बॉयलर हीट रिकवरी हीट एक्सचेंजर इस्पात उद्योग में ऊर्जा संरक्षण और कार्बन कटौती को सशक्त बनाता है

कोर पोजिशनिंग: बॉयलर हीट रिकवरी हीट एक्सचेंजर्स का मुख्य मूल्य
स्टील उत्पादन को विभिन्न प्रकार के बॉयलरों जैसे ब्लास्ट फर्नेस हॉट ब्लास्ट स्टोव, गैस पावर जेनरेशन बॉयलर, सिंटरिंग रिंग कूलर, कोक ओवन इत्यादि के समर्थन से अलग नहीं किया जा सकता है। ये उपकरण ऑपरेशन के दौरान विभिन्न तापमान स्तरों पर बड़ी मात्रा में अपशिष्ट गर्मी उत्पन्न करते हैं - मध्यम और निम्न तापमान ग्रिप गैस से 100 डिग्री पर उच्च तापमान ग्रिप गैस से 1050 डिग्री तक। अगर सीधे डिस्चार्ज किया जाए, तो यह न केवल गंभीर ऊर्जा बर्बादी का कारण बनता है, बल्कि पर्यावरणीय थर्मल प्रदूषण को भी बढ़ाता है। बॉयलर हीट रिकवरी हीट एक्सचेंजर्स का मुख्य मूल्य "अपशिष्ट गर्मी कैप्चर कुशल हीट एक्सचेंज ऊर्जा पुन: उपयोग" की एक बंद लूप प्रणाली के निर्माण में निहित है, जो स्टील प्लांट बॉयलरों की अपशिष्ट गर्मी विशेषताओं से सटीक रूप से मेल खाता है, खोई हुई अपशिष्ट गर्मी को उपयोगी ऊर्जा में परिवर्तित करता है जैसे दहन हवा को पहले से गरम करना, बॉयलर फ़ीड पानी को गर्म करना और भाप उत्पन्न करना, "कचरे को खजाने में बदलना" प्राप्त करना। इसका प्रदर्शन सीधे बॉयलर अपशिष्ट गर्मी वसूली और ऊर्जा की बचत और कार्बन कटौती प्रभावों की दक्षता निर्धारित करता है, और बॉयलर अपशिष्ट गर्मी और ऊर्जा पुन: उपयोग को जोड़ने वाला एक महत्वपूर्ण पुल है।

(1) ऊर्जा संरक्षण और खपत में कमी, ऊर्जा उपयोग दक्षता में सुधार

स्टील प्लांट बॉयलरों से निकलने वाली अपशिष्ट ऊष्मा में, उच्च तापमान वाली फ़्लू गैस द्वारा ली गई ऊष्मा अकेले उपकरण की कुल ऊष्मा अपव्यय का 40% से अधिक होती है। उच्च गुणवत्ता वाले बॉयलर हीट रिकवरी हीट एक्सचेंजर्स 85% से अधिक की गर्मी हस्तांतरण दक्षता प्राप्त कर सकते हैं, जिससे ऊर्जा उपयोग दक्षता में काफी सुधार होता है। उदाहरण के लिए, ब्लास्ट फर्नेस हॉट ब्लास्ट स्टोव से ग्रिप गैस को हीट एक्सचेंजर द्वारा उपचारित करने के बाद, हवा और गैस को 190-380 डिग्री तक पहले से गरम किया जा सकता है, जिससे हॉट ब्लास्ट स्टोव की ईंधन खपत काफी कम हो जाती है और ब्लास्ट फर्नेस प्रक्रिया की अंतिम ऊर्जा दक्षता में सुधार करने में मदद मिलती है। कुल लाभ 2% -4% तक बढ़ाया जा सकता है; एक निश्चित 10 मिलियन टन स्टील उद्यम के 2500 क्यूबिक मीटर ब्लास्ट फर्नेस में एक बड़े रोटरी हीट एक्सचेंजर को पेश करने के बाद, दहन हवा का तापमान कमरे के तापमान से 380 डिग्री तक बढ़ गया, ब्लास्ट फर्नेस की ईंधन दहन दक्षता 12% बढ़ गई, और कोक अनुपात 550 किग्रा/टी से घटकर 480 किग्रा/टी हो गया, जिससे महत्वपूर्ण ऊर्जा बचत हुई। साथ ही, हीट एक्सचेंजर बॉयलर के निकास तापमान को 100-130 डिग्री तक कम कर सकता है, गर्मी के नुकसान से बच सकता है और उद्योग बेंचमार्क के करीब पहुंचने के लिए स्टील प्लांट के समग्र ऊर्जा खपत स्तर को बढ़ावा दे सकता है।

