張大寶 龔志強(qiáng) 唐光進(jìn)

（河鋼集團(tuán)衡水板業(yè)有限公司,河北 衡水053400）

目前，生產(chǎn)冷軋薄板的酸洗、脫脂等機(jī)組在對(duì)帶鋼清洗后，都設(shè)有使用蒸汽進(jìn)行交換的熱烘干裝置對(duì)帶鋼烘干，防止帶鋼表面生銹。熱烘干箱作為機(jī)組中一個(gè)重要的在線(xiàn)設(shè)備，當(dāng)空氣在鼓風(fēng)機(jī)作用下經(jīng)過(guò)熱交換器加熱后吹掃至帶鋼表面，使用后的熱風(fēng)會(huì)順著烘干箱出入口的縫隙往外擴(kuò)散直接排廢，沒(méi)有回收利用，導(dǎo)致大量熱量的浪費(fèi)。針對(duì)此情況，河鋼衡板公司對(duì)一條臥式脫脂機(jī)組的熱烘干裝置上，在原設(shè)備的基礎(chǔ)上改造了一套熱風(fēng)回收利用裝置，蒸汽使用量減少了15.7KG/噸鋼，年節(jié)約成本47.1 萬(wàn)元。此烘干裝置的熱風(fēng)回收利用裝置改造成功所取得的效果，立即在其他的三條機(jī)組得到推廣使用。

1 臥式烘干裝置工作原理

臥式烘干裝置設(shè)備構(gòu)成主要包括離心風(fēng)機(jī)、手動(dòng)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥、熱交換器、熱烘干箱體、熱風(fēng)分配器、上下風(fēng)刀、電動(dòng)蒸汽調(diào)節(jié)閥和溫度檢測(cè)計(jì)等。烘干裝置的設(shè)備組成如圖1 所示。

圖1 改造前熱烘干裝置示意圖

其工作原理是通過(guò)離心風(fēng)機(jī)的鼓風(fēng)作業(yè)，產(chǎn)生帶壓的大流量空氣通過(guò)熱交換器加熱，熱風(fēng)通過(guò)分配器分配至均勻安裝在烘干箱體內(nèi)的8 組上風(fēng)刀和下風(fēng)刀，每個(gè)風(fēng)刀有2.5mm 的開(kāi)口縫隙供熱風(fēng)通過(guò)對(duì)帶鋼的上下表面進(jìn)行吹掃烘干，所布置的風(fēng)刀吹掃熱風(fēng)的方向逆著帶鋼的運(yùn)行方向。熱交換器的出口管道上安裝有溫度檢測(cè)計(jì)，與PID 調(diào)節(jié)的電動(dòng)蒸汽調(diào)節(jié)閥實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。使用時(shí)，熱交換器的出口管道熱風(fēng)溫度設(shè)定為95℃，通過(guò)溫度檢測(cè)計(jì)的檢測(cè)反饋給電動(dòng)蒸汽調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)整，使熱風(fēng)溫度達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。

2 原臥式烘干裝置存在的問(wèn)題

2.1 因熱烘干箱體的出入口，分別留有10cm 左右的縫隙供帶鋼穿過(guò)，熱烘干箱內(nèi)上下風(fēng)刀吹掃后的熱風(fēng)，通過(guò)熱烘干箱體的出入口兩端的縫隙往外擴(kuò)散。經(jīng)測(cè)量，擴(kuò)散出來(lái)的熱風(fēng)溫度達(dá)到62℃左右，風(fēng)壓達(dá)到12KPa，熱風(fēng)沒(méi)有回收，造成大量的能源浪費(fèi)。

2.2 烘干帶鋼所需的風(fēng)量大小無(wú)法檢測(cè)，操作人員只能憑借經(jīng)驗(yàn)通過(guò)調(diào)整手動(dòng)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥來(lái)控制風(fēng)量的大小，造成生產(chǎn)工藝、成本消耗的不穩(wěn)定性。對(duì)手動(dòng)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥調(diào)整在不同位置各使用一個(gè)星期，統(tǒng)計(jì)出風(fēng)量變化與蒸汽消耗量情況如表1 所示。

表1 不同風(fēng)量下蒸汽消耗情況

由表1 看出，風(fēng)量的變化對(duì)蒸汽的消耗影響很大。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，正常生產(chǎn)情況下脫脂機(jī)組的綜合蒸汽消耗量為162.5 Kg/ 噸鋼。

