冶金工業是耗能大戶,不論是有色冶金或黑色冶金工業都存在大量的節能問題。以鋼鐵企業為例,焦爐、高爐及煉鋼工序均有相當數量的的余熱未能回收利用。余熱的溫度最高可達1600℃,熱能的形態有固體、氣體、液體,其中很多為間隙排放,因之給余熱回收帶來了一定的難度。由于熱管的的眾多特點,特別適用于上述場合的余熱回收利用。高溫熱管及高溫熱管空氣預熱器、高溫熱管蒸汽發生器開發運用成功,給冶金企業的高品位余能利用帶來了新的希望。 一、 加熱爐和均熱爐的余熱利用 軋鋼連續加熱和均熱爐是鋼鐵企業中耗能較多的設備。其熱效率一般只有20%~30%,約有70%~80%的熱量散失于周圍環境和被排煙帶走。其中煙氣帶走的熱損失約占30%~35%。加熱爐的煙氣量根據爐型大小不同,一般在(標準狀態)7000~300000m3/h的范圍內。煙氣溫度一般為550~990℃,也有超過1000℃以上的。從直接節能來考慮,工程界希望將煙氣的余熱用來加熱助燃空氣。當助燃空氣被加熱到400℃時,可以得到節能20%~25%的效果。 二、 燒結工序的余熱利用 燒結工序是高爐礦料入爐以前的準備工序。有塊狀燒結和球團狀燒結兩種工藝。塊狀燒結是將不能直接加入爐的煉鐵原料,如精礦粉、高爐爐塵、硫酸渣等配加一定的燃料和溶劑,加熱到1300~1500℃,使粉料燒結成塊狀。球團燒結則是將細磨物料,如精礦粉配加一定的黏結劑,在造球設備上滾成球,然后在燒結設備上高溫燒結。兩種燒結過程都要消耗大量的能源。據統計,燒結工序的能耗約占冶金總能耗的12%。而其排放的余熱約占總能耗熱能的49%。回收和利用這些余熱,顯然極為重要。回收余熱主要在成品顯熱及冷卻機的排氣顯熱兩個方面。 三、 高爐熱風爐余熱回收 高爐熱風爐是產生熱風的設備,由于風溫可高達1200℃以上,因之熱風爐都是蓄熱式。其工作原理是先使煤氣和助燃空氣在燃燒室燃燒,燃燒生成的高溫煙氣進入蓄熱室內的格子磚加熱,然停止燃燒,再將鼓風機送來的冷空氣通過蓄熱式格子磚,將格子磚所積蓄的熱量帶走,冷空氣被加熱到所需的溫度進入高爐。熱風爐煙道廢氣的溫度一般限制在300~350℃,最高不行超過400℃。使用熱管換熱器回收的這部分余熱,用來加熱助燃空氣則可以改善蓄熱爐內的燃燒狀況,從而使爐頂溫度提高。對于以煤氣為燃料的單位,一般多采用分離式熱管換熱器回收排煙余熱,回收的余熱同時用來加熱空氣和煤氣,因之稱為“雙預熱”。