高炉热风炉余热回收技术.doc

高炉热风炉余热回收技术
高炉热风炉余热回收技术

高炉热风炉余热回收技术

高炉热风炉余热回收技术
高炉热风炉的烟气温度为250——350℃，排烟中含有大量余热。将高炉热风炉余热回收利用，来预热热风炉燃烧所需燃气和助燃空气，可有效地提高风温、增加高炉喷煤量和降低燃料比。高炉热风余热回收技术类型较多,我国使用的高炉热风炉余热回收装置及技术有多种型式,如单体式热管换热器、分离式热管换热器、回收式换热器、热媒式（水或油）换热器、板式换热器，以及热风炉自身预热技术等。
单体式热管换热器的结构。热管是20世纪60年代发展起来的，具有结构简单、导热性能高效等特点。热管为一根抽成真空（或装有吸液芯）的密封金属管，该金属管作为管壳，其内壁贴附有丝网吸液芯，利用毛细作用力使液体在吸液芯内不受热管位置的限制而移动。管壳两端完全密封，在密封前管内先封装适量的液态工质。热管分为蒸发段、绝热段和冷凝段。其两端分别为蒸发段和冷凝段.工作时,蒸发段（吸热段）的工作液体被热管外的热流体加热，吸收潜热蒸发,其蒸发经绝热段（保温）流向冷凝段(散热段），工作液蒸气释放潜热,凝结为液体。蒸气液化释放出来的潜热通过管壁传递给管外侧冷流体。汇集在冷凝段的吸液芯中的凝结液借助于重力、表面张力或吸液芯的毛细力的作用流回蒸发段；工质蒸气冷凝放出的热量通过管壁加热环境。通过工质吸热蒸发在冷凝放热热量，将热量从加热段传递到冷凝段。
由于热管利用了相交传热原理，热管内部传热速度极快，因此元件传热速度却决于管壁与气流间传热的快慢。一般在热管两端装设翅片，增大传热面积,改善热管的换热效果。目前，大多数钢铁企业使用的均为单体式热管重力型热管,即工作液依靠重力回流的热管。单体式热管换热器通常布置于热风炉烟道上。其内部分为上下两个换热室,其外观为一大箱体。下部换热室通过热烟气，上部换热室流过煤气或助燃空气：上下换热室其间由纵贯上下两室的单体式热管管束来传递热量。热管换热器的密封性能好，可用于空气和煤气的预热。
换热器内的热管元件各自独立，分别安装，在积灰严重或需要更换检修时,可以打开上盖取出单根损坏的热管.由于热风炉的换热器采用了钢—水热管，热管中的蒸气压力随温度的升高而增加.为了防止烟温过高引起热管破裂,往往在设计时要采用温控措施。当温度超过规定值时，自动减少流动换热器的烟气量。保证热管的工作温度始终处于正常范围。
分体式热管换热器。采用分体式布置，燃烧炉、换热器各成一体，保证了燃烧充分、换热完全，量大供热量能做到1。05KW。分体式热管的结构为：制作成管排的蒸发部和冷凝段分别放置于烟气流和空气流(或煤气流）中，冷凝段在高处，加热蒸发段的位置较低，中间用两根以上的流通管和回流管相连接。受热蒸发的工质蒸气经流通管上升到冷凝段放热，冷凝的液态工质依靠重力经流管回到加热蒸发段，重新吸热参与再一次的换热循环。冷凝段和蒸发段的距离可达30-50m，方便了换热器在使用现场的布置和安装.换热系数采用逆叉流换热方式，即烟气走管外，空气走管内。一方面有效控制了换热器的积灰，即使积灰也容易清理；另一方面强化了换热，降低系统阻力，减少风机功耗。同时在整个系统中采用自动上煤、自动除渣，配备了具有电力驱动、控制、监测等功能的电控设备，保证系数正常工作.
板式换热器。板式换热器的特点：板式换热器是以波纹板为传热面的新型、高效换热器，具有以下特点：1。传热系数高.由于波动板片相互倒置，在流通中形成网状触点，流通交叉变化,流体方向多变,在临界诺数约为200时就能达到湍流，使膜传导系数显著提高,增强了传热;2。体积小，占地面积小，质量轻，特别适用于空间有限的场合.板式换热器结构紧凑，体积小，占地面积仅为列管换热器的1/5—1/10;3。组装灵活，拆装清洗方便。国内中小高炉炉体软水冷却大多采用空冷器，由于空冷器以空气为冷媒,受季节影响大,进高炉软水温度随季节变动而波动。在夏天时最高进高炉水温达到70℃以上，远高于最佳供水温度35--40℃.空冷器管束易腐蚀、漏水，而对腐蚀管术采用“盲死”措施后,空冷器换热面积减少，更使进入高炉的软水温度升高。随着炼铁工艺的完善及高炉利用系数的提高，空冷器冷却能力不足的矛盾日益突出，已严重影响高炉的安全高产和使用寿命。
高温喷流换热器。采用国际上冶金行业较为先进的气-气换热结构，换热管由外管和喷流内管组成。来自喷流内管的高速气流冲击在换热管的弧形内壁，具有破膜作用，较大地提高了内壁的传热系数。可达到950W/(m2•℃）以上，并使换热管的平均工作温度降低,提高换热器的使用寿命。通过选取不同材质和布置方式，可使供热温度到达到500℃以上。
热媒式换热器。这种换热器的工作原理是利用热媒（水、油）的循环，将烟气的余热不断地传送给需要预热的煤气或空气。热换煤换热器由烟气换热器、煤气换热器和空气换热器