摘要：节约能源、发展环境友好型企业、降低生产成本、推进技术进步已逐渐成为我国无缝钢管企业实施“可持续发展战略”的必要措施和重要途径。
关键词：余热利用；热轧无缝钢管机组
1余热利用工艺技术现状
余热回收利用是提高经济性、节约燃料的一条重要途径。火电厂的生产过程中存在各种余热。譬如，锅炉排污热量、除氧器排气及汽封排汽等余热。这类余热属于携带工质的分热，通常在回收利用热量的同时。还将回收部分工质：另一类余热，它们只有热量可以利用，不存在工质的回收，譬如，发电机损失的热量、冷油器带走的热量以及锅炉排烟的余热等。这类余热属于纯热量回收利用。余热的可利用性和价值决定于它的产量和质量两个方面。余热的数量是指余热量的大小，余热的质量是指余热的品位高低，可以用它的温度、压力以及携带热量的介质给于表征。余热品位愈高，数量越大它的可利用性和价值也就愈大。余热的可利用性和价值不等于余热利用的效果。前者是指余热本身的品质和性质，它仅表示余热具有的可用性，但并不表示余热利用的有效性。后者不全由余热本身品质所决定，还决定于余热利用的场所、环境以及利用的方法，即决定于使用余热的对象和条件。譬如，余热作为热量利用就比作为功能利用的效果好。因为，热变功要付出冷源损失的代价。火电厂热系统由于存在各种能级，因而为选择余热利用的场所提供了较大的自由度。在国内企业，不同类型的企业对冷凝液的回用途径各有不同，目前国内火力发电厂大部分都将冷凝液回用至锅炉，作补充水使用；根据生产工艺的特性，不同企业对冷凝液的回用方法也各不相同。我公司冷凝液的回收系统在氯碱工业中也有着自身的特点。由于我公司新厂使用的蒸汽是由老厂提供，相距5公里，冷凝液回收至锅炉的意义不大，经相关技术论证，将此部分水回用于纯水系统制取纯水，其热量回用于原水加热，加热后的原水进入系统用于制取纯水，提高了反渗透的产水率，同时也解决了因冬季水温低而影响反渗透产水量问题。本工艺的最大特点是资源达到合理利用效果，技术方案已经经过论证，项目施工已完成，并于2013年10月份投入使用。
2热连轧管工艺余热利用技术
2.1 热连轧管生产工艺流程
某159mm热连轧管机组选用连铸圆管坯，经环形炉加热到125--1280℃后，送入穿孔机轧制为空心毛管，经横移设备送往连轧管机轧制成荒管，之后根据生产工艺要求送入张力减径机轧制延伸后，送往冷床冷却，冷床入口温度约为900℃。
2.2 烟气余热综合利用技术
热轧钢管车间采用环形加热炉加热圆管坯，加热产生的烟气具有温度高（300-400℃）、烟气量大、热容大的特点，其余热可用于车间制冷供暖和芯棒预热。现以某159mm热连轧管机组为例，介绍环形炉烟气余热利用技术的综合运用，并分析其技术特点及节能优势。
2.2.1 环形炉设计参数
某159mm热连轧管机组采用了中径为42.0m的环形加热炉，加热品种以碳素钢、低合金钢、合金钢为主，最大产量为170t/h，最大烟气量为84960m3/h。
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2.2.2 环形炉烟气余热用于制冷、采暖
