莱钢1080m3高炉余热技术开发及应用.pdfVIP

2014年全国中小高炉炼铁学术年会论文集 莱钢1080m3高炉余热技术开发及应用 贾友剑姬光刚 蒋彦刚 尚根凤 (山东钢铁股份有限公司莱芜分公司炼铁厂) 提要莱钢炼铁厂成功开发了高炉废气余热利用技术，在1。—6。高炉热风炉废气系统成功应用，有效提高了高炉动力能源 的利用率，具有较好的应用前景和推广价值。 关键词高炉余热风机流量 1前言 座高炉产生的热风炉废气10万一16万m3，Il，主要用于热风炉助燃空气进行预热，预热后的空气有环境温 2问题分析 热风炉是高炉炼铁的辅助设施，其作用是向高炉提供热风。其工作原理是通过工业炉窑的燃烧器燃 烧煤气而产生高温烟气，将热风炉内的蓄热体加热，然后是冷风通过蓄热体，与蓄热体进行热交换而变 成热风(高温空气)，高温烟气与蓄热体热交换后温度降低并通过烟道排出，称之为热风炉废气。每座高 炉配制3-4座热风炉，轮流交替地进行燃烧和送风，使高炉连续不断地获得大量高温空气，同时也远远 不断的产生温度为300℃左右，流量为10—16万m3／h的废气。 目前各冶金高炉普遍利用热管换热器实现热风炉废气热量的回收利用，加热热风炉燃烧所用的助燃 空气。由热管换热器、助燃空气、烟气旁通管路组成的废气余热利用系统，与热风炉燃烧所用的助燃空 气进行热交换，使热风炉废气中的部分热量得到回收利用，使助燃空气温度最高可以提高到200。C左右。 但是经过热管热器换热后的废气温度由280。C降至200。C左右，然后此部分废气通过热风炉烟道、烟筒直 接排入大气。热风炉废气综合利用率较低，造成高炉热风炉废气热量浪费，不利于企业节能减排的发展。 热风炉废气余热回收应用系统的热管换热器主要由壳体、热管及冷、热流体进出口接口组成。壳体 是一个钢结构件，下部为热流体(烟气)通道，上部为冷流体(冷风)通道，中间由管板分隔。热管是 一种具有高传热性能的传热元件，他通过密闭真空管壳内工作介质的相变潜热来传递热量。在热管的下 端加热，工质吸收热量汽化为蒸汽，在微小压差下，上升到热管的上端，并向外放出热量，凝结为液体。 冷凝液在重力作用下，沿热管的内壁返回到受热段，并在此受热汽化，如此循环往复，连续不断的将热 量由一段传向另一端。通过对全厂热管换热器设计工艺参数，以及现场工艺参数(表1)的比较分析发现， 各高炉助燃空气的温度普遍下降20—30。C，热管换热器的效率下降；直接影响高炉的入炉风温，在不同程 度上增加各高炉的燃料消耗，不利于企业循环经济的发展。 3余热回收利用的核心技术 3．1 热风炉废气余热回收利用技术原理 5-6号高炉目前全部配加外购焦碳，焦碳储存于露天原料场，水分波动较大，水分波动会引起焦碳负 荷波动从而影响高炉炉况的稳定，并导致铁水质量大幅波动。阴雨天气水分过高时，造成人炉焦粉量升 ·623· 2014年全国中小高炉炼铁学术年会论文集 高，并使炉顶温度下降，影响炉况稳定和TRT发电量的提升。为了有效提高热风炉废气利用率，改善高 炉的焦炭含水量，促进高炉炉况稳定顺行，降低高炉的燃料消耗成本，研究开发了热风废气余热回收利 用技术。工作原理为在空气预热器下游、排气烟筒的上游引出一条DNl400的管道经主引风机输送至焦仓， 预热含水分的焦炭；然后在上焦炭小车的东侧焦仓的上方引出两条DN900的管道通过其管道式轴流风机 将废气排人大气。工艺流程见下图1。 重! 鱼查堑垫筻垫垫量三茎童鍪 炉别 设备性能参数 设计工艺参数 实际工艺参数 图l热风炉余能利用技术工艺流程图 ·624· 2014年全国中小高炉炼铁学术年会论文集 3．2热风炉废气余热技术设备选型 根据现有高炉的产生的的废气量，以及喷煤回收利用后剩余废气量；风机流量为80000m3／h，由于热 因此烟筒的压差约为1．77KPa，同时考虑管道的沿程阻力及局部阻力损失，引风机全压8KPa，风机所配 电机为低压电机，功率约为250kW。选用风机按照正常流通温度不超过250。C考虑，由于热风炉空气、 损坏后烟气温度可升至300。C，最高流通温度可达到