竖炉球团低温烟气余热的利用研究_黄新.pdf

能源研究与信息
第 26 卷第 3 期 Energy Research and Information Vol. 26 No. 3 2010
文章编号: 1008-8857(2010)03-0148-04
竖炉球团低温烟气余热的利用研究
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黄新, 梅丰, 胡承凡, 姜敏, 王昌华, 王昌安
(1. 武汉科技大学资源与环境工程学院, 湖北武汉 430070; 2. 大冶球团厂, 湖北大冶 435124)
摘要: 对大冶球团厂两台竖炉(8 m2 和 10 m2)炉顶烟气温度为 120℃、烟气总量 120 050 Nm3⋅h-1
的余热资源进行了利用研究,通过热管换热器换热后为职工澡堂提供热量,同时在确定了烟
气余热利用方案后进行热平衡分析计算和经济、环境效益分析。计算结果表明:低温烟气余
热可以产生的热水流量为 kg⋅s-1,每小时为澡堂生产 25 t 50℃的热水,经济效益大约为
20 万元⋅年-1;每天可节约的热能为 ×107 kJ,折合标准煤 860 kg,每年可节约成本 15 万元。
关键词: 余热利用; 竖炉球团; 热平衡计算; 环境效益
中图分类号: TK11+5 文献标识码: A
当前,在国内钢铁行业高温废气余热的利用情况较好,而中低温废气余热的回收利用率
较低。2005 年,我均回收率只有 %。其中按余热资源的品质统
计:回收高温余热居多,回收率为 %;其次是中温余热,回收率为 %,低温余热的回
收率还不足 1%[1]。而国外对于 200℃以下的低温烟气余热已有研究利用其集中供暖及制冷[2]。
竖炉氧化球团烟气温度虽然很低,但它的烟气量却非常大, 占物料支出的 %,也就
是说烟气量弥补了温度的不足,总的热容量不但不低,而且还相当高[3]。在各种工业窑炉的能
量支出中,烟气余热约占 15%~35%[2],如何回收利用这些烟气余热是节能降耗中的一个重要
课题。本文利用大冶球团厂竖炉炉顶烟气温度为 120℃、烟气量 120 050 Nm3⋅h-1 的废气余热资
源为职工澡堂提供热能以满足工厂职工热水洗澡,经济和环境效益明显。
1 炉顶烟气余热的利用方案
方案的设计
在炉顶安装热管换热器,热管的热流体为竖炉烟气,其进口温度为 120℃,出口温度为
80℃;热管冷流体为水,其进口温度为最低 4℃,出口温度为 50℃。在换热器前加装三通阀以
便在换热器发生故障时,能够及时切断气源,使废气不经过换热器而直接通过烟囱排向大气,
既不影响竖炉的正常运转,又有利于换热器的检修[4],其工作流程如图 1 所示。

收稿日期:2009-10-17
作者简介:黄新(1985-),男(汉),硕士生,xchx121568582@
第 3 期黄新, 等: 竖炉球团低温烟气余热的利用研究 149

烟气
电除尘

烟气
竖炉三通阀换热器
冷水

热水
澡堂

图 1 烟气余热利用流程示意图
Fig. 1 Flow chart of flue-gas waste heat utilization
2 热平衡计算