我國的工業爐窯是能源消耗大戶，其能耗約占全國總能耗的21%。我國爐窯的平均熱效率僅為30%左右，先進國家一般在50%以上，產生如此差距的主要原因之一就是我國對余熱的回收和利用不夠，熱損失占供給熱量的30%~60%。

冷軋硅鋼生產存在大量的退火爐，其余熱利用方式主要為直接助燃空氣和預熱帶鋼（即一次利用），而經過一次利用后的煙氣溫度約350℃，還有大量的熱量可繼續回收利用（即二次利用），但硅鋼連退機組中大部分沒有進行余熱二次利用，而是將這部分煙氣吸入冷風降溫后排放，只有少數機組將余熱資源二次利用，加熱熱風干燥器所需熱空氣。由于可回收余熱熱源多，單個熱源量并不大，目前，對二次余熱利用僅限于單個機組或者單熱源—單用戶的形式，余熱還沒有得到充分利用。可見，硅鋼廠節能降耗還有很大的提升空間。

目前，煙氣余熱利用方式較多，若采用點對點利用，則能源匹配存在差異，余熱利用不充分，且設備換熱類型多樣導致整個系統復雜。選擇過熱水作為中間換熱介質，將全廠煙氣余熱通過氣—水換熱器加熱生產過熱水，再通過過熱水向用戶供熱，由于過熱水良好的換熱和傳輸特質，可實現余熱的最大化利用。同時，該系統設備簡單、投資小，若熱量供應不足，還可利用蒸汽補充熱量，生產穩定、波動小，能適應停機或者生產波動的影響。

余熱回收方法各有利弊

余熱回收的原則是根據余熱資源的數量和品位以及用戶的需求，盡量做到能級的匹配，在符合技術經濟原則的條件下，選擇適宜的系統和設備，使余熱發揮最大的效果。目前，冷軋硅鋼廠對各工序余熱資源的回收主要有直接回收、間接回收、綜合回收和余熱制冷等方式。這些回收方法可以單獨使用，也可以綜合使用，以充分利用煙氣資源。

直接回收余熱進行空氣、原料預熱和干燥。余熱直接回收利用是將需要加熱的氣體或液體通過換熱器與高溫煙氣直接進行熱量交換，經過加熱的氣體或者液體可滿足機組生產的需要，如熱空氣用于帶鋼干燥，熱水用于帶鋼清洗等。

為了不影響爐內氣氛和壓力，一般采用低壓熱交換器。其最大的優點是熱交換系統壓力低，維護方便，沒有安全隱患；缺點是熱回收效率低，投資比較大。

以連退機組（CAPL）熱回收系統為例，煙氣經過該回收系統，熱能被回收約10%，產生熱水或者熱空氣供在線設備使用，基本能滿足供熱風干燥或者清洗段的熱量需要。因廢氣風機的極限耐熱溫度為400℃，為確保廢氣風機正常工作，系統設置了吸冷風口對熱風降溫。但是當機組產能較大時，煙氣溫度很高，相應產生的熱水或者熱空氣增加，若大于本機組用戶的需要，則多余的熱介質就只有排放掉，造成資源浪費。直接回收余熱的方式不能適應生產波動導致的煙氣參數的波動。

直接熱交換方式的系統簡單可靠，但氣-氣換熱器體型龐大，相對價格也高。同時，退火爐的余熱源同熱風干燥設施不能太遠，否則，大型送熱風氣管會占用大量空間，熱損失也必將增大。

間接回收余熱產生蒸汽。采用余熱鍋爐回收余熱生產蒸汽，供工藝流程使用，加熱介質為空氣或者水，也是一種常用的余熱利用方式。大多數企業采用的余熱鍋爐，進口溫度平均在500℃~700℃，出口溫度一般在250℃~300℃，煙氣余熱的回收率為50%左右。

采用余熱鍋爐回收余熱效果最好，工作穩定，效率較高，熱回收率也較高，其終產品（蒸汽）容易實現全廠區域的生產調度平衡。當生產線的蒸汽消耗量低于系統產生量時，富裕的蒸汽將補充到車間蒸汽管網中，因此不存在產能高造成熱回收不充分的問題。余熱鍋爐的生產能力隨著退火爐處理能力的降低而降低。采用余熱鍋爐回收系統，熱能回收率可以達到14%。

但是余熱鍋爐的投資比較大，屬于壓力容器，每年要對安全閥校驗，要定期探傷檢查等，維修費用也相對多一些。

承壓熱水綜合回收余熱。退火爐采用承壓熱水的余熱回收系統，其主要設備是承壓熱水系統。承壓熱水系統是一個封閉的高壓循環系統，系統的設計壓力為1.2兆帕，采用煙氣余熱對高壓力的水進行熱交換，循環水熱交換后水溫為140℃，由于管道壓力比較高，該承壓熱水不會形成蒸汽。承壓熱水通過熱交換器，用于清洗段的熱水漂洗，加熱空氣用于熱風干燥器。

