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        電爐余熱鍋爐的熱管換熱原理研究和工藝改進(jìn)

        2016-03-13 14:56:05吳明輝舞陽(yáng)鋼鐵有限責(zé)任公司河南省舞鋼市462500
        化工管理 2016年9期
        關(guān)鍵詞:煙氣

        吳明輝(舞陽(yáng)鋼鐵有限責(zé)任公司,河南省 舞鋼市 462500)

        電爐余熱鍋爐的熱管換熱原理研究和工藝改進(jìn)

        吳明輝(舞陽(yáng)鋼鐵有限責(zé)任公司,河南省舞鋼市 462500)

        本文介紹熱管及熱管換熱器的特點(diǎn),和熱管余熱鍋爐在低溫?zé)煔庥酂峄厥罩械膽?yīng)用,以及在舞鋼公司使用過程中出現(xiàn)的問題和改進(jìn)方法。

        熱管余熱鍋爐;熱管換熱器;蓄熱器

        因環(huán)保及循環(huán)經(jīng)濟(jì)、節(jié)能等需要,舞鋼公司從2009年以來陸續(xù)建成了四座電爐余熱鍋爐,即在電爐排除塵系統(tǒng)中配置余熱回收系統(tǒng),利用電爐產(chǎn)生的煙氣余熱,生產(chǎn)飽和蒸汽,供煉鋼精煉抽真空使用,改變了原來單一使用燃?xì)庹羝檎婵盏臍v史,取得了經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益的雙豐收。本文以1#電爐余熱鍋爐為例,介紹了電爐余熱鍋爐在舞鋼公司的使用情況和取得的經(jīng)濟(jì)效益,重點(diǎn)闡述了電爐余熱鍋爐的生產(chǎn)工藝流程和熱管換熱原理,以及在使用過程中出現(xiàn)的問題分析和解決方案。

        1 余熱鍋爐的組成與生產(chǎn)工藝

        余熱鍋爐系統(tǒng)包括了軟化水除氧、給水加熱、熱管蒸汽發(fā)生器、蓄熱器、激波吹灰、汽水輔機(jī)和刮板除灰等六部分構(gòu)成。

        熱管蒸汽發(fā)生器部分由高壓汽包、低壓汽包、高溫蒸發(fā)器、低溫蒸發(fā)器組成,主要功能是高溫蒸發(fā)器產(chǎn)生飽和蒸汽外供,低溫蒸發(fā)器產(chǎn)生蒸汽供除氧器自用,當(dāng)?shù)蛪浩舭l(fā)量較小時(shí),由高壓汽包通過調(diào)節(jié)閥供給低壓汽包部分蒸汽。每組蒸發(fā)器和汽包有低點(diǎn)排污口。

        為了更有效地降低排煙溫度,本余熱系統(tǒng)采用雙壓系統(tǒng),高壓部分設(shè)計(jì)最大工作壓力1.8 MPa,該部分產(chǎn)生的飽和蒸汽溫度可達(dá)到201℃,是鍋爐的主要產(chǎn)汽部分,設(shè)計(jì)參數(shù)如下:

        煙氣入口溫度:500℃,煙氣出口溫度170℃,煙氣阻力損失800Pa,換熱面積5100㎡。給水溫度170℃,飽和蒸汽溫度201℃,蒸汽壓力1.8MPa,翅片類型:環(huán)。

        低壓部分設(shè)計(jì)最大工作壓力0.5 MPa,該部分產(chǎn)生的蒸汽供除氧器加熱使用,在產(chǎn)汽量高需要不斷放散時(shí),可送入外網(wǎng)蒸汽管道,該部分設(shè)計(jì)參數(shù)如下:

        煙氣入口溫度:220℃,煙氣出口溫度220℃,煙氣阻力損失800Pa,換熱面積900㎡。給水溫度104℃,飽和蒸汽溫度151℃,蒸汽壓力0.5MPa,翅片類型:環(huán)。

        高、低壓部分之間有一組中溫?fù)Q熱器即省煤器,該部分主要是給高壓汽包給水預(yù)熱,預(yù)熱后的水溫可達(dá)到170℃,為防止蒸汽溫度過高并設(shè)有回水裝置,