(2) लागत कम करें और दक्षता बढ़ाएं, उद्यमों की मुख्य प्रतिस्पर्धात्मकता बढ़ाएं

ऊर्जा लागत इस्पात उद्यमों की उत्पादन लागत का एक महत्वपूर्ण घटक है। बॉयलर हीट रिकवरी हीट एक्सचेंजर्स सीधे खरीदे गए ईंधन और बिजली की खपत को कम करके उद्यमों के लिए परिचालन लागत को कम करते हैं, जबकि उपकरण संचालन और रखरखाव निवेश को कम करते हुए, दोहरी दक्षता लाभ प्राप्त करते हैं। उदाहरण के तौर पर क्विंगगैंग की 1800 क्यूबिक मीटर ब्लास्ट फर्नेस को लेते हुए, एक समर्पित हीट रिकवरी हीट एक्सचेंजर के समर्थन से, हर साल 39.57 मिलियन मानक क्यूबिक मीटर गैस की बचत के बराबर अतिरिक्त मात्रा में गर्मी पुनर्प्राप्त की जा सकती है। हवा के रिसाव में कमी और गैस की बचत के साथ, वार्षिक ऊर्जा बचत लाभ 9.116 मिलियन युआन तक पहुंच जाता है। परिचालन लागत में कटौती के बाद, वृद्धिशील ऊर्जा बचत लाभ लगभग 8.91 मिलियन युआन है; एक 120 टन कनवर्टर वर्कशॉप एक सर्पिल फिनड ट्यूब हीट एक्सचेंजर को अपनाता है, जो स्टील की प्रति भट्टी 12 मिलियन किलो कैलोरी गर्मी पुनर्प्राप्त कर सकता है, जो 1.2 टन मानक कोयले की बचत के बराबर है। वार्षिक बिजली उत्पादन 18 मिलियन kWh बढ़ जाता है, और उपकरण रखरखाव चक्र साल में 4 बार से घटकर 2 गुना हो जाता है, जिससे रखरखाव लागत 40% कम हो जाती है। बड़े इस्पात उद्यमों के लिए, एक पूर्ण बॉयलर हीट रिकवरी हीट एक्सचेंजर प्रणाली लागत को सालाना लाखों या यहां तक ​​कि दसियों लाख युआन तक कम कर सकती है, जिससे कंपनी की बाजार प्रतिस्पर्धात्मकता में काफी वृद्धि हो सकती है।

