電弧爐煉鋼應(yīng)用熱管余熱鍋爐說明 電弧爐冶煉過程中的節(jié)能降耗一直是人們研究的主要課題。在電爐冶煉生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的高溫含塵煙氣，其煙氣溫度高達1300℃左右，含塵量達10g/m3左右，爐內(nèi)排煙量約為500～1200m3/h．t，高溫?zé)煔獾娘@熱占總能耗的20％左右。顯然回收煙氣的顯熱將會產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。在冶煉過程中，煙氣的流量、溫度、含塵量在不斷的變化中。其中以氧化期的煙氣溫度最高，流量最大，含塵量最多；在出鋼期的煙氣溫度最低，流量最小，含塵量也最小。煙氣參數(shù)的周期變化給煙氣的余熱利用帶來了一定的困難。 常用的電爐煙氣顯熱回收方法有兩種方式：預(yù)熱廢鋼和采用余熱鍋爐。煙氣顯熱預(yù)熱廢鋼后的煙氣溫度仍高達1000℃左右，在實際生產(chǎn)中，這部分煙氣的余熱資源一直未被利用，白白浪費掉了，造成巨大的能源浪費。在充分論證的基礎(chǔ)上，天津華能集團能源設(shè)備有限公司利用高新技術(shù)“熱管”，研制開發(fā)了全國首例電弧爐熱管余熱鍋爐裝置于2006年11月21日在山東萊鋼集團機械廠30噸電弧爐順利投產(chǎn)，試車一次成功，至今運轉(zhuǎn)正常，取得了顯著的經(jīng)濟效益。2007年7月新疆八一鋼廠70噸電爐熱管余熱鍋爐順利安裝,8月份準備投產(chǎn)。 　　二、電弧爐爐內(nèi)排煙系統(tǒng) 　　山東萊鋼集團機械廠30t電弧爐的排煙系統(tǒng)，煙氣從電弧爐出來流經(jīng)滑套管進入沉降室，在此進行預(yù)除塵后進入水冷煙道和噴水冷卻器，使廢氣溫度降至250℃以下，進入布袋除塵器中進行高效除塵后，由引風(fēng)機經(jīng)煙囪排人大氣。 爐內(nèi)排煙系統(tǒng)存在以下不足：(1)從爐內(nèi)出來的高達l300℃的高溫?zé)煔庥酂嵛幢焕�用，浪費嚴重。 (2)煙氣溫度偏高，燒毀布袋。(3)除塵效率不高，排塵超標。 三、天津華能集團能源設(shè)備有限公司根據(jù)現(xiàn)行的除塵工藝，通過研究排煙中灰塵的特性，結(jié)合熱管技術(shù)設(shè)計出不易積灰的熱管式余熱鍋爐代替?zhèn)鹘y(tǒng)除塵系統(tǒng)中的機力冷卻或噴水降溫，將煙氣溫度降低到200℃，充分回收煙氣中的余熱產(chǎn)生飽和蒸汽，用于企業(yè)生產(chǎn)和生活，同時給出較好除灰方案，在回收余熱的同時，保證煙氣排出溫度滿足布袋除塵器的許用工作溫度。并且長周期穩(wěn)定運行。 1、熱管技術(shù)及工作原理 （1）熱管是一種新型高效的傳熱元件，按較精確的定義應(yīng)稱之為“封閉的兩相傳熱系統(tǒng)”，即在一個抽成真空的封閉的體系內(nèi)，依賴裝入內(nèi)部的流體的相態(tài)變化（液態(tài)變?yōu)槠麘B(tài)和汽態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)）來傳遞熱量的裝置。近幾年來，熱管技術(shù)得到了迅速發(fā)展，由于其具有傳熱速快、熱效率高、運行和維護費用低等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于余熱回收的多種領(lǐng)域。 （2）熱管的傳熱原理 將一根封閉的管殼抽成真空，內(nèi)部充裝一定比例的液體工作介質(zhì)（工質(zhì)），即構(gòu)成了熱管。熱管放在熱源部分的稱之為蒸發(fā)段（熱端），放在冷卻部分的稱之為冷凝段（冷端）。當(dāng)蒸發(fā)段吸熱把熱量傳遞給工質(zhì)后，工質(zhì)吸熱由液體變成汽體，發(fā)生相變，吸收汽化潛熱。在管內(nèi)壓差作用下，汽體攜帶潛熱由蒸發(fā)段流到冷凝段，把熱量傳遞給管外的冷流體，放出凝結(jié)潛熱，管內(nèi)工質(zhì)又由汽體凝為液體，在重力作用下，又回到蒸發(fā)段，繼續(xù)吸熱汽化。如此周而復(fù)始，將熱量不斷地由熱流體傳給冷流體。 （3）熱管的特點 ①金屬、非金屬材料本身的導(dǎo)熱速率取決于材料的導(dǎo)熱系數(shù)、溫度梯度，正交于溫度梯度的截面面積。以金屬銀為例，其值為415W/m.K左右，經(jīng)測定，熱管的導(dǎo)熱系數(shù)是銀的幾百倍到上千倍，故熱管有超導(dǎo)體之稱。 ②由于熱管內(nèi)的傳熱過程是相變過程，而且工質(zhì)的純度很高，因此熱管內(nèi)蒸汽溫度基本上保持恒溫，經(jīng)測定：熱管兩端的溫差不超過5℃，與其它傳熱元件相比，熱管具有良好的等溫性能。 ③熱管能適應(yīng)的溫度范圍與熱管的具體結(jié)構(gòu)、采用的工作流體及熱管的環(huán)境工作溫度有關(guān)。目前，熱管能適應(yīng)的溫度范圍一般為-200℃～2000℃，這也是其它傳熱元件所難以達到的。 ④運行中即使有個別熱管損壞，也不會造成兩種換熱介質(zhì)相混，不必停車堵漏。因此，熱管設(shè)備具有使用周期長、安全可靠的優(yōu)點。 ⑤由于每一支熱管都是一個獨立的換熱元件，因此不論其多大、多長，每一支熱管均可任意拆換、更換性能強。 2、熱管式余熱鍋爐的結(jié)構(gòu)和原理 熱管式余熱鍋爐有立式和臥式，可根據(jù)現(xiàn)場條件設(shè)計。主要由熱管軟水加熱器、熱管鍋爐、熱管省煤器三部分組成。熱管采用縱向翅片和環(huán)向翅片叉排布置。通過熱管使煙氣與水完成熱量傳遞，產(chǎn)生飽和蒸汽。該結(jié)構(gòu)形式不易積灰。 四、熱管式余熱鍋爐的除塵方法 由于電爐的煙氣中含有大量的粉塵，例如生產(chǎn)1噸鋼就會產(chǎn)生6－8kg粉塵，因此設(shè)備運行一段時間，就會出現(xiàn)積灰現(xiàn)象，影響整個系統(tǒng)的正常運行，針對設(shè)備的具體特點，我們采用了燃氣沖擊波吹灰的方法，設(shè)有乙炔站和燃氣沖擊波吹灰系統(tǒng)，當(dāng)鍋爐系統(tǒng)阻力達到設(shè)定值時，吹灰系統(tǒng)啟動，先吹掃，然后逆向吹灰，從設(shè)備末端開始依次向前，然后從前向后在吹一遍。利用燃氣爆燃產(chǎn)生的強大沖擊力將翅片上附著的灰塵吹落，一部分被煙氣帶走，一部分落在灰斗內(nèi)，由輸灰系統(tǒng)排出。燃氣沖擊波吹灰簡單實用，效果明顯。 五、電弧爐余熱回收工藝流程 l300℃高溫?zé)煔鈴幕�套管流入沉降室（燃燒室），在此進行預(yù)除塵和除去co，1200℃煙氣進入水冷煙道，經(jīng)過進一步冷卻到850℃，進入熱管軟水器，在此將20℃軟水加熱到104℃進熱力除氧器，煙氣進一步被冷卻后，進入熱管余熱鍋爐中，產(chǎn)生高壓飽和蒸汽。煙氣在進入熱管省煤器，將除氧軟水由104℃加熱到200℃進入汽液分離器（汽包），煙氣降到200℃進入布袋除塵系統(tǒng)。高壓飽和蒸汽送到蓄熱器變成低壓蒸汽連續(xù)供生產(chǎn)、生活或低壓發(fā)電使用。 生產(chǎn)實踐表明，熱管余熱回收系統(tǒng)技術(shù)先進、設(shè)計合理，具有運行平穩(wěn)、操作方便、安全可靠、節(jié)能顯著、煉鋼順行、投資回收期短等特點。熱管余熱回收系統(tǒng)開發(fā)成功為電弧爐的余熱利用闖出了一條新路，為冶金行業(yè)的技術(shù)進步做出了新的貢獻。 天津華能集團能源設(shè)備有限公司是一個靠科技發(fā)展起來的天津市高新技術(shù)企業(yè)，現(xiàn)有員工550人，其中大專以上學(xué)歷的91人，有高級工程師12人，工程師22人，年銷售收入1.5億元。1990年由中科院引進高新技術(shù)——“熱管”，并以此為龍頭，不斷推陳出新，開發(fā)、研制出數(shù)十項新型節(jié)能設(shè)備。其中一項成果獲得國家級新產(chǎn)品稱號，四項成果獲天津市科技進步一、二、三等獎，取得了三項國家專利。2000年天津市科委命名為“天津市高新技術(shù)企業(yè)”，2001年通過“ISO9001國際質(zhì)量體系認證”。 我公司竭誠歡迎科研院所、企業(yè)前來考察、咨詢、合作。 聯(lián)系人：劉亞軍 電話：13342058136 傳真：022--29110022