电炉烟气余热回收利用系统技术

当前，中国钢铁工业能耗总量占全国能耗总量的12%～15%，其中，电炉炼钢占全国钢铁产量的10%左右，电炉炼钢过程中会产生大量的高温含尘烟气（约1000～1400℃），烟气显热占电炉炼钢总能耗的10%以上。目前国内对烟气冷却方式主要为水冷方式，即冶炼所产生的一次烟气从其第四孔抽出，经水冷弯头、水冷滑套、燃烧沉降室、水冷烟道冷却后，再经空冷器或喷雾冷却塔降到约350℃ ，最后与来自大密闭罩及屋顶除尘罩温度为60℃的二次废气相混合，混合后的废气温度低于130℃，进除尘器净化，并经风机排往大气。该方式实现了烟气降温除尘的目的，缺点是：一方面消耗大量的电能和水，另一方面大量高温烟气的热量没有得到回收利用。

适用范围：钢铁行业电炉炼钢

节能原理：

1、技术原理

电炉第四孔的炉气，经炉盖弯管和移动弯管烟道之间的间隙，进入移动弯管烟道，同时抽入一定量的炉外空气，以燃烬炉气中的CO等可燃气体形成高温烟气，高温烟气依次经过沉降室、汽化烟道、余热锅炉及节能器生产一定压力的蒸汽供生产生活使用，同时经余热利用系统后的烟气温度降到约250℃，与来自大密闭罩及屋顶除尘罩温度为6O℃的二次废气相混合，混合后的废气温度低于130℃，进除尘器净化，并经风机排往大气。

2、关键技术

根据系统所处工况的不同，工艺系统可分别采用低压强制循环汽化冷却系统、中压强制循环汽化冷却系统、中压自然循环汽化冷却系统及直流系统，最大限度回收烟气余热，同时综合考虑系统安全可靠、经济运行、延长系统使用寿命及降低投资等因素。

余热锅炉设备的关键技术为：合理的烟气量、汽化冷却方式和强制循环倍率的选择，受热面的形式选择及对烟气中的粉尘适应性（含耐磨性和粘结性），合理的烟道流速选择。

3、工艺流程

工艺流程见图1。

图1 电炉烟气余热回收利用系统工艺流程图

主要技术指标：

1）回收蒸汽量：140～200kg/吨钢；

2）余热利用系统排烟温度：≤250℃。

技术应用情况：

目前，欧洲及俄罗斯部分钢铁厂的电炉烟气余热利用已经实现了汽化冷却产生蒸汽供钢铁厂生产生活使用，这样可大大降低除尘系统运行的电耗，降低炼钢成本，是电炉烟气冷却除尘的最佳工艺方向。但国内电炉烟气冷却除尘处理还一直停留在水冷方式上，在生产蒸汽方面尚无成熟的技术。本技术在河北邢钢集团邢台不锈钢有限公司进行了首台示范应用。

典型用户及投资效益：

典型用户：河北邢钢集团邢台不锈钢有限公司

建设规模：50t电炉。主要技改内容：电炉烟气余热回收利用系统，主要设备为移动转弯烟道、固定斜烟道、沉降室、水平烟道、除尘器、余热锅炉本体、节能器及相关辅机。节能技改投资额1286万元，建设期9个月。年回收蒸汽量5.0929万吨；折合5600tce/a，年节约830万元，投资回收期2.3年（含建设期）。

推广前景和节能潜力：

按照目前电炉钢比例计算，预计到全国电炉总容量可达8000～9000t，如果均采用该项技术即汽化冷却生产蒸汽，预计可节能约100万tce/a，估计投资总量约为27亿元，若推广至30%左右，总投资约8亿元人民币，总节能能力可达35万tce/a。