(3) हरित कार्बन में कमी, उद्योग के निम्न -कार्बन परिवर्तन में मदद करती है
"दोहरे कार्बन" लक्ष्य के तहत, इस्पात उद्योग सख्त उत्सर्जन कटौती आवश्यकताओं का सामना कर रहा है। बॉयलर हीट रिकवरी हीट एक्सचेंजर्स जीवाश्म ईंधन को जलाने के बजाय अपशिष्ट गर्मी को पुनर्प्राप्त करके कोयले और प्राकृतिक गैस जैसी ऊर्जा खपत को प्रभावी ढंग से कम कर सकते हैं, जिससे कार्बन डाइऑक्साइड, सल्फर डाइऑक्साइड और नाइट्रोजन ऑक्साइड जैसे प्रदूषकों के उत्सर्जन में कमी आती है। गणना के अनुसार, प्रत्येक 1GJ अपशिष्ट ताप की प्राप्ति के लिए, लगभग 80 - 100 किलोग्राम कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन को कम किया जा सकता है; उदाहरण के तौर पर 5 मिलियन टन की उत्पादन क्षमता वाले स्टील उद्यम को लेते हुए, बॉयलर हीट रिकवरी हीट एक्सचेंजर्स के समर्थन से, सालाना 26000 टन कार्बन डाइऑक्साइड, 750 टन सल्फर डाइऑक्साइड और 375 टन नाइट्रोजन ऑक्साइड को कम किया जा सकता है। शिहेंग स्पेशल स्टील कोक ओवन राइजर जैकेट हीट एक्सचेंजर के माध्यम से कच्चे कोयला गैस से अपशिष्ट गर्मी को पुनर्प्राप्त करता है, जिससे कोकिंग ऊर्जा की खपत को कम करने और प्रदूषक उत्सर्जन को नियंत्रित करने के कई लाभ प्राप्त होते हैं। इसकी टेम्पर्ड स्टील सह-उत्पादन कार्बन कटौती और निर्धारण परियोजना सालाना 300000 टन कार्बन उत्सर्जन को कम करती है और इसे पारिस्थितिकी और पर्यावरण मंत्रालय द्वारा "कार्बन तटस्थता के विशिष्ट मामले" के रूप में मान्यता दी गई है; पूरी प्रक्रिया के दौरान विभिन्न हीट रिकवरी हीट एक्सचेंजर्स को तैनात करने के बाद, एक अग्रणी स्टील उद्यम ने सालाना 850000 टन कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन को कम किया और 230 मिलियन युआन से अधिक का आर्थिक लाभ कमाया, जो हीट एक्सचेंजर्स के कम-कार्बन मूल्य को पूरी तरह से प्रदर्शित करता है।

मुख्य प्रकार और तकनीकी विशेषताएं: इस्पात संयंत्रों में एकाधिक बॉयलर परिदृश्यों के लिए उपयुक्त

इस्पात संयंत्रों में विभिन्न प्रकार के बॉयलर होते हैं, जिनमें अपशिष्ट ताप विशेषताओं में महत्वपूर्ण अंतर होता है - तापमान 100 डिग्री सेल्सियस से 1050 डिग्री सेल्सियस तक होता है, और जटिल ग्रिप गैस संरचना (सल्फर, क्लोरीन, धूल, आदि सहित)। संबंधित बॉयलर हीट रिकवरी हीट एक्सचेंजर्स भी अलग-अलग प्रकार का प्रदर्शन करते हैं, जिसमें कोर "कैस्केड उपयोग, सटीक हीट एक्सचेंज" के आसपास घूमता है, विभिन्न बॉयलर परिदृश्यों और अपशिष्ट गर्मी की गुणवत्ता को अनुकूलित करता है, अपशिष्ट गर्मी संसाधनों का अधिकतम उपयोग प्राप्त करता है, और जंग, राख संचय और पारंपरिक उपकरणों के प्रदर्शन में गिरावट जैसे दर्द बिंदुओं को हल करता है।

