長(zhǎng)期以來(lái),，我國(guó)的鋼鐵產(chǎn)量連續(xù)十余年都位居全球第一,。雖然產(chǎn)量位居第一，但是鋼鐵的生產(chǎn)耗能也是居高不下的,。據(jù)鋼鐵行業(yè)能耗數(shù)據(jù)顯示,，鋼鐵工業(yè)是能源消耗大戶(hù)，約占全總能耗的15%左右,。

鋼鐵冶煉的主要原材料為鐵礦石,，經(jīng)過(guò)煉制成焦炭的煤與鐵礦石一起進(jìn)入到燒結(jié)工序中，隨后在高爐中煉鐵,，在轉(zhuǎn)爐中煉鋼,，最后在加熱爐中軋鋼。鋼鐵生產(chǎn)環(huán)節(jié)包括干熄焦,、燒結(jié),、高爐煉鐵、轉(zhuǎn)爐煉鋼,、加熱爐軋鋼等,，在這些環(huán)節(jié)里都會(huì)有余熱資源的產(chǎn)生。數(shù)據(jù)顯示,，在鋼鐵冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的總余熱資源占能源消耗量的33%左右,，回收利用的空間較大。據(jù)前瞻經(jīng)濟(jì)研究院數(shù)據(jù)顯示,，鋼鐵生產(chǎn)冶煉過(guò)程中,，余熱主要集中在高爐煉鐵環(huán)節(jié)，余熱資源占整個(gè)鋼鐵生產(chǎn)的40%以上,，焦化,、煉鋼、軋鋼等占比在16%-18%左右,。

占有很大占比的余熱資源,，余熱回收技術(shù)一直以來(lái)都是重要研究課題，雖然有余熱回收鍋爐可以使用,，但是因?yàn)樵阡撹F冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的余熱資源種類(lèi)繁多,、品位高低不同等原因，導(dǎo)致扔有部分余熱資源被浪費(fèi)掉,，因此在當(dāng)下,，提高余熱資源回收利用率仍是主要任務(wù),。

在鋼鐵冶煉過(guò)程中,會(huì)產(chǎn)生大量的余熱,如果能將這些余熱進(jìn)行有效回收利用,對(duì)鋼鐵行業(yè)推行節(jié)能降耗、改善環(huán)境,，都有著重要意義。

1,、燒結(jié)環(huán)冷：在燒結(jié)礦尾部有800℃的燒結(jié)餅卸出,，可產(chǎn)生大量的輻射熱?？沙浞诌\(yùn)用燒結(jié)礦顯熱來(lái)生產(chǎn)蒸汽,，以達(dá)到節(jié)能的效果。

2,、高爐渣顯熱回收：可利用產(chǎn)生熱解反應(yīng)的化學(xué)能,，實(shí)現(xiàn)高效率的爐渣顯熱回收，減少水資源浪費(fèi),，以提高回收率,。

3、焦?fàn)t余熱回收：進(jìn)行回收后,，可解決產(chǎn)生焦?fàn)t荒煤氣所占比的大量熱量,，解決熱能浪費(fèi)情況。

3,、大煙道余熱回收：在生產(chǎn)工序中,，煙道的余熱回收也是重中之重，大量的余熱通過(guò)煙氣排放到外界,，造成熱量的浪費(fèi),。進(jìn)行回收后，可根據(jù)企業(yè)的自身情況對(duì)這部分熱量進(jìn)行綜合利用,。

余熱主要利用方式有：

（1）在點(diǎn)火前對(duì)燒結(jié)料層進(jìn)行預(yù)熱,；

（2）送到點(diǎn)火器，進(jìn)行熱風(fēng)點(diǎn)火,；

（3）實(shí)行熱風(fēng)燒結(jié),，回收燒結(jié)過(guò)程的熱量和成品礦顯熱，降低燒結(jié)能耗,；

（4）利用余熱鍋爐回收燒結(jié)或冷卻熱廢風(fēng),，所產(chǎn)蒸汽用于預(yù)熱燒結(jié)混合料或生活取暖等，或者進(jìn)行蒸汽升值發(fā)電,。

