摘要：本文重點(diǎn)介紹制冷技術(shù)在高爐鼓風(fēng)脫濕工程中的作用，簡(jiǎn)單介紹高爐鼓風(fēng)脫濕技術(shù)的原理及分類，說(shuō)明螺桿式冷水機(jī)組和雙效溴化鋰吸收式冷水機(jī)組的工作原理，并通過(guò)一工程實(shí)例，具體說(shuō)明制冷技術(shù)在高爐鼓風(fēng)脫濕工程中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：螺桿式冷水機(jī)組 雙效溴化鋰吸收式冷水機(jī)組 高爐鼓風(fēng)脫濕技術(shù)

中圖分類號(hào)：TF54 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）01（b）-0000-00

1 高爐鼓風(fēng)脫濕技術(shù)簡(jiǎn)介

鋼鐵企業(yè)中，冶煉過(guò)程需要鼓風(fēng)，鼓風(fēng)中所含水分在高爐風(fēng)口前會(huì)發(fā)生吸熱化學(xué)反應(yīng)，將水分解為氧和氫。這一過(guò)程消耗了部分用于冶煉的熱量，從而降低了產(chǎn)量。另外，不穩(wěn)定的鼓風(fēng)空氣濕度，會(huì)使高爐風(fēng)口前火焰溫度發(fā)生波動(dòng)，使高爐工況不穩(wěn)定，不僅消耗能源，而且影響產(chǎn)量。尤其在我國(guó)南方地區(qū)的鋼鐵企業(yè)，一年四季中，除冬季外均高溫多雨，空氣相對(duì)濕度大，會(huì)對(duì)高爐冶煉產(chǎn)生直接影響。

高爐鼓風(fēng)脫濕技術(shù)目前分為三大類：吸附法、冷凝脫濕法及吸附冷凝聯(lián)合法，其中應(yīng)用最多的是冷凝脫濕法，其原理是使用冷卻器對(duì)鼓風(fēng)進(jìn)行冷卻，使其溫度降至空氣壓力及所含濕量相對(duì)應(yīng)的飽和溫度下，將空氣中的水分凝結(jié)析出。按照冷卻器的安裝位置不同又可細(xì)分為鼓風(fēng)機(jī)吸入側(cè)冷卻法和鼓風(fēng)機(jī)出口側(cè)冷卻法。目前，應(yīng)用較為廣泛的是鼓風(fēng)機(jī)吸入側(cè)冷卻法。

2 制冷技術(shù)應(yīng)用在高爐鼓風(fēng)脫濕技術(shù)的應(yīng)用

2.1脫濕器原理

在冷凝鼓風(fēng)機(jī)吸入側(cè)冷卻法的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，需在高爐鼓風(fēng)機(jī)吸風(fēng)管道上設(shè)置冷卻器，冷卻器又稱脫濕器。脫濕器的換熱管束內(nèi)充滿冷卻劑， 空氣流過(guò)脫濕器時(shí)被冷卻，產(chǎn)生冷凝水，冷凝水由排水器排走。脫濕器所用的冷卻劑就是冷水機(jī)組提供的冷凍水或冷凍鹽水。因?yàn)殇寤囄帐嚼渌畽C(jī)組，即能利用生產(chǎn)過(guò)程排放的蒸汽，大大節(jié)約電能，得到廣泛應(yīng)用，但溴化鋰?yán)渌畽C(jī)組提供的冷凍水供回水溫度為7℃/12℃，往往不能達(dá)到最佳效果，所以，有科研單位提出，增加二級(jí)處理，使冷卻劑的供回水溫度降至0℃/5℃。

2.2螺桿式冷水機(jī)組工作原理

螺桿式冷水機(jī)組主要由壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、冷凝蒸發(fā)器和節(jié)流機(jī)構(gòu)組成。其工作過(guò)程為制冷劑在冷水機(jī)組內(nèi)由壓縮機(jī)壓縮成為高壓蒸氣，冷凝器放出熱量而冷凝成液體，液體制冷劑經(jīng)節(jié)流機(jī)構(gòu)節(jié)流，壓力和溫度同時(shí)降低，進(jìn)入蒸發(fā)器中，吸取載冷劑的熱量而蒸發(fā)成蒸氣。然后，制冷劑蒸氣進(jìn)入壓縮機(jī)繼續(xù)壓縮，如此循環(huán)不已，其理想過(guò)程就是逆卡諾循環(huán)。其中所提到的載冷劑就是用于冷卻鼓風(fēng)的二級(jí)冷卻介質(zhì)冷凍乙二醇。

2.3雙效溴化鋰吸收式冷水機(jī)組工作原理

雙效溴化鋰吸收式制冷機(jī)主要由高壓發(fā)生器、低壓發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器等組成。在鼓風(fēng)脫濕工程中使用的一般為以蒸汽為動(dòng)力的機(jī)組。下面以并聯(lián)循環(huán)的蒸汽雙效溴化鋰吸收式制冷機(jī)為例來(lái)介紹機(jī)組工作原理，其流程圖見圖①。