(1) मुख्यधारा हीट एक्सचेंजर प्रकार और तकनीकी फायदे

1. इंटेलिजेंट तापमान नियंत्रण दोहरी प्रीहीटिंग हीट एक्सचेंजर: ताप माध्यम के रूप में थर्मल ऑयल का उपयोग करके, "फ्लू गैस थर्मल ऑयल एयर/गैस" की हीट एक्सचेंज प्रणाली का निर्माण किया जाता है, जिसमें ग्रिप गैस हीट एक्सचेंजर, एयर हीट एक्सचेंजर, गैस हीट एक्सचेंजर और बुद्धिमान नियंत्रण प्रणाली शामिल होती है, जो मुख्य रूप से ब्लास्ट फर्नेस हॉट ब्लास्ट स्टोव और गैस पावर जेनरेशन बॉयलर के कम तापमान वाले ग्रिप गैस अपशिष्ट गर्मी वसूली के लिए उपयुक्त है। इसका मुख्य लाभ मूल रूप से कम तापमान वाले एसिड ओस बिंदु क्षरण की समस्या को हल करना है, राख संचय की घटना को कम करना है, और उपकरण की सेवा जीवन 10 साल से अधिक तक पहुंच सकता है, जो पारंपरिक प्लेट और हीट पाइप हीट एक्सचेंजर्स की सेवा जीवन से 3-5 साल अधिक है। सामान्य परिचालन स्थितियों के तहत, 280 डिग्री के ग्रिप गैस इनलेट तापमान पर अपशिष्ट गर्मी को गैस और हवा को 190 डिग्री के तापमान पर पहले से गर्म करने के लिए पुनर्प्राप्त किया जा सकता है; जब ग्रिप गैस का इनलेट तापमान 330 डिग्री है, तो प्रीहीटिंग तापमान को 230 डिग्री तक बढ़ाया जा सकता है, और निकास तापमान को न्यूनतम 100 डिग्री के साथ 130 डिग्री से कम किया जा सकता है।

2. High temperature sleeve heat exchanger: Designed for high temperature conditions, the upper limit of the working temperature of the hot fluid reaches 1050 ℃, breaking through the bottleneck of conventional heat exchangers in handling high temperature media. Adopting a "radiation+convection" composite heat transfer mode, the high-temperature section (>750 डिग्री) थर्मल तनाव क्षति से बचने के लिए ग्रिप गैस की विकिरण विशेषताओं के माध्यम से गर्मी ऊर्जा को स्थानांतरित करने के लिए एक आस्तीन प्रकार विकिरण गर्मी हस्तांतरण मॉड्यूल का उपयोग करता है; जब तापमान 750 डिग्री से नीचे चला जाता है, तो संवहन ताप अंतरण मोड पर स्विच करें, प्लेट हीट एक्सचेंजर्स की उच्च दक्षता वाले ताप अंतरण लाभ के साथ संयुक्त, ताप अंतरण गुणांक 3500W/(m ²·K) तक पहुंच सकता है, और पारंपरिक समाधानों की तुलना में उपकरण पदचिह्न 40% से अधिक कम हो जाता है [2]। एक निश्चित स्टील प्लांट में 2000 मीटर ब्लास्ट फर्नेस के नवीनीकरण के बाद, गैस सेंसिबल हीट रिकवरी की दक्षता 22% बढ़ गई, जिससे सालाना 12000 टन मानक कोयले की बचत हुई।
3. ट्यूब हीट एक्सचेंजर: सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले प्रकारों में से एक, कोर कई उच्च तापमान प्रतिरोधी धातु ट्यूबों (जैसे 310S स्टेनलेस स्टील, इनकोनेल मिश्र धातु, आदि) से बना है। उच्च तापमान वाली ग्रिप गैस ट्यूब बंडल के बाहर बहती है, और गर्म किया जाने वाला माध्यम ट्यूब के अंदर घूमता है, जिससे ट्यूब की दीवार के ताप संचालन के माध्यम से गर्मी हस्तांतरण प्राप्त होता है। संरचना मजबूत है, उच्च तापमान और 800 - 1200 डिग्री के दबाव को झेलने में सक्षम है, साफ करने और बनाए रखने में आसान है, और उच्च धूल सामग्री वाले ग्रिप गैस वातावरण के लिए उपयुक्त है, जैसे कि ब्लास्ट भट्टियां और इस्पात संयंत्रों में कन्वर्टर्स। एक विशेष इस्पात उद्यम का 120 टन कनवर्टर एक सर्पिल फिनड ट्यूब हीट एक्सचेंजर को अपनाता है, जिसमें 3200 वर्ग मीटर का एकल हीट एक्सचेंज क्षेत्र होता है। पंख 850 डिग्री के तापमान प्रतिरोध के साथ निकल क्रोमियम मिश्र धातु सामग्री से बने होते हैं, जो प्रभावी रूप से उच्च तापमान संक्षारण का विरोध करते हैं और ग्रिप गैस तापमान को 800 डिग्री से 280 डिग्री तक कम करते हैं। अपशिष्ट ताप पुनर्प्राप्ति प्रभाव महत्वपूर्ण है।

