高炉鼓风除湿技术

高炉鼓风除湿技术
高炉鼓风除湿后既能减少高炉的能耗,又有利于高炉生产工艺的稳定,提高产品的质量。目前此项成熟的技术已在日本的冶金行业得到广泛应用,国内亦有为数不多的钢铁企业采用此技术。
一、概述
近年来高炉炼铁采用了一系列技术,如喷吹煤粉、高风温、富氧鼓风、脱湿鼓风等。脱湿鼓风达到了稳湿、降湿的功效,多在气温较高、空气湿度较大的地区采用。国外日本高炉脱湿鼓风采用较多,国内上海宝钢的三座4000 m3级大型高炉率先采用了脱湿鼓风装置,取得了明显的节能和多喷煤粉的效果。宝钢的脱湿鼓风装置从国外引进,价格较贵,在国内中小高炉使用具有一定的困难。堆栈式2002年上海宝钢着手对引进的4063 m3高炉鼓风脱湿装置进行了国产化工作,于20034月投入运行,各项性能指标均达到设计要求,个别指标还高于进口设备,由此大大降低了投资费用,为高炉推广使用脱湿鼓风创造了条件。现在国内研制的脱湿鼓风装置,性能优于国外引进设备,而价格大幅度下降,具有很好的推广使用前景。
高炉鼓风除湿的原理是:将湿空气先行降温脱湿,即将湿空气中的水份凝结而析出,使其含水量降低,密度增大,然后送入热风炉。目前除湿方法主要有两种:即吸附法和冷冻法。
吸附法是以低温介质作吸附剂,让吸附剂与湿空气充分接触,以吸收空气中的水份,随后对吸附剂加热脱水再生,并如此循环使用。
冷冻法是将湿空气通过冷冻机冷却,使其温度降低到空气压力及所含湿量而相对应的饱和温度以下,即将湿空气中的水份凝结而析出。
二、高炉鼓风除湿技术分类
综合国内空气脱湿技术,现己开发的大体有三种:第一种,采用冷冻—吸附脱湿,冷冻是采用氟利昂等介质通过压缩机蒸发制造冷冻水,冷冻水通过热交换器冷却空气为第一级脱湿,第二级采用复合材料做成的转轮吸附脱湿;第二种,采用冷冻—冷冻脱湿,前级冷冻与第一种相同,第二级冷冻是用卤水作媒介深度冷冻,进行深度脱湿;第三种,直接冷冻方式,通过板翅式热交换器直接冷冻空气而脱湿。国外以及宝钢高炉脱湿鼓风都采用第一种或第二种脱湿方式。
第一种、第二种方式均为两次媒介,传热效率偏低、设备庞大,无法适应老企业生产用地紧张的现状,且运行费用高。第三种方式结构简单、布置紧凑、运行效率较高,年运行费用较低。现国内新开发的高炉鼓风除湿技术普遍采用第三种方式。
第三种方式又可分为常压下冷却及在加压下冷却两种。常压下冷却,脱湿能力受冷却能力的限制,故脱湿下限值较高;而空气在压力下冷却,则可进一步提高冷却效果。压缩冷凝脱湿方法就是利用这一原理工作的。另外也可利用压缩机提高空气压力,增加脱湿效果。
三、高炉鼓风除湿对高炉冶炼的影响
1、降低焦比。在炼铁高炉鼓风中,湿度每减少1g/m3的水,可降低焦比0.81.0kg/t。主要原因是:(1)降低湿度,可减少水在高温下与焦炭发生化学反应消耗炭,同时化学反应热需消耗炭来弥补;(2)降低湿度,降低了水蒸气的分解反应消耗热量,可提高燃烧过程中理论燃烧温度。
2、可多喷煤。在炼铁高炉鼓风中,湿度每减少1g/m3的水,可提高风口理论燃烧温度56,这样可以多喷1.52.0kg/t的煤粉。
3、可增加风量。在炼铁高炉鼓风中,采用全冷冻脱湿方式,鼓入风的风温在69治皮肤病,当大气温度在30左右时,可使鼓入风的密度提高,这一提高相当于增加约9%的风量。
4、使炉况较稳定,提高产品质量。湿度较高地区的高炉存在冬季焦比低而产量较高、夏季焦比高而产量较低的现象,这是由于空气中的含湿量变化引起的。同时白天和夜晚的大气湿度也不一样,大气湿度波动5g/Nm3左右,将会导致风口前火焰温度波动30左右。这些都会使高炉生产不稳定,影响产品的质量。利用高炉鼓风除湿技术使高炉鼓风达到稳湿、降湿的双重效果,消除大气湿度因气温变化对炉况不利的影响,将大气鼓风温度保持稳定,可使高炉炉内温度变化幅度减小,使高炉稳定运行进而提高产品质量。
5、降低鼓风机功率,抵消脱湿装置的耗功。在炼铁高炉鼓风中,采用全冷冻脱湿方式,鼓入风的温度降低,湿度下降,使空气的质量(针对炼铁高炉而言)提高,从而将降低鼓风机功率,并且可使高炉生产更顺畅,降低的鼓风机功率可抵消脱湿装置的耗功。
破窗器
6、脱湿具有二次除尘作用,可减少风机叶片磨损。
