矿热电炉烟气余热回收热管锅炉

矿热电炉烟气余热回收热管锅炉
产品综述
RFG系列热管锅炉是我公司为矿热电炉(铁合金电炉、电石电炉)烟气余热回收开发的专用设备。该设备将600左右的废烟气降至180左右,来满足布袋除尘器的许用工作温度,同时热管锅炉产生0.8—1.6MPa蒸汽可用于余热发电等。
热管余热锅炉
在冶金矿热炉烟气净化系统中的应用
一、 背景
铁合金是炼钢和机械铸造的主要原料,铁合金生产主要采用矿热电炉冶炼生产。铁合金生产过程中会产生大量的烟尘,每台每小时排出烟气为40000300000Nm3/h,随着冶炼铁合金品种的不同排烟温度300-600,烟气中含尘量大(820g/m3),冲刷能力强,烟尘粒度细小,成分复杂,具有较强的亲水性。直接排放造成严重的环境污染和大量能源浪费。
目前,铁合金矿热电炉烟气环保治理及余热回收设计难点在于烟气降温余热利用设备,它必须适用于高含尘烟气工艺,必保设备不泄露(烟尘具有较强的亲水性),一旦设备泄露烟尘很快将设备堵死,很难清除。
廊坊晋盛节能技术服务有限公司根据铁合金冶炼工艺,对铁合金烟气环保治理及余热回收进行研究,解决了铁合金矿热炉冶炼工艺中烟气余热利用,能源浪费问题,开发了热管余热锅炉回收烟气余热。
二、 冶金矿热电炉除尘系统常见流程            
目前,国内铁合金电炉除尘系统均采用袋式除尘器,除尘系统多种多样,现介绍正压袋式除尘器系统的工艺流程: 
            ↑放散阀
1#电炉 ―→空气冷却器―→引风机—→布袋除尘器——→排放
                                        ↑混风 荣昌地震
铁合金电炉一般均设置矮烟罩,烟罩上接放散烟囱并安装放散阀,当除尘系统运行时,放散烟囱的放散阀关闭,电炉的高温烟气经电炉的烟罩捕集进入烟囱引入烟气管道,高温烟气由管道进入空冷器与大气进行换热后冷却至250左右,然后进入旋风除尘器,烟气中的火花和颗粒较大的粉尘被分离出去,避免了火花进入袋式除尘器烧坏滤袋,同时也将烟气中的大颗粒的碳粒、氧化铁、氧化钙等杂质分离出去。经冷却和去杂质后的烟气由引风机压入正压布袋除尘器进行进一步过滤,排放的烟气含尘浓度小于50Mg/Nm3低于国家排放标准。
混风阀设在引风机前,当进入除尘器的烟气温度高于250时混风阀自动打开,使冷空气混入以降低烟气温度,达到保护滤袋的目的。
三、 能源浪费是当前烟气净化除尘系统中的主要缺点
目前,国内铁合金电炉的烟气净化系统中,降低烟气的温度主要是通过空气冷却器实现的,分为自然冷却和机力冷却两种,一般场地较大的地方利用自然空气冷却器,空气的自然对流传热,冷却管采用U形管,并联布置,传热系数较小,效果不好;场地较小的地方采用机力空气冷却器,风机的作用使空气强制对流传热,冷却管采用成排组合的管束,高温烟气在管内流动,冷却空气由外面的多台轴流风机强制在管外流动,带走烟气热量降低烟气温度,但轴流风机耗电较多。应用以上两种空气冷却器虽然能够满足除尘系统的要求,但是能源浪费非常严重,烟气中大量的热能白白流失。
  一些节能意识较强的企业,也采用了各种余热回收的方法,但效果都不理想,例如吉林铁合金厂的401号炉的烟气净化系统采用国外技术制作的水管余热锅炉,回收烟气中的热量,产生蒸汽供生产和生活使用,经过一段时间的使用,效果不好,设备换热效率较低,露点腐蚀严重,容易积灰和灰堵,使用寿命较短,同时导致整个除尘系统无法满负荷运行。
四、热管余热回收器的开发和应用
    2004年我公司根据市场调研,组织技术人员进行攻关,根据现行的除尘工艺流程特点,发挥宇航高科技产品杜润生逝世――热管的优越特点,通过研究排烟中灰尘的特性,分析现有降温器的积灰的原因,结合热管技术设计出不易积灰的热管式余热回收器代替传统除尘系统中的多管降温器,将烟气温度降低到200以下,充分回收烟气中的余热产生饱和蒸汽,用于企业生产和生活,同时给出较好除灰方案,在回收余热的同时,保证烟气排出温度满足布袋除尘器的许用工作温度。并且长周期稳定运行。能够承受瞬间最高温度600,连续使用寿命达八年以上。
20045月在吉林铁合金401号烟气净化系统中应用,稳定运行,热效率高,经济效益非常明显。主要技术参数:烟气流量90000Nm3/h,进口烟气温度400,出口温度180减压渣油,软水进口温度15,蒸汽出口温度149,压力0.6Mpa,蒸汽流量8t/h。热管余热回收器型号RFG-700,外形尺寸φ3032×18700,换热面积700m2,热管采用镍基钎焊热管。
    20057月又对501号炉烟气净化系统进行了试运行。主要技术参数:烟气流量120000Nm3/h,进口烟气温度450,出口温度190,软水进口温度15,蒸汽出口温度149,压力0.6Mpa,蒸汽流量12/h。热管余热回收器型号RFG-1200,外形尺寸φ3432×25000,换热面积1200m2, 热管采用镍基钎焊热管。五、热管的工作原理及特点
1)热管是一种新型高效的传热元件,按较精确的定义应称之为封闭的两相传热系统,即在一个抽成真空的封闭的体系内,依赖装入内部的流体的相态变化(液态变为汽态和汽态变为液态)来传递热量的装置。近几年来,热管技术得到了迅速发展,由于其具有传热速快、热效率高、运行和维护费用低等优点,被广泛应用于余热回收的多种领域。
2)热管的传热原理
      发展导报将一根封闭的管壳抽成真空,内部充装一定比例的液体工作介质(工质),即构成了热管。热管放在热源部分的称之为蒸发段(热端),放在冷却部分的称之为冷凝段(冷端)。当蒸发段吸热把热量传递给工质后,工质吸热由液体变成汽体,发生相变,吸收汽化潜热。在管内压差作用下,汽体携带潜热由蒸发段流到冷凝段,把热量传递给管外的冷流体,放出凝结潜热,管内工质又由汽体凝为液体,在重力作用下,又回到蒸发段,继续吸热汽化。如此周而复始,将热量不断地由热流体传给冷流体。  
 
