在钢铁行业全力推进“双碳”转型、深挖节能降碳潜力的背景下,低品位工业余热资源化利用成为行业绿色升级的关键突破口。由中冶京诚工程技术有限公司(以下简称中冶京诚)总承包的临沂钢铁投资集团特钢有限公司年产270万吨优特钢项目,创新落地国内首创高炉冲渣水余热溴化锂制冷供暖成套技术,让废弃冲渣余热变废为宝,破解了钢铁行业低温余热利用率低、能源浪费严重的共性难题,打造了长流程优特钢生产绿色低碳、智慧高效的标杆样板。
化废为能 破解低温余热利用难题
钢铁冶炼过程中,炽热的液态熔渣经水淬急冷时会产生大量高温冲渣水,水温通常维持在65℃~95℃。长期以来,这部分低品位热源大多通过冷却塔直接向大气散放,不仅造成巨大热能浪费,还伴随大量水资源蒸发损耗。
临沂钢铁投资集团特钢有限公司年产270万吨优特钢项目位于山东省临沂市临港经济开发区,是国内近十年新建规模最大的长流程优特钢生产基地,2022年4月正式投产。项目从设计阶段将“绿色低碳”贯穿全工艺流程,以高炉冲渣水为热源,驱动溴化锂吸收式制冷机组,同步实现厂区夏季制冷、冬季供暖,该成套应用为国内首次落地。
数据印证 三年运行成效显著
自2022年投运至今,该套冲渣水余热回收系统已连续稳定运行超三年。长周期实际运行数据表明,系统各项指标均达到或优于设计预期。
溴化锂机组全面覆盖厂区主控楼、机房、管控中心等核心建筑,夏季替代电驱动压缩式空调制冷,冬季替代燃煤/燃气锅炉采暖,实现冲渣余热就地消纳、就近利用。项目冲渣水余热全部回收利用,除满足厂区自身使用外,还可对外供热,厂区配套预留外供管网接口,可满足后期周边居民集中供暖需求。
项目投产至今,每年利用冲渣水余热约65GWh,节约标准煤约7500吨,直接减少二氧化碳排放约2万吨,等效植树约115万棵。
智慧管控 全流程余热高效利用
冲渣水余热回收系统深度融入临沂钢投特钢全流程绿色制造体系。企业配套搭建全厂智慧管控中心,冲渣水温度、循环流量、换热效率、溴化锂机组运行工况等全部关键参数统一接入数字管控平台,实现余热回收全流程可视化、异常自动预警、负荷智能优化。
依托智能调度系统,设备可根据室外环境温度和厂区冷热负荷自动调节机组出力,最大限度做到余热应收尽收、能源梯级高效利用。
凭借冲渣水余热回收、智能数字管控等绿色智造系列技术,临沂钢投特钢年产270万吨优特钢全流程智能制造项目落地见效,企业获评临沂市工业企业数字化转型标杆,项目建设案例被央视《大国建造第二季》专题报道。
低品位余热 创造高综合价值
临沂钢投特钢高炉冲渣水余热回收项目,为钢铁及全行业高耗能企业余热利用提供可落地实践经验,其核心价值体现在三个层面:
一是低品位热源并非低利用价值。冲渣水虽属于低温余热资源,但搭配溴化锂吸收式制冷技术,完全能够满足工业建筑、民用建筑采暖、空调制冷需求,通过系统设计充分挖掘废热价值。
二是技术突破需攻克行业共性痛点。冲渣水存在水质复杂、易结垢、腐蚀性强等难题,对设备材质、流道结构提出极高要求。本项目在国内无成熟成套应用先例的背景下,依靠各方研发力量,逐一攻克防垢、稳定运行等技术瓶颈,实现冲渣余热回收从“可行试验”到“稳定应用”的跨越。
三是工业余热可与城市民生联动共赢。项目将钢厂工业余热接入城镇供热管网,对内保障厂区生产办公供能,对外服务周边居民采暖,同步达成经济效益、生态减排效益、民生社会效益三方增益,打造钢铁企业与城市绿色共生、协同发展的可复制样板模式。
推广可期 绿色转型必答命题
伴随国家“双碳”目标持续推进,钢铁行业节能降碳约束不断收紧。三年以上长周期运行实践表明,高炉冲渣水余热回收技术成熟稳定、投资回报可观、减碳成效突出,具备在国内全行业钢铁企业规模推广复制的条件。