        7、铁厂的蒸汽冬天除要用于工业用途外还要用于采暖,夏季只用于工业用途,而脱
湿鼓风冬天则停运,所以当采用蒸汽作为制冷能源时,有利于铁厂的蒸汽平衡和有效利用。
步态识别四、高炉鼓风除湿技术关键技术问题及解决措施
1、老厂技改,用地紧张。在项目设计上就要选用小型设备及布置紧凑,同时向空中发展,尽量降低占地面积。
2、深度脱湿到0时,由于空气中的水蒸汽结冰而出现“死机”现象,在造纸和化工行业有过。采用热管式预冷/预热式换热器能较好控制温度,同时自动控制调节冷水机组,保证冷冻水的温度不低于3
3、板翅式换热器要求空气干净,否则容易结灰,在高炉区域灰尘浓度高,结灰影响脱湿效果。在解决措施上,一方面在脱湿机进风口安装了布袋除尘过滤器;另一方面设计时安装人孔,定期用水冲洗。
4、板翅式换热器受灰尘和空气的流动冲刷,容易锈蚀和泄漏。可以通过采用合金加厚隔板来解决。
5、高炉炉缸“热滞后”问题。空气脱湿向高炉送风后两小时,引起理论燃烧温度上升,导致高炉热制度不平衡。高炉操作者要在脱湿机开启前两小时调节风温和焦炭负荷,确保炉缸热制度稳定。
五、高炉鼓风除湿的技术方案(略)o(_)o...
六、主要设备及其说明
1、空气过滤器:在高炉区域灰尘浓度高,板翅式换热器要求空气干净,否则容易结灰。在脱湿装置前安装布袋空气过滤器,能除去空气中灰尘,从而降低结灰对脱湿效果的影响,同时向鼓风机提供洁净空气。
2、预冷/热器:是一种特制的热管换热器,其作用是将新空气预冷,再送入除湿装置,可降低制冷机功率消耗,同时可略微升高去湿后的空气温度。
2、板翅式冷却器:降低空气温度,去除空气中的水份,降低空气湿度;
3、制冷机组:向除湿装置提供冷源。若现场有蒸汽热源,则制冷机组采用溴化锂制冷机组,若现场无合适热源,则采用压缩式制冷机组。
4、冷却塔:向制冷机组提供循环冷却水。
5、消音器:吸音降噪,降低鼓风机的空气动力性噪声污染,改善厂内噪声环境。
6、自动控制系统:自动控制调节鼓风除湿装置的运行参数,使系统稳定安全运行,保证脱湿后空气的温度和湿度稳定。
7、辅助设备:水泵、管道阀门等。
七、经济效益和成本分析
一、经济效益
采用高炉鼓风除湿技术后,高炉的主要经济效益来源于节焦(节省焦碳耗量)rfid读写器芯片、多喷煤粉以煤代焦、鼓风机功耗降低和生铁增加产量。
1、降低焦比:鼓风湿度每减少1g/Nm3,可降低焦比0.8kg/t
2、喷煤粉量:鼓风湿度每减少1g/Nm3,可提高炉温6,可多喷煤1.7kg/t,以煤代焦的置换比为0.8,减少焦炭用量1.36kg/t
3、鼓风机功耗: 鼓风机常年在较低进气温度工况下,其耗功将大为减少。脱湿前鼓风机的功率××kW,脱湿后鼓风机的功率××kW,节省的功率为××kW
4、生铁产量的增加:鼓风含湿量的下降,高炉煤气量减少,高炉可多受风而使高炉增产。根据空气的密度差,可得出增加风量率。又根据增加1%的风量可近似增加1%的产量,按总增加××%的风量计算,则可增产××%
5、潜在的经济效益:增加脱湿装置,具有二次除尘作用,有效保护鼓风机转子,叶片不被磨损,降低设备折旧率。使鼓风机提供空气温湿度更稳定,有利于高炉稳定运行,相应地提高高炉的使用寿命。
二、投资和运行成本
1)投资:1 、空气过滤器;2、预冷/热器 3、板翅式换热器;4、制冷机组;5 、消音器;6、自动控制系统;7、辅助设备;8、设计费;9、安装调试费;10、其他。
2)运行成本:
1耗电费:
2耗水费:
3蒸汽消耗:
4人员工资:
5设备折旧费:
6设备维修保养费:涡轮抽风机
3)投资回收期:
八、结论
通过高炉鼓风除湿可以稳定鼓风温度,增大喷煤比和降低焦比,提高高炉的产量和质量,同时从技术经济综合分析可知,对高炉进行除湿处理,可获得可观的直接经济效益(增产所带来的效益)和间接的经济效益(降低焦比所带来的效益),而且投资少,见效快,不污染环境,是现代高炉炼铁增产节能的一项有效措施,应积极予以推广。

本文发布于:2024-09-21 17:38:01,感谢您对本站的认可!

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