  3)热管的特点
    金属、非金属材料本身的导热速率取决于材料的导热系数、温度梯度,正交于温度梯度的截面面积。以金属银为例,其值为415W/m.K左右,经测定,热管的导热系数是银的几百倍到上千倍,故热管有超导体之称。
    由于热管内的传热过程是相变过程,而且工质的纯度很高,因此热管内蒸汽温度基本上保持恒温,经测定:热管两端的温差不超过5,与其它传热元件相比,热管具有良好的等温性能。
热管能适应的温度范围与热管的具体结构、采用的工作流体及热管的环境工作温度有关。目前,热管能适应的温度范围一般为-2002000,这也是其它传热元件所难以达到的。
    经过热管进行交换的两种换热介质,中间由一块管板隔开,换热介质各走各的通道。运行中即使有个别热管损坏,也不会造成两种换热介质相混,不必停车堵漏。因此,热管设备具有使用周期长、安全可*的优点。
    由于每一支热管都是一个独立的换热元件,因此不论其多大、多长,每一支热管均可任意拆换、更换性能强。
六、热管式余热回收器的结构和原理 
1、热管余热回收器主要由热管水加热器和热管蒸发器两部分组成。热管放射形焊在内筒体上,换热的水、蒸汽与烟气均走管外。热管采用纵向翅片管。通过热管使烟气与水完成热量传递,产生饱和蒸汽。该结构形式不易积灰。
2、热管余热回收器的特点
寿命长,该产品使用寿命大于六年以上。
阻力小,该产品的阻力小于1000Pa
传递热量大,抽成真空的热管内的介质,通过强烈的相变完成换热,传递的热量约为良导体的导体的104倍左右。
防爆效果好,内外筒体均采用圆筒结构,承压效果好。
热管单支点固定在内筒体上,热管的热胀冷缩变形不受约束,避免了应力破坏。
采用中温萘热管,能够承受瞬时600的高温。
7)采用镍铬合金渗透技术,它是1998年从引进的美国的一种新型翅片管焊接工艺,由绕片——喷粉——高温烧结等十余道工序组成。其利用镍粉的熔化将翅片与基管焊接在一起,形成冶金连接。管片焊着率100%,接触热阻为零。将镍铬合金渗入基管内1mm左右,使其具有了不锈钢的性质。在翅片管表面烧结一层0.05mm左右致密、光滑的合金保护层,使普通碳钢材料具有不锈钢的性能,其表面硬度高,能在高温、高流速和腐蚀性介质的冲刷下工作,耐低温酸露点腐蚀,较同类产品寿命可提高35郑州seo张炎倍,表面光滑可减缓积灰。同时该结构采用肋片结构,可有效防止积灰。
七、热管式余热回收器的除尘方法
      由于铁合金电炉的烟气中含有大量的粉尘,例如生产1吨工业硅就会产生300kg粉尘,因此设备运行一段时间,就会出现积灰现象,影响整个系统的正常运行,针对设备的具体特点,我们采用了落丸除灰的方法,设有钢珠除灰系统,用提升机将钢珠(直径6mm)运置设备顶部落下,在管间弹跳碰撞将灰尘除下,从设备底部清灰口清出。此方法简单实用,效果明显。还可以用压缩空气进行清灰,在外筒体顶部有几个压缩空气进口,垂直向下吹就可以清灰。
应用用户:
吉林铁合金股份有限公司401#501#矿热炉烟气余热利用
山东良达铁合金有限公司16500KVA铁合金矿热炉烟气热管余热利用
首钢秦皇岛首秦项目1000m31700m32000m3高炉荒煤气热管降温器
河北迁安钢铁有限公司、太钢集团、济南钢铁集团高炉荒煤气热管降温器
莱钢集团机械厂30T炼钢电炉烟气热管蒸汽余热锅炉
新疆八一钢铁75 T炼钢电炉烟气热管蒸汽余热锅炉
江阴兴澄特钢有限公司100 T炼钢电炉烟气热管蒸汽余热锅炉
阿钢集团西林钢铁30T炼钢电炉烟气热管蒸汽余热锅炉
本钢集团板材股份有限公司40 T炼钢电炉烟气热管蒸汽余热锅炉
河南舞钢集团公司100 T过氧化氢溶液炼钢电炉烟气热管蒸汽余热锅炉
江苏淮钢特钢公司70 T炼钢电炉烟气热管蒸汽余热锅炉
山东兖州齐鲁特钢40 T炼钢电炉烟气热管蒸汽余热锅炉
吉林铁合金股份有限公司八厂特种铁合金基地项目330000KVA电炉烟气

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标签:烟气   热管   余热   电炉   铁合金   蒸汽
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