(huì)活力，降低生產(chǎn)和生活水平，而是要充分發(fā)揮能源利用的效果，力求以最少數(shù)量的能源消耗，獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益，為社會(huì)創(chuàng)造更多可供消費(fèi)的財(cái)富，從而達(dá)到發(fā)展生產(chǎn)、改善生活之目的。也就是說(shuō)，生產(chǎn)同樣數(shù)量的產(chǎn)品或產(chǎn)值，要盡可能多的減少能源消費(fèi)數(shù)量，或者是以同樣數(shù)量的能源，能生產(chǎn)出更多的產(chǎn)品或產(chǎn)值，這就是節(jié)約能源的經(jīng)濟(jì)概念。

鋼鐵工業(yè)是我國(guó)能源消耗大戶，年耗能量占全國(guó)能耗總量的10%左右。近幾年，鋼鐵工業(yè)在經(jīng)濟(jì)體制改革的推動(dòng)下，堅(jiān)持“以節(jié)能降耗求發(fā)展”的方針，加強(qiáng)行業(yè)指導(dǎo)，注重能源管理，依靠技術(shù)進(jìn)步，取得了較好的節(jié)能效果。

堅(jiān)持節(jié)能、增效、減污、降耗的原則，優(yōu)化生產(chǎn)工藝裝置，選用低灰分、低硫分的燃料，從源頭控制污染。充分利用礦熱爐循環(huán)冷卻水余熱用于辦公區(qū)采暖，可以做到既節(jié)能又降耗。

能源是制約我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)重要因素，節(jié)約能源是國(guó)家的一項(xiàng)政策，提高供熱效率，加強(qiáng)節(jié)能措施，降低能源消耗，直接關(guān)系到工程的經(jīng)濟(jì)效益。節(jié)能的內(nèi)容主要包括兩個(gè)方面：一方面要提高能量利用效率，降低單位產(chǎn)品或產(chǎn)值的能源消耗量，稱(chēng)之為直接節(jié)能；另一方面，調(diào)整工業(yè)、企業(yè)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，在生產(chǎn)中減少原材料的消耗、提高產(chǎn)品質(zhì)量等，以減少能源消耗量，稱(chēng)做間接節(jié)能。

青海省鹽業(yè)股份有限公司辦公區(qū)取暖工程屬于礦熱爐冷卻水余熱采暖利用節(jié)能工程，通過(guò)利用礦熱爐冷卻水余熱，年回收利用冷卻水余熱3.75×1014J，相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤12 871.6 t。

為了充分合理的利用能源，隨著室外氣溫的變化不斷調(diào)節(jié)供熱介質(zhì)的溫度，使其達(dá)到合理的供熱參數(shù)，在滿足用戶的需求的情況下，盡可能降低成本，合理的利用能源，達(dá)到節(jié)能的目的。