制冷、采暖主要是指利用余热烟气对车间内操作室、电气室及一些人工操作点冬季供热、夏季供冷。该159mm连轧管机组设有许多操作室和电气室，这些房间均需要夏季制冷、冬季供暖，年需制冷总量约3400kw，供热总量约1870kw。环形炉余热烟气经电动阀门进入烟气补燃型溴化锂吸收式冷热水机组（以下简称烟气补燃型机组），夏季制冷、冬季供热。在烟气系统中，设烟气引风机来调节进入烟气补燃型机组的烟气流量，该引风机由烟气补燃型机组控制。烟气补燃型机组是以热能为动力，以水为制冷（1）余热制冷原理。发生器：热源（高温烟气或燃气）加热溴化锂溶液，溶液中水不断汽化，溴化锂溶液变成浓溶液，进入吸收器，实现溶液的循环；蒸发的水蒸气进入冷凝器；冷凝器：水蒸气冷凝成高压低温的液态水；蒸发器：冷凝器内的水通过膨胀阀后成为低压水蒸气进入蒸发器，与蒸发器中的冷媒水进行热交换而发生汽化，汽化过程中大量吸收蒸发器内冷媒水的热量，从而达到降温制冷的目的；并成为低压冷媒蒸气进入吸收器；吸收器：低压冷媒蒸气进入，被吸收器中的溴。（2）余热供暖原理。供热原理与制冷原理大体相同，区别在于循环过程中释放的热量用于加热冷媒水。冬天，环形加热炉高温烟气进入溴化锂机组后，利用其置换出的热水，直接提供给各主电气室组合式空调机组，作为采暖热源使用。（3）环形炉烟气产生量特征分析。环形炉烟气量与环形炉小时产量及该产量下的工作时间密切相关。（4）余热制冷采暖系统实例，首先来自管网的原水进入网式自清洗过滤器去除较大的悬浮物和胶体，然后经过管式和板式复合换热器根据水温情况加热，使水温达到20-25。C左右，通过管道混合器与氧化剂NaClO溶液混合一起进入超滤装置，除去水中的胶体、悬浮物、菌类等，产水进入超滤水箱。超滤水箱中的超滤水经过超滤水泵掘匿，与来自加药装置的NaHSO3溶液、阻垢荆flocon一135溶液在管道混合器中充分混合进入保安过滤器，加NaHSO3的目的是还原NaClO，防止氧化剂对反渗透膜的伤害，阻垢剂flocon一135溶液防止浓缩水中盐类的结垢。加入还原剂NaHSO3和阻垢剂flocon一135溶液的超滤水通过保安过滤器后通过高压泵加压后进入反渗透装置，通过反渗透膜的脱盐处理，一级纯水进入中间水箱，浓水通过管线进入浓水箱，浓水箱中的浓水通过浓水泵一部分送至淡盐水系统返回卤水井进行采卤，另—部分配置次钠和去乙炔发生。中间水箱的水通过中间水泵到混床，通过 混床阴、阳树脂的离子交换作用，进—步脱去少量盐分，形成纯水进入纯水箱，然后通过泵把纯水送往用户。另外，来自系统的冷凝液进入冷凝水箱，通过冷凝泵输送到板式换热器，使高温的冷凝水与原水进行热交换，降温后的冷凝液通过除铁过滤器去除大部分铁屑后，再通过精密过滤器去除悬浮物等杂质，然后进入中间水箱与反渗透水混合，最后进入混床处理单元，经混床处理合格后送往用户。
2.3钢管在线常化
钢管在线常化，是充分利用钢管轧后的余热，经一次再加热，然后进入张力减径机，相比线外热处理不仅节约能耗，也可以节约线外的辅助设备。该厂生产工艺上设计了“小冷床”（常化冷床）以实现这一功能，主要处理品种为N80钢级套管。在线常化的工艺路线是：从脱管机脱出的荒管（温度约80-970℃），通过辊道送到“小冷床”冷却到500-550℃，之后送入再加热炉加热至950℃左右，保温一定时间后，出炉除鳞送进张力减径机轧制，随后上步进式冷床进行冷却。该厂实践生产证明：在线常化工艺每年可节约天然气1.8*105m3。该项技术充分利用荒管处于轧后高温状态，利用自身余热实现热处理，改善成品钢管的材料性能，目前在国内很多热轧企业普遍使用。
参考文献：
[1]成海涛，晏如.我国无缝钢管行业发展的历程和思考[J].轧钢，2014.
[2]陈巍，李宝东，杨懿，等.一种烧结余热综合利用工艺及装置[P]：中国.
论文作者:谷俊
论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期
论文发表时间:2019/2/18
标签：余热论文; 烟气论文; 环形论文; 机组论文; 热量论文; 溶液论文; 冷床论文; 《基层建设》2018年第35期论文;