        2 熱管換熱原理

        熱管換熱器是由高校傳熱元件熱管組成的一種新型換熱器,它具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、傳熱效率高、無運(yùn)動(dòng)部件、維護(hù)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn),特別適合于中、低溫余熱回收。熱管換熱器與普通的熱交換器有著本質(zhì)的不同,熱管余熱回收裝置的換熱效率可達(dá)98%,這是普通熱交換器無法比擬的。

        熱管是在一個(gè)密閉結(jié)構(gòu)中,有若干工作液體,借助于液體的吸熱蒸發(fā)、蒸汽的運(yùn)輸和放熱冷凝,然后靠重力,使冷凝液從冷凝段返回到蒸發(fā)段,從而實(shí)現(xiàn)把熱量從結(jié)構(gòu)的一部分告訴傳遞到另一部分的目的。

        3 電爐余熱鍋爐在舞鋼公司的應(yīng)用

        1#電爐余熱鍋爐于2010年2月投產(chǎn),該鍋爐是根據(jù)熱管換熱原理,回收1號(hào)超高功率電爐在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生高溫?zé)煔獾臒崃?,生產(chǎn)出飽和蒸汽,蒸汽儲(chǔ)存在兩臺(tái)100m3的蓄熱器內(nèi),最后供給一煉鋼VD、VOD爐抽真空使用。改變了原來由燃?xì)忮仩t供煉鋼抽真空的單一方式,更有力得確保了蒸汽供應(yīng)。

        對(duì)電爐余熱鍋爐在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用情況總結(jié)如下:

        優(yōu)點(diǎn):

        (1)安全可靠性高

        熱管余熱回收器則是二次間壁換熱,即熱流要通過熱管的蒸發(fā)段管壁和冷凝段管壁才能傳到冷流體。

        (2)熱管余熱鍋爐具有傳熱效率高,節(jié)能效果顯著。

        (3)熱管余熱鍋爐具有良好的防腐能力,同時(shí)熱管在導(dǎo)熱時(shí)會(huì)產(chǎn)生自振動(dòng),使灰不易沾附在關(guān)閉和翅片上,因而不會(huì)堵灰。

        (4)使用壽命長(zhǎng),單根熱管可拆卸更換,維護(hù)簡(jiǎn)單成本低。

        缺點(diǎn):

        (1)電爐余熱鍋爐的產(chǎn)汽量受煉鋼電爐生產(chǎn)節(jié)奏影響很大,在電爐避峰生產(chǎn)時(shí),由于余熱鍋爐停產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng),啟動(dòng)后數(shù)小時(shí)沒有產(chǎn)汽量,如果單純依靠余熱鍋爐無法滿足目前生產(chǎn)需要。

        (2)熱管換熱的余熱鍋爐只能產(chǎn)生飽和蒸汽,蒸汽含水率高,蓄熱器內(nèi)的液位會(huì)不斷升高,這一現(xiàn)象在電爐間斷生產(chǎn)時(shí)更加明顯。

        4 結(jié)語

        在電爐余熱鍋爐建成后,在煉鋼電爐連續(xù)生產(chǎn)時(shí),余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽可以滿足精煉使用,大幅度降低生產(chǎn)成本。余熱鍋爐配備的蓄熱器,較好地彌補(bǔ)了余熱鍋爐產(chǎn)汽不連續(xù)的缺點(diǎn)。電爐余熱鍋爐在舞鋼公司取得了經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的雙豐收。

        [1]朱駕;《單壓余熱鍋爐的熱力學(xué)性能研究》[D];重慶大學(xué);2010年

        [2]曹家甡;《余熱鍋爐技術(shù)進(jìn)展》[A];中國(guó)動(dòng)力工程學(xué)會(huì)成立四十周年文集[C];2002年

        吳明輝(1986-),男,漢族,籍貫:河南省衛(wèi)輝市,工作單位:舞陽(yáng)鋼鐵有限責(zé)任公司河南省舞鋼市462500,熱力專業(yè)責(zé)任工程師,學(xué)士學(xué)位,工業(yè)余熱利用。

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