（5）回收熱余熱資源,，可進(jìn)行并聯(lián)發(fā)電，用于生產(chǎn)或生活中,。

在多年前《鋼鐵工業(yè)調(diào)整升級(jí)規(guī)劃》中的鋼鐵余熱發(fā)電技術(shù)方面提出：全面推廣燒結(jié)礦余熱回收,、鋼渣高效處理及深度綜合利用技術(shù),；重點(diǎn)推廣燒結(jié)煙氣多種污染物協(xié)同治理，高溫高壓干熄焦,，超高壓煤氣鍋爐發(fā)電,，中低溫?zé)煔庥酂峄厥张c利用技術(shù)；示范推廣豎爐式燒結(jié)礦顯熱回收利用技術(shù),，焦?fàn)t煤氣初冷系統(tǒng)余熱高效利用,；前瞻性的發(fā)展?fàn)t渣余熱回收和資源化利用技術(shù)。

近幾年來(lái),，節(jié)能降耗,、雙碳政策成為主旋律，節(jié)能減排也成為鋼鐵行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要任務(wù)之一,。熱管換熱器的存在,，可助力企業(yè)雙碳目標(biāo)的達(dá)成，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排,，降低能耗,。

熱管換熱器不僅是一種常見(jiàn)的通用熱工設(shè)備，也是在工業(yè)中實(shí)現(xiàn)余熱回收和節(jié)能的主要設(shè)備,。熱管換熱器的主要作用是將工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的熱量,，由較高溫度的流體傳遞給較低溫度的流體，即將熱量通過(guò)熱管熱傳遞的方式進(jìn)行回收,，并再次進(jìn)行利用的節(jié)能設(shè)備,。

熱管換熱器主要是由數(shù)根熱管管束組成，而熱管是通過(guò)工質(zhì)的相變進(jìn)行熱交換的換熱元件,。熱管主要由熱管管殼,、吸液芯、蒸汽腔,、工質(zhì)等組成,。熱管按照工作過(guò)程可劃分為三個(gè)部分：蒸發(fā)段、絕熱段和冷凝段,。在熱管的兩端,，受熱的一端為蒸發(fā)端，受冷的一端為冷凝端,。在工作時(shí),，當(dāng)熱管的一端與熱流體接觸（即蒸發(fā)端），管內(nèi)工作介質(zhì)吸熱蒸發(fā)后,，沿管流向冷凝端,，蒸汽狀態(tài)的工作介質(zhì)在冷凝端遇冷放熱，凝結(jié)為液體狀態(tài)后,，在管芯毛細(xì)作用下,，回落到蒸發(fā)端,。在吸熱、放熱的過(guò)程中,，熱量從熱流體傳遞給冷流體,，也就完成了熱量的傳遞。

其具有以下特點(diǎn)：

1,、高導(dǎo)熱性能：熱管主要靠其內(nèi)部工作介質(zhì)的相變來(lái)進(jìn)行傳熱的,，熱阻小，因此具有很強(qiáng)的導(dǎo)熱能力,。

2、等溫性好：熱管內(nèi)部的蒸汽處于飽和狀態(tài),，而飽和蒸氣的壓力隨溫度的變化而變化,。飽和蒸汽從蒸發(fā)端流向冷凝端時(shí)產(chǎn)生的壓降較小，因此溫降也很小,，所以說(shuō)熱管的等溫性能好,。

3、熱流方向的可逆性：熱管其內(nèi)部循環(huán)動(dòng)力是毛細(xì)力,，熱管的蒸發(fā)端和冷凝端不是固定不變的,，任何一端受熱流體接觸，那這一端就是蒸發(fā)端,，放熱另一端就是冷凝端,。

4、熱流密度的可變性：熱管的蒸發(fā)端與冷凝端的面積并不是一分為二的,，可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整蒸發(fā)端或冷凝端的使用面積,。

在鋼鐵冶煉生產(chǎn)中，熱管換熱器不僅可以用于余熱回收中,，還可用于鋼鐵行業(yè)煙氣煙羽治理中,。

煙氣煙羽產(chǎn)生的主要原因是現(xiàn)在大部分鋼鐵行業(yè)是以濕法煙氣來(lái)進(jìn)行脫硫的。通常濕煙羽的溫度在45-55℃之間,，煙羽內(nèi)部含有一定溫度的大量水蒸氣,；當(dāng)這樣的煙氣從煙囪排出后，受大氣溫度的影響就形成了濕煙羽,。所以治理濕煙羽的關(guān)鍵點(diǎn)就是要控制排放煙氣的溫度和濕度,，治理濕煙羽的過(guò)程就是常說(shuō)的“煙氣消白”，即去除濕煙氣中的水蒸氣,。

