二次能源二次能源在鋼鐵行業(yè)的應用

二次能源現(xiàn)狀

在鋼鐵生產(chǎn)流程各工序中，二次能源的產(chǎn)生量很大，理論產(chǎn)生量約為408.73千克標煤/噸(修正的基準溫度下)，如果充分利用現(xiàn)有技術(shù)，二次能源回收利用率可以達到約85.6%。我國鋼鐵工業(yè)在二次能源利用上存在著一定的問題：一是落后產(chǎn)能影響整體能效水平的提高；二是我國鋼鐵工業(yè)在余熱余能回收效果上與國外先進水平相比還有一定差距。

提高企業(yè)二次能源的利用效率是企業(yè)節(jié)能減排的重要措施之一，表現(xiàn)為：

1、二次能源回收利用技術(shù)的節(jié)能效果和普及率有待提高

各企業(yè)二次能源利用情況對于工序能耗的影響很大，但部分企業(yè)尚未采用有效的二次能源利用技術(shù)，已實施的節(jié)能技術(shù)在各企業(yè)間的效果差距也很大。

2、二次能源自發(fā)電有待進一步加強

“十一五”期間，我國鋼鐵企業(yè)自發(fā)電水平已有較大幅度提高，自發(fā)電比例從2005年的19.4%提高至2010年的31.9%，但與自發(fā)電水平較高的日本相比仍有較大差距。

發(fā)電是鋼企利用二次能源的一個重要途徑。提高自發(fā)電比例目的在于充分利用生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的二次能源，但發(fā)電并不是唯一途徑，還可適當開辟煤氣等優(yōu)質(zhì)二次能源的利用途徑，提高能源使用效率。

二次能源解決方法

1、普及和推廣現(xiàn)有成熟的節(jié)能技術(shù)：干熄焦、高爐爐頂余壓發(fā)電、轉(zhuǎn)爐煤氣回收、蓄熱式軋鋼加熱爐、鑄坯熱裝熱送等，并著重對已有的節(jié)能技術(shù)的使用效果進行改進；

2、開發(fā)應用一批關(guān)鍵節(jié)能技術(shù)并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化：包括燒結(jié)余熱發(fā)電、焦化煤調(diào)濕、轉(zhuǎn)爐低壓飽和蒸汽發(fā)電等；

同時關(guān)注鋼鐵工業(yè)節(jié)能前沿技術(shù)的開發(fā)與應用：冶金渣顯熱回收、冶金副產(chǎn)煤氣制取清潔能源等 。

二次能源發(fā)展儲能技術(shù)的意義

1、節(jié)省一次能源資源，節(jié)約和有效使用化石燃料。通過儲能技術(shù)，可均勻負載，調(diào)節(jié)負荷，提高發(fā)電機組、送變電設備、空調(diào)系統(tǒng)的利用率，或降低設備容量和投資成本。

2、回收和利用在能源生產(chǎn)、輸送、分配、使用過程中被浪費的能量，其中最突出的是工業(yè)生產(chǎn)排放的大量低品位熱能。

3、為了從自然界中獲取太陽能、風能、潮汐能、波浪能這類間斷性能源并加以有效的利用，必須要配備相應的儲能系統(tǒng)。

4、儲能技術(shù)的發(fā)展為科技生產(chǎn)提供了各種間斷性能源或特殊緊急用能。例如，氫能汽車、氫能飛機的儲氫罐，儲能機車的大型蓄電池組，家用空調(diào)系統(tǒng)中的蓄冷池，航天飛機、人造衛(wèi)星中的高效電池，乃至由超異儲能裝置產(chǎn)生巨大的電力脈沖來驅(qū)動反導彈激光器、電磁炮和粒子束武器等。