從吸收器5引出的稀溶液經(jīng)發(fā)生器泵10生壓后分成兩路。一路經(jīng)高溫?fù)Q熱器6，進(jìn)入高壓發(fā)生器1，在高壓發(fā)生器中被高溫蒸汽加熱沸騰，產(chǎn)生高溫水蒸汽。濃溶液在高溫?zé)峤粨Q器6內(nèi)放熱后與吸收器中的部分稀溶液以及來(lái)自低溫發(fā)生器的濃溶液混合，經(jīng)吸收器泵9輸送至吸收器的噴淋系統(tǒng)。另一路稀溶液在低溫?zé)峤粨Q器8和凝水熱交換器7中吸熱后進(jìn)入低壓發(fā)生器2，在低壓發(fā)生器中被來(lái)自高壓發(fā)生器的水蒸汽加熱，產(chǎn)生水蒸氣及濃溶液。此濃溶液在低溫?zé)峤粨Q器中放熱后，與吸收器中的部分稀溶液及來(lái)自高溫發(fā)生器的濃溶液混合后，輸送至吸收器的噴淋系統(tǒng)。

3 工程實(shí)例

3.1工程概況

某鋼鐵公司高爐的鼓風(fēng)脫濕工程，工程地點(diǎn)位于云南省。要求經(jīng)過(guò)組合式脫濕機(jī)組處理后的設(shè)計(jì)空氣含濕量為6±1g/Nm3。本工程采用鼓風(fēng)機(jī)吸入側(cè)冷卻法。

3.2負(fù)荷計(jì)算

室外設(shè)計(jì)參數(shù)按當(dāng)?shù)刈罡邷囟群妥畲笙鄬?duì)濕度設(shè)計(jì)（溫度30℃，相對(duì)濕度85%，含濕量25 g/Nm3干空氣）。初級(jí)脫濕后空氣參數(shù)：溫度12.5℃，含濕量為9g/kg，相對(duì)濕度為100%。深級(jí)脫濕后空氣參數(shù)：溫度3.5℃，含濕量為5g/kg，相對(duì)濕度為100%。

按照Q=G（h1-h2）計(jì)算，初級(jí)脫濕需要冷量約為3700kW，深級(jí)脫濕需要冷量約為2200kW。

3.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)流程如圖②所示，初級(jí)脫濕用7℃/12℃冷水由雙效溴化鋰吸收式冷水機(jī)組產(chǎn)生，配置對(duì)應(yīng)數(shù)量的循環(huán)水泵，并設(shè)置一臺(tái)備用，經(jīng)管路輸送至鼓風(fēng)風(fēng)道內(nèi)安裝的脫濕器，對(duì)鼓風(fēng)進(jìn)行脫濕處理，使用過(guò)的冷水再進(jìn)入機(jī)組進(jìn)行處理，循環(huán)使用。脫濕器產(chǎn)生的凝結(jié)水自流進(jìn)入風(fēng)道旁埋地安裝的凝結(jié)水箱，該部分凝結(jié)水可用作制冷機(jī)房控制室夏季風(fēng)機(jī)盤管用冷水及冷卻塔補(bǔ)水。系統(tǒng)采用定壓罐定壓方式，系統(tǒng)補(bǔ)水接自廠區(qū)經(jīng)過(guò)軟化處理過(guò)的工業(yè)用水，冷卻水由機(jī)械逆流式冷卻塔處理。冷水機(jī)組用0.8Mpa飽和蒸汽接自廠區(qū)現(xiàn)有蒸汽管網(wǎng)。進(jìn)入冷水機(jī)組的冷水及冷卻水均需過(guò)濾處理。深級(jí)脫濕用0℃/5℃乙二醇溶液由螺桿式冷水機(jī)組產(chǎn)生，系統(tǒng)流程與初級(jí)系統(tǒng)相同。

3.4系統(tǒng)特點(diǎn)

該系統(tǒng)具有兩大特點(diǎn)：1、采用兩級(jí)脫濕，深級(jí)脫濕的冷卻劑為乙二醇溶液。乙二醇溶液具有凝固點(diǎn)低、對(duì)鋼制設(shè)備腐蝕性小等特點(diǎn)，能為脫濕器提供0℃/5℃的冷卻劑，使鼓風(fēng)脫濕達(dá)到更好的效果。值得注意的是，在以乙二醇為介質(zhì)的設(shè)備及管道選型計(jì)算是要進(jìn)行修正，并且，乙二醇溶液與鋅會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，不應(yīng)采用內(nèi)側(cè)鍍鋅鋼管和含鋅設(shè)備。2、蒸汽的利用和凝結(jié)水的利用，該系統(tǒng)利用了生產(chǎn)系統(tǒng)尾部0.8Mpa的飽和蒸汽，即為溴化鋰機(jī)組提供了熱源，又減少了廢氣排放。鼓風(fēng)脫濕產(chǎn)生的凝結(jié)水也被利用，實(shí)現(xiàn)了綜合利用的產(chǎn)品鏈。

4 結(jié)語(yǔ)

制冷技術(shù)在高爐鼓風(fēng)脫濕工程上的應(yīng)用對(duì)降低鼓風(fēng)溫濕度、穩(wěn)定高爐工況、增加風(fēng)量、提高產(chǎn)量、減少能源消耗有很大貢獻(xiàn)，同時(shí)，能綜合利用鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)余熱，實(shí)現(xiàn)可資源的循環(huán)在利用。

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