احتياجات توفير الطاقة وقيمة الحرارة المهدرة في صناعة الصلب
المبدأ التقني: آلية توفير الطاقة للالتقاط متعدد الأبعاد والتحويل المتتالي
يعتمد استرداد الحرارة المهدورة لغلايات مصانع الصلب على مبدأ نقل الحرارة الديناميكي الحراري، ويعتمد مسارات تقنية مختلفة لتحقيق تحويل فعال للطاقة لموارد الحرارة المهدرة بمستويات درجات حرارة مختلفة
نظام إعادة التدوير المتدرج: حسب درجة حرارة الحرارة المهدورة، ينقسم إلى ثلاثة مستويات لإعادة التدوير: درجة الحرارة العالية (فوق 600 درجة)، درجة الحرارة المتوسطة (200-600 درجة)، ودرجة الحرارة المنخفضة (أقل من 200 درجة). يتم استخدام الحرارة المهدرة ذات درجة الحرارة العالية (مثل تلبيد غاز المداخن وخبث الأفران العالية) لتوليد بخار عالي الضغط من خلال غلاية حرارة النفايات لدفع توليد الطاقة؛ يتم استخدام الحرارة المهدرة ذات درجة الحرارة المتوسطة (مثل غاز فرن فحم الكوك وغاز نفايات درفلة الفولاذ) للتدفئة أو توفير الحرارة في عمليات الإنتاج؛ يتم استرداد الحرارة المهدرة ذات درجة الحرارة المنخفضة (مثل غاز المداخن والماء المكثف بعد إزالة الكبريت) من خلال مبادل حراري من الصلب الفلوري البلاستيكي لتحقيق توفير كبير في الطاقة.
تقنية نقل الحرارة الأساسية: يتم اعتماد تقنيات متقدمة مثل -نقل الحرارة بأنبوب زعانف على شكل H، واحتراق متوسط مسامي، ونقل الحرارة بلوحة أنبوبية دوامية لتعزيز كفاءة نقل الحرارة. على سبيل المثال، يعتمد الأنبوب ذو الزعانف على شكل H- تصميم نقل الحرارة متعدد الأشواط، والذي يمكّن الماء غير المؤكسج من امتصاص الحرارة من غاز المداخن وتحويله إلى ماء ساخن ذو درجة حرارة عالية-، والذي يتم توليده بعد ذلك إلى بخار مشبع من خلال المبخر. تم تحسين كفاءة نقل الحرارة بنسبة 15% -20% مقارنة بالمعدات التقليدية؛ تستخدم تقنية احتراق الوسائط المسامية قدرة تخزين الحرارة للمادة لاستعادة حرارة غاز المداخن ذات درجة الحرارة العالية، والتسخين المسبق لغازات الاحتراق لتقليل استهلاك الطاقة.
مسار تحويل متنوع: تشكيل نموذج استخدام متعدد الأبعاد -لـ "توليد الطاقة+التدفئة+إعادة استخدام العمليات". يتم تحويل الحرارة المهدرة ذات درجة الحرارة العالية إلى طاقة كهربائية من خلال وحدة مولد توربين بخاري، في حين يتم استخدام الحرارة المهدرة ذات درجة الحرارة المتوسطة والمنخفضة للتدفئة الحضرية أو إعادة استخدامها في عمليات الإنتاج (مثل إزالة الرطوبة من الفرن العالي والتسخين المسبق بالتلبيد) من خلال نظام التبادل الحراري، مما يحقق أقصى استفادة من سلسلة الطاقة.
التكنولوجيا والمعدات الأساسية: تصميم متخصص يتكيف مع ظروف عمل الفولاذ
يعتمد التشغيل الفعال لنظام استعادة الحرارة المهدرة لغلايات مصانع الصلب على ابتكار المعدات التكنولوجية المستهدفة:
معدات توليد الطاقة الحرارية المهدورة ذات درجة الحرارة العالية: جهاز توليد الطاقة (TRT) كبير جدًا{0}}عالي الكفاءة في استخدام الطاقة-لتوفير الضغط المتبقي لغاز الفرن العالي، والذي يلتقط طاقة الضغط للغاز العلوي للفرن العالي ويدفع موسع التوربين للقيام بالعمل وتوليد الكهرباء، بكفاءة نظام تصل إلى 92%؛ يستخدم نظام توليد الطاقة الحرارية المهدرة لفرن فحم الكوك تقنية إعادة التسخين المتوسطة ذات درجة الحرارة العالية والضغط العالي جدًا- لتحويل الحرارة المهدرة لغاز مداخن فرن فحم الكوك إلى بخار عالي المعلمة، وتعزيز توليد الطاقة من التوربينات البخارية، وريادة الصناعة في كفاءة الطاقة الشاملة.