煙氣消白,，不僅僅是把煙氣的白色去掉，而是要把其中含有的各類(lèi)氮氧化物,、硫化物,、煙塵顆粒物,、結(jié)晶鹽粒物質(zhì)等物質(zhì)消除掉。

以鋼鐵行業(yè)燒結(jié)機(jī)產(chǎn)生的濕煙羽治理為例,，來(lái)說(shuō)明熱管換熱器對(duì)濕煙羽治理的效果,。

燒結(jié)是指在一定的高溫作用下，使鐵礦粉末或粉末壓坯加熱到低于其基本成分的熔點(diǎn)的溫度,，產(chǎn)生一定量的液相,，并與其他未熔礦石顆粒作用，冷卻后液相將礦粉顆粒之間發(fā)生粘結(jié),，燒結(jié)體的強(qiáng)度增加,，把粉末顆粒的聚集體變成為晶粒的聚結(jié)體，從而獲得所需的物理,、機(jī)械性能的制品或材料,。在設(shè)備上我國(guó)一般采用帶式燒結(jié)機(jī)來(lái)進(jìn)行鐵礦粉燒結(jié)處理。

帶式燒結(jié)機(jī)是由鋪設(shè)在鋼結(jié)構(gòu)上的封閉軌道和在軌道上連續(xù)運(yùn)動(dòng)的一系列燒結(jié)臺(tái)車(chē)組成,。首先將燒結(jié)礦中分出的鋪底料加至臺(tái)車(chē)上,，以保護(hù)臺(tái)車(chē)箅條并減少?gòu)U氣中的含灰量然后再將燒結(jié)混合料經(jīng)布料機(jī)加至臺(tái)車(chē)上，并保持規(guī)定的高度,。隨之進(jìn)行抽風(fēng)點(diǎn)火燒結(jié),，隨著臺(tái)車(chē)的前進(jìn)，通過(guò)抽風(fēng)助燃,，燒結(jié)過(guò)程將由料層表面向下不斷進(jìn)行.將混合料由上至下燒透,，生成燒結(jié)礦。至機(jī)尾時(shí)燒結(jié)完成,，臺(tái)車(chē)翻轉(zhuǎn)而將燒結(jié)餅傾卸,。燒結(jié)餅經(jīng)破碎和篩出熱支礦后，送至冷卻機(jī)冷卻,?？张_(tái)車(chē)沿下部軌道繼續(xù)運(yùn)行回?zé)Y(jié)機(jī)頭部，進(jìn)行新一輪的加料點(diǎn)火燒結(jié)過(guò)程,，如此循環(huán),。而燒結(jié)廢氣則由料層中抽出至臺(tái)車(chē)下的風(fēng)箱從而并入除塵入口煙道，經(jīng)脫硝,、脫硫處理后排向煙囪,。

煙羽消白采用先降溫后升溫的方式。在原煙道上安裝整體式熱管換熱器,，吸收原煙氣熱量,。通過(guò)降低原煙道的溫度吸收熱能，進(jìn)口煙氣溫度降低50℃,，即將160℃脫硫塔進(jìn)口煙氣降至110℃,。大大減少了脫硫塔內(nèi)的水汽蒸發(fā)熱,，初步從源頭上減少水汽的生成量，由于原脫硫系統(tǒng)的吸收反應(yīng)跟煙氣的溫度有關(guān)系,，溫度越低對(duì)脫硫的吸收效率越有利,，即降溫的同時(shí)能夠提升了脫硫塔的反應(yīng)效率。

通過(guò)脫硫,、除霧,、除塵冷凝出來(lái)的煙氣，溫度降至50℃,，此時(shí)的煙氣通常是飽和濕煙氣,，需要整體式熱管換熱器再次加熱升溫到85℃以上，轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝?，蒸汽在壓差的作用下上升至放熱段,；受管外凈煙氣的冷卻作用，蒸汽冷凝并向外放出汽化潛熱,，凈煙氣獲得熱量,，冷凝液依靠重力回到受熱段,如此周而復(fù)始,，原煙氣熱量便傳給凈煙氣,，使凈煙氣得到加熱，達(dá)到煙氣脫白的效果,。