4. प्लेट हीट एक्सचेंजर: नालीदार धातु प्लेटों को हीट एक्सचेंज तत्वों के रूप में उपयोग करते हुए, प्लेटों के बीच संकीर्ण चैनल बनाए जाते हैं, और उच्च तापमान वाली ग्रिप गैस गर्म किए जाने वाले माध्यम के साथ विपरीत दिशा में प्रवाहित होती है। गर्मी हस्तांतरण क्षेत्र बड़ा है और दक्षता अधिक है, जो पारंपरिक ट्यूब हीट एक्सचेंजर्स की तुलना में 10% -30% अधिक है। कॉम्पैक्ट वॉल्यूम सीमित स्थान परिदृश्यों के लिए उपयुक्त है। स्टील रोलिंग हीटिंग भट्ठी में 650 डिग्री के उच्च तापमान वाली ग्रिप गैस के लिए, एंटी ऐश टाइप प्लेट हीट एक्सचेंजर एक विशेष प्लेट डिजाइन को अपनाता है और एक स्वचालित राख सफाई प्रणाली से सुसज्जित है, जो दहन हवा और रोलिंग मिल के ठंडे पानी को पहले से गर्म करने के लिए ग्रिप गैस की गर्मी का उपयोग कर सकता है, जिससे हीटिंग भट्ठी की ईंधन खपत 10% कम हो जाती है।

5. सहायक हीट एक्सचेंजर्स: इकोनोमाइजर्स, एयर प्रीहीटर्स, हीट पाइप हीट एक्सचेंजर्स आदि सहित, मुख्य रूप से मध्यम और निम्न तापमान अपशिष्ट गर्मी वसूली (तापमान) के लिए उपयोग किया जाता है<500 ℃). Economizer recovers waste heat from boiler exhaust to heat water and reduce boiler energy consumption; Preheat the combustion air with an air preheater to improve combustion efficiency; Heat pipe heat exchangers have extremely strong thermal conductivity, dozens of times that of traditional metals, and can efficiently transfer heat at small temperature differences. They are suitable for the recovery of medium and low temperature waste heat such as blast furnace gas and sintering flue gas, but need to solve the problems of traditional heat pipe overheating and bursting, and annual performance degradation of 5%.

उद्योग के रुझान और विकास की संभावनाएँ
राष्ट्रीय "इस्पात उद्योग में ऊर्जा संरक्षण और कार्बन कटौती के लिए विशेष कार्य योजना" को बढ़ावा देने के साथ, 2025 के अंत तक, इस्पात उद्योग में ब्लास्ट फर्नेस और कन्वर्टर्स के प्रति यूनिट उत्पाद ऊर्जा खपत 2023 की तुलना में 1% से अधिक कम हो जाएगी, और प्रति टन स्टील की व्यापक ऊर्जा खपत 2% से अधिक कम हो जाएगी। बॉयलर हीट रिकवरी हीट एक्सचेंजर्स, ऊर्जा संरक्षण और कार्बन कटौती के लिए मुख्य उपकरण के रूप में, व्यापक विकास के क्षेत्र में प्रवेश करेंगे। उद्योग की विकास आवश्यकताओं और तकनीकी नवाचार दिशाओं के आधार पर, भविष्य में बॉयलर हीट रिकवरी हीट एक्सचेंजर्स के लिए तीन प्रमुख विकास रुझान होंगे।