3 熱烘干裝置改造方案

3.1 對(duì)熱烘干箱體的改造

增加烘干箱體體積，加大對(duì)熱風(fēng)的容納量。原熱烘干箱是一個(gè)由2mm 厚的鋼板焊接的4.7*1.8*0.75 的長(zhǎng)方體箱體，和由4根1.5 米長(zhǎng)的槽鋼支柱組成，長(zhǎng)方體箱體焊接在立柱的上半部分，這樣組成的熱烘干箱體的實(shí)際有效使用體積為4.7*1.8*0.75m3，下半部分立柱支撐內(nèi)沒(méi)有封閉而空置無(wú)法使用。根據(jù)此情況，可以對(duì)原烘干箱體進(jìn)一步改造，使箱體的下半部分也利用起來(lái)，增加烘干箱體的使用體積。具體實(shí)施方案為：去除原烘干箱體的下箱板，利用4 根槽鋼立柱作為支撐，在原烘干箱體的前、后、左、右、下五個(gè)方向重新焊接2mm 厚的鋼板，使之成為一個(gè)新的烘干箱體，這樣新烘干箱體的有效使用體積變?yōu)?.7*1.8*1.5 m3，體積變?yōu)樵娓上潴w的2 倍。

3.2 增加風(fēng)量檢測(cè)計(jì)并更換手動(dòng)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥

圖2 改造后熱風(fēng)回收利用裝置示意圖

風(fēng)量是烘干帶鋼的一個(gè)重要工藝參數(shù)，使用過(guò)程中控制好風(fēng)量可提高風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率，也可保證風(fēng)機(jī)的運(yùn)行安全[1]。根據(jù)生產(chǎn)需求對(duì)風(fēng)量進(jìn)行控制，也能起到降本增效的效果。由于原烘干裝置沒(méi)有流量檢測(cè)計(jì)，無(wú)法檢測(cè)風(fēng)量的大小，所以需要安裝一套風(fēng)量檢測(cè)計(jì)[2]，并更換能與風(fēng)量檢測(cè)計(jì)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制的電動(dòng)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥。在熱交換器入口管道上，焊接安裝一套風(fēng)量檢測(cè)計(jì)，并與PID 調(diào)節(jié)的電動(dòng)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥進(jìn)行閉環(huán)控制[3]，在控制器上設(shè)定好風(fēng)量值，通過(guò)風(fēng)量檢測(cè)計(jì)的檢測(cè)反饋給電動(dòng)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)整，保證風(fēng)量的穩(wěn)定狀態(tài)。

3.3 增加熱風(fēng)回收管道

熱烘干箱體內(nèi)的熱風(fēng)，需要引致離心風(fēng)機(jī)的入口端，才能讓熱風(fēng)循環(huán)使用。其改造方案為：使用2mm 后鋼板焊接直徑φ500mm 的圓形熱風(fēng)回收主管道，主管道的一端焊接至改造后的熱烘干箱體下方的箱板上，主管道的另一端安裝電動(dòng)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥。在離心風(fēng)機(jī)的入口端，安裝一條φ350mm 的風(fēng)機(jī)入口管道并與烘干箱體引出的熱風(fēng)回收主管道并接。在離心風(fēng)機(jī)工作時(shí)，風(fēng)機(jī)入口的大部分風(fēng)量是通過(guò)熱風(fēng)回收管道從烘干箱內(nèi)提供，其他的一小部分風(fēng)量通過(guò)電動(dòng)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)來(lái)滿(mǎn)足生產(chǎn)所需。熱風(fēng)回收改造后，烘干裝置的設(shè)備組成如圖2 所示。

4 使用效果

改造后的熱烘干裝置熱風(fēng)回收利用裝置，在脫脂機(jī)組得到正常使用。經(jīng)過(guò)一年的正常使用后統(tǒng)計(jì)脫脂機(jī)組的綜合蒸汽消耗量為149.3Kg/噸鋼，相比改造前節(jié)約蒸汽量15.7Kg/噸鋼，按照脫脂機(jī)組的年產(chǎn)能12 萬(wàn)噸，蒸汽成本250 元/噸來(lái)計(jì)算，年節(jié)約成本47.1 萬(wàn)元。此烘干裝置的熱風(fēng)回收利用裝置改造成功，投資少，效益顯著，衡板公司立即在其他的三條脫脂機(jī)組進(jìn)行推廣使用，為企業(yè)的降本增效又增進(jìn)一個(gè)強(qiáng)有力的措施。