清洁供热案例丨北京亿玮坤公司的邯宝钢铁高炉余热集中供热项目

北京亿玮坤公司的邯宝钢铁高炉余热集中供热项目

关键词：工业余热、高炉冲渣水、烧结烟气、余热集中供暖

1、项目概述

河北钢铁集团邯郸钢铁集团有限责任公司（以下简称邯钢集团）1958年建厂，现有总资产959亿元，职工2.3万人，是河钢集团核心企业，拥有集钢铁深加工、高效节能环保为一体的全流程装备集群，具备年产1300万吨优质钢综合生产能力，是我国重要的优质板材和优质型棒线材生产基地。2007年12月，邯钢集团和宝钢集团各出资50%组建邯宝钢铁有限公司（以下简称邯宝），年产460万吨精品板材钢。

邯宝高炉冲渣水及烧结烟气余热再利用项目于2017年7月启动，通过与北京亿玮坤节能科技有限公司（以下简称“亿玮坤”）签署合同能源管理合同，实现邯宝高炉冲渣水及烧结烟气余热的再利用。项目于2017年11月实现向外部热力公司供暖，总供热面积300万平方米；于2018年4月实现焦化热水溴化锂制冷，为邯宝焦化厂供冷。

2、技术要点

邯郸冬季室外平均温度-2.0℃，极端最低温度-19.0℃。

邯宝高炉冲渣水及烧结烟气余热再利用项目余热回收装置工艺流程如图1所示。根据余热热源品质梯级提温，实现余热最大程度回收利用。采暖水回水先经过高炉冲渣水、冲渣乏汽的一次提温至70℃左右，再通过烧结烟气、环冷热风等进行二次提温，对采暖回水进行逐级加热。同时建有蒸汽换热站，备用蒸汽热源。最终供水温度85-90℃。

高炉冲渣水、高炉冲渣乏汽、烧结机环冷热风、饱和蒸汽等余热热源总热负荷为146.85 MW（见表7-3），供水流量3,300 m3/h，系统综合能效比为46.8。

表7-3 邯宝高炉冲渣水及烧结烟气余热再利用项目余热热源热负荷

余热回收系统设备机房占地总面积1,000 m2，由换热系统、过滤系统、阻垢设备、烟气回收系统、乏汽回收系统、智能温控装置、智能电控装置、动力循环系统等组成，其中：

1）高炉冲渣水余热回收系统建有2座换热站，主要设备包括：冲渣过滤机组4台（单台过滤器过滤能力650 m3/h）、冲渣水专用换热器4台（单台功率12 MW）、过滤器配套设备、防结晶阻垢设备、水泵阀门系统设备、仪表系统设备和电控系统设备等。冲渣水进回水温度75/55℃，采暖水供回水温度70/50℃，采暖水单台流量430 m3/h。冲渣水均流泵、冲洗泵均为变频，3用1备。

2）高炉冲渣乏气余热回收系统建有4座换热站，主要设备包括：成套乏气回收机组4套、过滤器4台（单台过滤器过滤能力18 t/h）、换热器4台（单台功率12 MW）。乏汽温度97℃，乏汽冷凝温度75℃，乏汽设计流量（1#机组14.5 t/h，2#机组13.1 t/h），采暖水供回水温度70/50℃。

图7-17 邯宝高炉冲渣水及烧结烟气余热再利用项目余热回收装置工艺流程图

3）烧结环冷热风余热回收系统于烧结环冷机附近建有2座换热站，其中：

1、2#烧结机环冷热风3段设换热器2台（单台换热器功率7 MW），烧结热风进气温度200℃、排风温度90℃，单台设计热风流量200,000 ~ 250,000 Nm³/h，单台设计循环水流量276 m³/h，采暖水供回水温度90/70℃。

1、2#烧结机环冷热风4段换热器设换热器1台（功率8 MW），烧结热风进气温度150℃、排风温度90℃，设计热风流量200,000 ~ 250,000 Nm³/h， 设计循环水流量304.3 m³/h，采暖水供回水温度90/70℃。

4）蒸汽换热系统建有1座换热站，设换热器2台（单台换热器蒸汽流量20t/h）、蒸汽温度170度、蒸汽压力0.8 MPa，供暖水循环水量645 m3/h，供暖水供回水温度90/70℃。换热器换热功率40 MW，单台换热器换热面积230 m2。

5）采暖循环系统建有一座换热站，其中：

一级循环泵功率160 KW，扬程40 m，流量1,000 m3/h， 变频控制，3用1备。

二级循环泵功率200 KW，扬程50 m，流量1,000 m3/h， 变频控制，3用1备。

图7-18 邯宝高炉冲渣水及烧结烟气余热再利用项目烟气换热设备、循环水泵

图7-19 邯宝高炉冲渣水及烧结烟气余热再利用项目1号换热站主画面

本项目主要燃料、动力为电力：708 MWh/年，其次为蒸汽：115,000吨/年。

为节省建设投资，<75kW泵电机采用常规的接触器控制MCC，≥75kW电机采用软启动器控制，实现本地及远程启动停止控制，远程控制信号来自相应区域的自动化PLC系统。

本项目所采用的余热回收综合利用换热站技术目前在国内已经相当成熟，适用于钢厂冲渣水、烧结烟气余热再利用集中、分布供暖。

3、资源环境和经济社会效益

依据邯郸地区的气象条件、经济条件，结合建筑节能有关应用技术及做法，本工程建筑物采取了多项节能措施：墙体材料采用加气混凝土砲块；在满足采光的前提下，降低窗墙面积比，符合《公共建筑节能设计标准》（GB 50189-2015）要求；生产车间采用排管型散热器采暖，办公室、操作室采用柱型散热器采暖。

本项目利用工业余热为厂区及市政居民区约300万平米建筑的供热，每年可替代燃煤51,800吨标煤，减排二氧化碳134,680吨、二氧化硫854吨、氮氧化物808吨、粉尘497吨。

商业模式采用合同能源管理模式。依据项目合同，亿玮坤负责工程设计、供货、施工、调试、试运行、性能测试、达标达产、达标达产后风险分析及消除风险的工程技术措施、消缺、相关证照的办理、运营和最终交付等所有工作，同时负责对邯宝运行及维护人员的培训。

项目合同期10年，合同总额1.2亿元，全部由亿玮坤自筹。投资回收期为5.7年。每年供热天数120天，平均室温21℃。单位面积供热成本为6.1元/（㎡ž年），收取用户价格为25元/ GJ。

邯宝年度效益为2,111万元，包括：年采暖季外送热力管甲方收益1,603万元、年碳排放交易甲方收益208万元、上年度乙方消耗动能费用和年制冷季甲方收益295万元等。效益分享期10年内邯宝总效益达2.1亿元。亿玮坤年度收益为503万元，包括：年碳排放交易乙方收益208万元和年制冷季乙方收益295万元。

4、企业简介

北京亿玮坤节能科技有限公司成立于2010年8月，依托北京科技大学，是国家高新技术企业，注册资金5000万元，员工人数98人，研究人员约占公司全员38%以上。自成立以来公司已获得自主产权共计14项，其中授权产权13项，软件著作权1项，授权发明2项，实用新型专利10项。通过创新技术和专利产品的实际转化应用，共应用项目40余个，获得专项支持基金2项。公司的业务主要涉及冶金行业低温余热回收供暖、余热制冷、余热海水淡化及余热发电等。目前公司在高炉冲渣余热利用、低温烟气余热利用方面拥有国内最成熟的技术，已于天津、河北、辽宁、山东、山西、黑龙江、内蒙、河南、江苏等多地成功应用。