二次能源熱能

熱能的儲存方法可分為物理蓄熱和化學蓄熱。

物理蓄熱是利用儲熱介質(zhì)的熱物理性能，如在溫度改變時要相應地吸收或釋放出一定的熱量(顯熱)，在發(fā)生相變時要吸收或釋放出相應的潛熱(相變熱)，以及晶體材料在結(jié)晶與溶解過程中產(chǎn)生相應的結(jié)構(gòu)變化熱等。最早的熱能儲存技術(shù)是利用物質(zhì)的顯熱。水和各種碎石、耐火磚、方鎂石塊等都是較理想的顯熱儲存介質(zhì)。顯熱的儲存及釋放是一個無相變的非等溫過程。近年來，相變儲熱(特別是固一液相變，獲得很大發(fā)展，它的優(yōu)點是吸熱、放熱時溫度變化不大，具有恒定的熱力學效率和產(chǎn)熱能力，且其貯熱密度遠高于顯熱貯熱。

化學蓄熱：是利用可逆化學反應的熱效應進行蓄熱。當反應正向進行時吸收熱量，將熱存儲起來；當反應逆向進行時，化學能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芊懦?。其中，可以利用化學反應時伴隨發(fā)生的熱量吸收來儲熱，也可以利用可逆吸附或吸收過程的熱效應及化學反應時伴隨濃度變化的熱效應來儲熱。優(yōu)點是具有較高的貯熱密度與熱力學效率，同時，由于具有熱效應的化學反應種類繁多、比比皆是，為各種場合下工業(yè)和科技的儲能需要提供了廣闊的選擇余地?；瘜W蓄熱特別適合于高溫蓄熱領域，在熱管技術(shù)化學熱泵、太陽能集熱裝置等技術(shù)領域據(jù)偶遇廣泛的實用價值。

二次能源電能

電能由于其易于生產(chǎn)、輸送、使用及轉(zhuǎn)變成其它形式能量等突出優(yōu)點，而成為不業(yè)化社會的命脈。水能、核能、風能和一部分化石燃料，都是首先轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苤笤偬峁┕まr(nóng)業(yè)、交通運輸業(yè)和居民生活使用的。但是，電能的儲存性能極差，一般都要先把電能轉(zhuǎn)換成其它形式的能量再加以儲存。

常用的電能轉(zhuǎn)換儲存技術(shù)包括電能一機械能、電能一靜電能、電能一磁能和電能一化學能四大類。其中，近年來發(fā)展較快的是高性能蓄電池和超導儲能裝置。

電能一機械能轉(zhuǎn)換存儲。為了解決火力發(fā)電站的削峰”問題，早期發(fā)展了蓄水發(fā)電系統(tǒng)。例如，美國70年代在密執(zhí)安湖邊的懸崖上修建一座高出湖面的人工水庫，在發(fā)電廠低峰時間，利用剩余電力將湖水抽上水庫將電能轉(zhuǎn)受成位能加以儲存；用電高峰時通過涵道將水庫中的水放回湖里，并利用水位落差開動水輪發(fā)電機組，蓄水發(fā)電系統(tǒng)的效率高達 67 %。近年來,國外又發(fā)展了壓縮空氣蓄能發(fā)電系統(tǒng) ，利用發(fā)電廠附近的夭然巖洞、廢棄礦井或人造地下洞窟,在用電低峰時利用多余電力開動空壓機, 將壓縮空氣打入巖洞或洞窟內(nèi)；高峰時放出壓縮空氣, 推動備用渦輪機一發(fā)電機系統(tǒng), 將儲存的機械能重新轉(zhuǎn)換為電能饋入電網(wǎng)。

電能一靜電能轉(zhuǎn)換存儲。電容器在充電時能夠以靜電場能的形式儲存電能，放電時再釋出電能。由于受到結(jié)構(gòu)方面的限制 ,電容器的儲能密度和能通量均比較小，作為儲能系統(tǒng)來說用途遠不如蓄電池廣泛。但它的獨特優(yōu)點是儲存的能量能在一瞬間全部釋出，這是任何蓄電池都不可能達到的。近年來，由于人造衛(wèi)星、航天飛機等空間技術(shù)的發(fā)展，以及激光武器、電磁炮、粒子束武器等新武器的研制，要求配備能夠在極短時間內(nèi)釋放出巨大功率的電源。