معدات استعادة الحرارة المهدرة ذات درجة الحرارة المنخفضة: مادة جديدة من الفولاذ الفلوروبلاستيكي وموفر للحرارة المنخفضة-ومكثف، يتم ترتيبهما على التوالي قبل برج إزالة الكبريت وبعده، لاستعادة الحرارة المعقولة والكامنة لغاز المداخن، ويمكن أن يقلل درجة حرارة غاز العادم إلى أقل من 150 درجة؛ لقد نجحت المبادلات الحرارية المتكاملة الذكية، والمبادلات الحرارية ذات الألواح الأنبوبية الدوامة، وغيرها من المعدات في حل ظروف العمل للحرارة المهدرة للصلب التي تحتوي على الغبار والكبريت والتقلبات المتقطعة، وتحسين معدل استخدام الحرارة المهدرة ذات درجة الحرارة المنخفضة-.
نظام التحكم الذكي: من خلال مركز إدارة الطاقة، يتم تحقيق المراقبة الكاملة للعملية وجدولةها، وجمع -المعلمات في الوقت الفعلي مثل درجة حرارة غاز مداخن الغلاية، والضغط، ومعدل التدفق، وما إلى ذلك، والمطابقة الذكية لحمل تشغيل معدات الاسترداد. على سبيل المثال، منصة التحكم في الطاقة التي بنتها شركة Puyang للحديد والصلب تتحكم في معدل إطلاق الغاز في حدود 0.5% وتوفر 94000 طن من الفحم القياسي سنويًا.
اتجاه الصناعة: التحديث التكنولوجي يؤدي إلى الحفاظ على الطاقة العميقة
انطلاقًا من الأهداف المزدوجة المتمثلة في "الكربون المزدوج" وتطوير الصناعة-عالية الجودة، تتم ترقية تقنية استعادة الحرارة المهدرة لغلايات مصانع الصلب في ثلاثة اتجاهات رئيسية:
التكامل الكامل للعملية: كسر حواجز العمليات، ودمج موارد الحرارة المهدرة من التلبيد، وفحم الكوك، وصناعة الحديد، ولف الفولاذ والعمليات الأخرى، وبناء نظام استخدام متتالي للعمليات المتقاطعة. على سبيل المثال، في مشروع استعادة الحرارة المهدورة لفرن Baosteel الدائري في شنغهاي، يتم استرداد الحرارة المعقولة والكامنة لغاز العادم من خلال غلاية تكثيف مزدوجة-الغرض، مما يحقق استرداد الطاقة بسلسلة كاملة.
الاستخدام العميق للحرارة المهدرة ذات درجات الحرارة المنخفضة-: التركيز على موارد الحرارة المهدرة ذات درجات الحرارة المنخفضة-التي تقل عن 200 درجة، وتعزيز تقنيات مثل استعادة تكثيف الفولاذ الفلوروبلاستيكي وتخزين الحرارة المتغيرة الطور، مما يؤدي إلى تقليل درجة حرارة غاز العادم بشكل أكبر، وتحسين كفاءة استخدام الحرارة المهدرة. على سبيل المثال، نجح مشروع تشجيانغ للمواد والطاقة البيئية في توفير 8388 طنًا من الفحم القياسي سنويًا عن طريق استعادة الحرارة المهدرة قبل وبعد أبراج إزالة الكبريت.
الذكاء والتخضير: دمج تقنيات إنترنت الأشياء والبيانات الضخمة لتحقيق التحكم الديناميكي والإنذار بالأخطاء في أنظمة استعادة الحرارة المهدرة؛ وفي الوقت نفسه، قم بالترويج للمواد الخضراء مثل وسائط التبادل الحراري الخالية من الفلور والطلاءات -الصديقة للبيئة عالية الكفاءة، وتقليل البصمة الكربونية للمعدات، وتشجيع صناعة الصلب للتحرك نحو "انبعاثات قريبة من الصفر".
وباعتبارها تقنية أساسية للحفاظ على الطاقة وتقليل الكربون في صناعة الصلب، فإن استعادة الحرارة المهدرة للغلايات تتحول من استعادة عملية واحدة إلى التعاون الكامل للعملية، ومن استخدام الحرارة المهدرة في درجات الحرارة العالية- إلى التعدين العميق في درجات حرارة منخفضة، ومن المعدات التقليدية إلى الترقية الخضراء الذكية، مما يوفر طاقة مستدامة لصناعة الصلب لتحقيق إنشاء معيار كفاءة الطاقة وتحويل الكربون المنخفض-.