एक है तकनीकी बुद्धिमत्ता का उन्नयन, एआई, डिजिटल ट्विन्स और इंटरनेट ऑफ थिंग्स जैसी नई तकनीकों को एकीकृत करना ताकि वास्तविक समय की निगरानी, ​​​​सटीक विनियमन और हीट एक्सचेंजर्स की संचालन स्थिति की गलती की चेतावनी प्राप्त की जा सके, हीट एक्सचेंज दक्षता में और सुधार किया जा सके और संचालन और रखरखाव की लागत को कम किया जा सके; साथ ही, अनुकूली ताप विनिमायकों का विकास इस्पात संयंत्रों में जटिल अपशिष्ट ताप परिदृश्यों के अनुकूल अपशिष्ट ताप तापमान और प्रवाह दर में उतार-चढ़ाव के आधार पर स्वचालित रूप से ऑपरेटिंग मापदंडों को समायोजित कर सकता है।

दूसरा सामग्री और संरचनात्मक नवाचार है, उच्च तापमान, उच्च संक्षारण और उच्च धूल वाले वातावरण में हीट एक्सचेंजर की स्थिरता में सुधार करने के लिए अधिक उन्नत उच्च तापमान और संक्षारण प्रतिरोधी मिश्र धातु सामग्री, जैसे INCONEL 625, 310S स्टेनलेस स्टील, आदि का उपयोग किया जाता है; हीट एक्सचेंजर्स के संरचनात्मक डिजाइन को अनुकूलित करें, कॉम्पैक्ट और कुशल हीट एक्सचेंजर्स विकसित करें, पदचिह्न को कम करें, और अंतरिक्ष उपयोग में सुधार करें, जैसे कि पारंपरिक समाधानों की तुलना में उच्च तापमान वाले स्लीव हीट एक्सचेंजर्स के पदचिह्न को 40% से अधिक कम करना।

तीसरा सिस्टम एकीकरण का विकास है, जो एक एकीकृत ऊर्जा रीसाइक्लिंग प्रणाली बनाने, उद्यम ऊर्जा आत्मनिर्भरता बढ़ाने, और बिजली की कीमत में उतार-चढ़ाव और ऊर्जा आपूर्ति जोखिमों से निपटने के लिए गैस रिकवरी, भाप चक्र और ऊर्जा भंडारण प्रणालियों के साथ बॉयलर हीट रिकवरी हीट एक्सचेंजर्स को जोड़ता है; साथ ही, हाइड्रोजन धातु विज्ञान जैसी नई गलाने वाली प्रौद्योगिकियों का संयोजन, हीट एक्सचेंजर डिजाइन का अनुकूलन, नए ताप स्रोत संरचनाओं को अपनाना, और इस्पात उद्योग को "ऊर्जा संरक्षण और कार्बन कटौती" से "शून्य कार्बन उत्सर्जन" की ओर बढ़ने के लिए बढ़ावा देना।

इसके अलावा, उद्योग मानकों में निरंतर सुधार के साथ, जैसे कोक ओवन राइजर गैस से अपशिष्ट गर्मी की वसूली के लिए उद्योग मानकों को बढ़ावा देना, बॉयलर हीट रिकवरी हीट एक्सचेंजर्स का अनुप्रयोग अधिक मानकीकृत और मानकीकृत होगा, जिससे उद्योग के समग्र ऊर्जा दक्षता स्तर को बढ़ावा मिलेगा। 1 बिलियन टन की राष्ट्रीय लौह उत्पादन क्षमता के अनुसार, यदि उन्नत बॉयलर हीट रिकवरी हीट एक्सचेंजर्स को पूरी तरह से बढ़ावा दिया जाता है, तो यह लागत में लगभग 4.8 बिलियन युआन बचा सकता है और महत्वपूर्ण आर्थिक और पर्यावरणीय लाभों के साथ सालाना 5.2 मिलियन टन कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन को कम कर सकता है।