電能一磁能轉(zhuǎn)換存儲，通電線圈能夠以磁場形式存儲能量。

二次能源機械能

在河流上游修筑河壩和蓄水庫，蓄水的同時儲存水能。

國外研制了用風車帶動空氣壓縮機，有風時利用風能將空氣壓縮儲存在容器中，再利用壓縮空氣推動小型渦輪發(fā)電機組發(fā)電。

飛輪儲能。質(zhì)量很大的飛輪在高速轉(zhuǎn)動下儲能。

二次能源氫能

早期利用高壓鋼瓶儲存氫氣或利用杜瓦瓶儲存液氫。1969年以來，出現(xiàn)一種新型儲氫材料，儲氫材料主要有以TiFe為代表的鈦系、以LaNi₅為代表的鑭系、以Mg₂Ni為代表的鎂系三大系列儲氫合金，還有一些混合合金、非結(jié)晶合金等。

二次能源作為商品載體進行人類能源轉(zhuǎn)換，它的產(chǎn)生不可避免地要伴隨著加工轉(zhuǎn)換的損失，但是它們比一次能源的利用更為有效、更為清潔、更為方便。因此，人們在日常生產(chǎn)和生活中經(jīng)常利用的能源多數(shù)是二次能源。

電能是二次能源中用途最廣、使用最方便、最清潔的一種，它對國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高起著特殊的作用。提高企業(yè)二次能源的利用效率是企業(yè)節(jié)能減排的重要措施之一。

二次能源又可以分為“過程性能源”和“含能體能源”。

電能是應用最廣的過程性能源；

汽油和柴油是應用最廣的含能體能源。

二次能源一次能源

含義：是指直接取自自然界沒有經(jīng)過加工轉(zhuǎn)換的各種能量和資源。

包括：原煤、原油、天然氣、油頁巖、核能、太陽能、水力、波浪能、潮汐能、地熱、生物質(zhì)能和海洋溫差能等等。

分類：分為再生能源和非再生能源兩大類。

再生能源包括太陽能、水力、風力、生物質(zhì)能、波浪能、潮汐能、海洋溫差能等，它們在自然界可以循環(huán)再生；

非再生能源包括：煤、原油、天然氣、油頁巖、核能等，它們是不能再生的，用掉一點，便少一點。

二次能源二次能源

二次能源和一次能源不同，它不是直接取自自然界，只能由一次能源加工轉(zhuǎn)換后得到，因此嚴格的說它不是“能源”，而應稱之為“二次能”。能源危機，可再生能源等都不涉及二次能源。

含義：也稱“次級能源”或“人工能源”，是由一次能源經(jīng)過加工或轉(zhuǎn)換得到的其他種類和形式的能源。

包括：煤氣、焦炭、汽油、煤油、柴油、重油、液化石油氣、酒精、沼氣、電力、蒸汽、熱水、氫能等。

一次能源無論經(jīng)過幾次轉(zhuǎn)換所得到的另一種能源都被稱為二次能源。在生產(chǎn)過程中的裕壓、余熱，如鍋爐煙道排放的高溫煙氣，反應裝置排放的可燃廢氣、廢蒸汽、廢熱水，密閉反應器向外排放的有壓流體等也屬于二次能源。

二次能源亦可解釋為自一次能源中，所再被使用的能源，例如將煤燃燒產(chǎn)生蒸汽能推動發(fā)電機，所產(chǎn)生的電能即可稱為二次能源?；蛘唠娔鼙焕煤?，經(jīng)由電風扇，再轉(zhuǎn)化成風能，這時風能亦可稱為二次能源，二次能源與一次能源間必定有一定程度的損耗。

能源科學技術(shù)-二次能源