這種回收煙氣熱能的方法與余熱鍋爐相似，但設備結構較簡單，投資也小，維護起來相對容易一些。承壓熱水系統是一個封閉的循環系統，如果沒有泄漏，不用經常補水。而余熱鍋爐為了產生蒸汽實際上還要消耗很多純水，因此承壓熱水系統安全與便利性比余熱鍋爐要好。

余熱制冷系統。與采用傳統電力空調制冷相比，吸收式制冷技術可以充分利用各種余熱、廢熱資源，達到節能降耗的目的。吸收式制冷系統也適合中低溫余熱煙氣利用。

余熱吸收式制冷系統將溴化鋰溶液作為吸收劑，水作為制冷劑，蒸發器內水溶液吸收空調冷凍水熱量后，蒸發成水蒸氣進入吸收器；吸收器內溴化鋰濃溶液吸收水蒸氣，稀釋后送入發生器；發生器內溴化鋰稀溶液在余熱廢氣的作用下，蒸發出水蒸氣，溶液變濃，流入吸收器，完成再生循環；水蒸氣進入冷凝器；冷凝器內水蒸氣在冷卻水作用下，冷凝為液態，進入蒸發器，完成制冷循環。

余熱制冷系統投資高，國內沒有專用于煙氣余熱使用的溴化鋰制冷機，對溴化鋰制冷機的再生部分（發生器）熱管需要重新設計，這也制約了其發展。

因地制宜 擇優選取

冷軋硅鋼生產工藝流程長，以取向硅鋼生產工序為例，包括常化酸洗、冷軋、中間退火—涂MgO、高溫退火、熱拉伸平整—涂絕緣層等工序，其中常化酸洗、中間退火、高溫退火和熱拉伸平整—涂絕緣層工序都包含有退火爐。由于加熱方式和目的不同，退火爐存在多個爐段，因此，存在多個煙氣排放點。另外，每一個煙氣排放點排放的廢氣量和溫度都不一樣，因此潛在可換的熱值不一樣。產品規格、生產節奏的改變或者停機維護時，余熱煙氣量和溫度也會發生波動。可見冷軋硅鋼可用煙氣余熱熱源數量多，熱源分布較為分散，且熱源可回收利用熱量會發生波動。

而煙氣余熱用戶對熱源的提供方式也存在不同的要求，如熱風干燥器適合直接進行氣—氣換熱；清洗段加熱液體介質由于循環罐體小、換熱裝置龐大，不適合直接換熱；電氣室需要制冷……可見，退火爐余熱用戶不僅分布分散，而且對余熱需要的供熱方式也多樣化。

要對硅鋼廠退火爐煙氣余熱資源進行綜合回收利用，必須兼顧熱源和用戶的特征，找到換熱效率高、介質傳輸過程損失小、對不同用戶具有普適性的換熱方法。綜合考慮，采用承壓熱水作為中間介質對用戶進行加熱的方案對煙氣余熱綜合回收利用最可行。承壓熱水裝置既避免了蒸汽余熱回收系統使用余熱鍋爐維護成本高的問題，又避免了直接換熱設備龐大、換熱效率不高、傳輸過程熱量損失大的問題。

單個熱源點和單個用戶很難做到能級完全匹配，若采用點對點的方式，則可能導致余熱利用不充分或者不能完全滿足用戶需要，同時，每個系統需要增加額外的補充水系統和蒸汽加熱裝置，會使投資增大。因此，將全廠煙氣余熱換熱制取承壓熱水后收集起來，然后供全廠用戶使用是較好的利用方案。基于全廠的煙氣余熱利用可做到余熱資源的最大化利用，系統運行穩定，易于控制調度，同時投資和運行成本易于控制。

退火爐煙氣余熱系統中的過熱水循環水泵將熱水儲存罐中的140℃的熱水輸送到余熱用戶（熱風干燥器、清洗段、電氣室制冷機等）進行換熱，實現對空氣或者堿液等的加熱，過熱水溫度降為90℃。為了方便全廠調度和適應用戶對熱量需求的變化，每個用戶點設置控制閥門，可控制用戶支路的過水量，各支路的水量之和為過熱水循環泵的輸水量。

降溫后的熱水匯總到干路后，輸送到熱源端承壓熱水換熱器，將降溫的熱水重新加熱到140℃，每個換熱點前設置控制閥門，根據余熱熱量來控制過水量，避免生產能力不足造成系統不穩定。當機組生產能力大，余熱資源量大時，從用戶端承壓熱水—氣/液換熱器出來的冷水小于熱源端煙氣—水換熱器可加熱量，熱源端可直接排放或吸冷風降溫后排放部分煙氣。

為了防止煙氣工藝不足，管路設置蒸汽加熱裝置，防止熱水在循環過程中發生熱損失導致的降溫，也可以防止因煙氣提供的熱量小不能滿足全廠用戶要求的情況發生。由于熱水會發生地漏現象，因此，設置脫鹽水補充裝置，根據儲存罐內水位自動補充脫鹽水。由于過熱水生產裝置存在一定的壓力，因此，需要設置壓力控制單位控制系統壓力。