电弧炉余热锅炉

电弧炉炼钢应用热管余热锅炉说明电弧炉冶炼过程中的节能降耗一直是人们研究的主要课题。在电炉冶炼生产过程中产生大量的高温含尘烟气，其烟气温度高达1300℃左右，含尘量达10g/m3左右，炉内排烟量约为500～1200m3/h．t，高温烟气的显热占总能耗的20％左右。显然回收烟气的显热将会产生巨大的经济效益。在冶炼过程中，烟气的流量、温度、含尘量在不断的变化中。其中以氧化期的烟气温度最高，流量最大，含尘量最多；在出钢期的烟气温度最低，流量最小，含尘量也最小。烟气参数的周期变化给烟气的余热利用带来了一定的困难。常用的电炉烟气显热回收方法有两种方式：预热废钢和采用余热锅炉。烟气显热预热废钢后的烟气温度仍高达1000℃左右，在实际生产中，这部分烟气的余热资源一直未被利用，白白浪费掉了，造成巨大的能源浪费。在充分论证的基础上，天津华能集团能源设备有限公司利用高新技术“热管”，研制开发了全国首例电弧炉热管余热锅炉装置于2006年11月21日在山东莱钢集团机械厂30吨电弧炉顺利投产，试车一次成功，至今运转正常，取得了显著的经济效益。2007年7月新疆八一钢厂70吨电炉热管余热锅炉顺利安装,8月份准备投产。　　二、电弧炉炉内排烟系统　　山东莱钢集团机械厂30t电弧炉的排烟系统，烟气从电弧炉出来流经滑套管进入沉降室，在此进行预除尘后进入水冷烟道和喷水冷却器，使废气温度降至250℃以下，进入布袋除尘器中进行高效除尘后，由引风机经烟囱排人大气。炉内排烟系统存在以下不足：(1)从炉内出来的高达l300℃的高温烟气余热未被利用，浪费严重。 (2)烟气温度偏高，烧毁布袋。(3)除尘效率不高，排尘超标。三、天津华能集团能源设备有限公司根据现行的除尘工艺，通过研究排烟中灰尘的特性，结合热管技术设计出不易积灰的热管式余热锅炉代替传统除尘系统中的机力冷却或喷水降温，将烟气温度降低到200℃，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。1、热管技术及工作原理 （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 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 ①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。 ②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。 ③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-200℃～2000℃，这也是其它传热元件所难以达到的。 ④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、安全可靠的优点。 ⑤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。2、热管式余热锅炉的结构和原理 热管式余热锅炉有立式和卧式，可根据现场条件设计。主要由热管软水加热器、热管锅炉、热管省煤器三部分组成。热管采用纵向翅片和环向翅片叉排布置。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。四、热管式余热锅炉的除尘方法 由于电炉的烟气中含有大量的粉尘，例如生产1吨钢就会产生6－8kg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，我们采用了燃气冲击波吹灰的方法，设有乙炔站和燃气冲击波吹灰系统，当锅炉系统阻力达到设定值时，吹灰系统启动，先吹扫，然后逆向吹灰，从设备末端开始依次向前，然后从前向后在吹一遍。利用燃气爆燃产生的强大冲击力将翅片上附着的灰尘吹落，一部分被烟气带走，一部分落在灰斗内，由输灰系统排出。燃气冲击波吹灰简单实用，效果明显。五、电弧炉余热回收工艺流程l300℃高温烟气从滑套管流入沉降室（燃烧室），在此进行预除尘和除去co，1200℃烟气进入水冷烟道，经过进一步冷却到850℃，进入热管软水器，在此将20℃软水加热到104℃进热力除氧器，烟气进一步被冷却后，进入热管余热锅炉中，产生高压饱和蒸汽。烟气在进入热管省煤器，将除氧软水由104℃加热到200℃进入汽液分离器（汽包），烟气降到200℃进入布袋除尘系统。高压饱和蒸汽送到蓄热器变成低压蒸汽连续供生产、生活或低压发电使用。生产实践表明，热管余热回收系统技术先进、设计合理，具有运行平稳、操作方便、安全可靠、节能显著、炼钢顺行、投资回收期短等特点。热管余热回收系统开发成功为电弧炉的余热利用闯出了一条新路，为冶金行业的技术进步做出了新的贡献。天津华能集团能源设备有限公司是一个靠科技发展起来的天津市高新技术企业，现有员工550人，其中大专以上学历的91人，有高级工程师12人，工程师22人，年销售收入1.5亿元。1990年由中科院引进高新技术——“热管”，并以此为龙头，不断推陈出新，开发、研制出数十项新型节能设备。其中一项成果获得国家级新产品称号，四项成果获天津市科技进步一、二、三等奖，取得了三项国家专利。2000年天津市科委命名为“天津市高新技术企业”，2001年通过“ISO9001国际质量体系认证”。我公司竭诚欢迎科研院所、企业前来考察、咨询、合作。联系人：刘亚军电话：13342058136传真：022--29110022