【摘 要】随着钢铁企业的规模不断扩大，余热能源被大量的以排放的形式浪费。而本着绿色环保，可持续发展的理念，要充分认识节能减排的极端重要性和紧迫性，增强忧患意识和危机意识，抓住机遇，大力推进节能减排，促进经济社会发展与资源环境相协调，切实增强可持续发展能力。
【关键词】钢铁企业；节能减排；低温余热
1 钢铁企业能源发展现状
在国家“十二五”时期面临的资源环境约束将日益强化。从国内看，随着城镇化、工业化消费结构升级和进程加快，我国能源需求呈刚性增长，受国内环境容量和资源保障能力制约，我国经济社会发展更加突出的面临资源环境瓶颈约束，不断加大节能减排工作难度。
目前可利用余热资源和利用情况按烧结、焦化、炼钢、压延、炼铁、发电等工序如下：
烧结工序的烧结矿显热、荒煤气显热和焦炉煤气显热、焦化工序的红焦显热、烧结机烟气显热。轧钢工序的加热炉等所排放的烟气显热等。炼钢工序的转炉煤气显热、钢渣显热、连铸坯显热等。炼铁工序的高炉煤气显热、高炉渣显热以及热风炉烟气显热等。
2 工程概况
重庆钢铁（集团）有限责任公司环保搬迁工程分两期建设，工程完成后重钢新区可形成年产600万吨钢的综合生产能力。项目利用烧结工序、轧钢、炼钢工序排放的低温烟气余热、饱和蒸汽，将其转为优质电能，建设2座低温余热发电站。烧结工序低温余热发电站简称1#低温余热发电站（烧结区），轧钢、炼钢工序低温余热发电站简称2#低温余热发电站（轧钢、炼钢区）。
1#低温余热发电站（烧结区）利用烧结工序一期及二期共3台360m2烧结机之环冷机排放的烟气，设置3台低温余热锅炉（1期2台，2期1台）；配置2×12MW的补汽凝汽式发电机组，及配套的公辅设施。
2#低温余热发电站（轧钢、炼钢区）利用炼钢、轧钢工序一期及二期共3台210t转炉、3台1780轧钢加热炉、3台4100轧钢加热炉之饱和蒸汽，设置蒸汽蓄能站，配置2×9MW级间再热型饱和蒸汽汽轮发电机组，及配套公辅设施。
3 重钢集团经过低温余热利用设计过程
3.1 主要工艺流程
（1）1#低温余热发电站（烧结区）
烧结项目将分两期建设。一期新建烧结面积为360m2的烧结机2台，二期新建相同生产能力的烧结机1台。烧结机设计作业天数为330天/年，利用系数为1.25t/m2h。通过双压、双烟道余热锅炉回收烧结矿冷却高温烟气的显热而产生中压、低压过热蒸汽，进而驱动汽轮发电机组发电。如图1所示。
（2）2#低温余热发电站（轧钢、炼钢区）
重钢公司炼钢厂亦将分两期建设。一期新建2台210吨炼钢转炉，二期新建1台210吨炼钢转炉。其平均冶炼周期均为38min（其中纯吹氧时间15min），转炉年有效作业天数为276天。为了充分利用转炉煤气的热量，在转炉炉口上方的烟道部分均设有余热锅炉。产自转炉汽化冷却烟道余热锅炉的蒸汽具有不连续、流量波动大、含湿量高等特点。通过蒸汽蓄能器将此蒸汽转化为流量稳定的低压饱和蒸汽，以保证凝汽式同步发电机组的连续正常运行。如图2所示。
（3）自动化水平
整体工艺采用全过程的计算机自动化控制。所有的工艺设备采用分布式控制系统（DCS），全CRT操作，实现集中显示，集中操作，集中管理和分散控制，控制功能先进，系统安全可靠、运用灵活，具有最优的控制性能和综合管理能力。
由于分布式控制系统（DCS）具有丰富的控制和监视功能，控制回路增减，方案的改变，可由软件实现，带CRT显示的操作站能取代以往大量的模拟仪表盘，从而改善了人机联系；带CRT显示的操作站和工程师站均设在控制室内。
DCS系统分1#低温余热发电站（烧结区）DCS系统和2#低温余热发电站（轧钢、炼钢区）DCS系统，共2套。选用国内先进的DCS系统，CUP、电源、通讯采用冗余设计，通讯系统采用两级网络形式，中央控制系统与现场控制站之间构成多用户工业以太环网，各控制主站与远程I/O站、设备配套PLC之间通过现场总线网进行通讯。
3.2 综合效益
（1）经济效益
重钢集团环保搬迁工程低温余热发电站工程运营后经济效果显著，年平均销售收入：17086万元，年平均利润总额：5401万元。
项目建成运营后，年外供电量：23313×104kW·h（已扣除自用电）
（2）社会效益
通过此项目的实施，回收重钢环保搬迁工程中新建烧结厂、炼钢转炉和轧钢加热炉的余热用于发电，达到充分利用生产过程中的废弃资源，减少能源浪费、节约能源和降低污染物排放的目的，具有很大的经济效益和社会效益。
本项目把烧结、转炉及轧钢加热炉等低温余热再利用，将形成装机容量为44MW的节能减排综合利用项目，年减排二氧化碳27.74万吨，相当于年节约标煤9.42万吨，总投资约2.78亿。
本项目是典型的余热回收再利用循环经济环保项目，利用新建烧结厂、炼钢转炉和轧钢加热炉的余热用于发电，采用高效发电技术，产生优质的电能，扣除企业自身用电外，年向重新区电网供电约23313万kW·h。
低温余热发电能将烧结废气中的热能转化为电能，可有效的减少烧结生产过程中的能源消耗，节能效果显著。同时，废气通过余热锅炉降低了排放的温度，含尘浓度也大大降低，可有效的减轻烧结生产对环境的污染，环保效果显著。
项目做到了资源综合利用，改善了环境，达到实现循环经济提高能源转换率的目的，符合可持续发展战略思想。
4 余热利用技术的最新进展
将零散的间歇或大宗集中的余热产生蒸汽，然后通过一种新方法相对集中的发电。一般应控制在3.0-15MW之间余热回收利用的区域发电的装机规模为宜。进行回收发电各种不同参数的低温余热，应采取的措施和技术与之相适应，一般钢铁企业厂区根据布置情况，大致可分为炼钢和铁前两大区域。
炼铁区域包括：荒煤气显热回收蒸汽、焦炉烟气显热回收蒸汽、高炉热风炉废气余热锅炉蒸汽、冷却机及烧结机烟气余热锅炉蒸汽等。
炼钢区域包括：各种加热炉烟气余热锅炉蒸汽、转炉饱和蒸汽、连铸坯结晶汽化冷却装置蒸汽等。
5 钢铁企业低温余热利用建议
通过开展综合利用和节能降耗，循环经济大力发展，能耗最少的目标以期实现，具有巨大的节能潜力在余热余能利用方面。尊重热力学第二定律，对能量梯级利用原则严格遵循。尽快实施烧结余热蒸汽、炼钢余热饱和蒸汽发电，有效利用实践经验取得饱和蒸汽。科学、准确的对废热资源进行分析，为余热回收电站建设提供可靠数据。
[责任编辑：薛俊歌]
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