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焦作市國能環保設備有限公司

鋼廠余熱回收器

冶金工業是耗能大戶,不論是有色冶金或黑色冶金工業都存在大量的節能問題。以鋼鐵企業為例,焦爐、高爐及煉鋼工序均有相當數量的的余熱未能回收利用。余熱的溫度最高可達1600℃,熱能的形態有固體、氣體、液體,其中很多為間隙排放,因之給余熱回收帶來了一定的難度。由于熱管的的眾多特點,特別適用于上述場合的余熱回收利用。高溫熱管及高溫熱管空氣預熱器、高溫熱管蒸汽發生器開發運用成功,給冶金企業的高品位余能利用帶來了新的希望。
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產品詳情

冶金工業是耗能大戶,不論是有色冶金或黑色冶金工業都存在大量的節能問題。以鋼鐵企業為例,焦爐、高爐及煉鋼工序均有相當數量的的余熱未能回收利用。余熱的溫度最高可達1600℃,熱能的形態有固體、氣體、液體,其中很多為間隙排放,因之給余熱回收帶來了一定的難度。由于熱管的的眾多特點,特別適用于上述場合的余熱回收利用。高溫熱管及高溫熱管空氣預熱器、高溫熱管蒸汽發生器開發運用成功,給冶金企業的高品位余能利用帶來了新的希望。

一、加熱爐和均熱爐的余熱利用

    軋鋼連續加熱和均熱爐是鋼鐵企業中耗能較多的設備。其熱效率一般只有20%~30%,約有70%~80%的熱量散失于周圍環境和被排煙帶走。其中煙氣帶走的熱損失約占30%~35%。加熱爐的煙氣量根據爐型大小不同,一般在(標準狀態)7000~300000m3/h的范圍內。煙氣溫度一般為550~990℃,也有超過1000℃以上的。從直接節能來考慮,工程界希望將煙氣的余熱用來加熱助燃空氣。當助燃空氣被加熱到400℃時,可以得到節能20%~25%的效果。

二、燒結工序的余熱利用

    燒結工序是高爐礦料入爐以前的準備工序。有塊狀燒結和球團狀燒結兩種工藝。塊狀燒結是將不能直接加入爐的煉鐵原料,如精礦粉、高爐爐塵、硫酸渣等配加一定的燃料和溶劑,加熱到1300~1500℃,使粉料燒結成塊狀。球團燒結則是將細磨物料,如精礦粉配加一定的黏結劑,在造球設備上滾成球,然后在燒結設備上高溫燒結。兩種燒結過程都要消耗大量的能源。據統計,燒結工序的能耗約占冶金總能耗的12%。而其排放的余熱約占總能耗熱能的49%?;厥蘸屠眠@些余熱,顯然極為重要?;厥沼酂嶂饕诔善凤@熱及冷卻機的排氣顯熱兩個方面。

    燒結生產時,在燒結機尾部及溜槽部分,燒結礦熱料溫度可達700~800℃,除熱廢氣外,料品還以輻射形式向外界散發熱量。這部分高品位熱量主要通過余熱鍋爐回收。熱管技術目前主要應用在冷卻機廢氣的余熱回收。

    熱燒結礦從燒結機尾部落下經過單輥破碎振動篩篩分后,落到冷卻機傳送帶上,在冷卻機上布置有數個冷卻風罩,風罩內裝有軸流風機(吸風式),使冷卻風通過礦料層,能過礦料層后的風溫在第一風罩內一般可達250~400℃,第二風罩內風溫一般為200℃左右。冷卻礦料的另一種形式是鼓風冷卻,即風機在礦料層底部鼓風,通過礦層后進入風罩排空。

三、 高爐熱風爐余熱回收

    高爐熱風爐是產生熱風的設備,由于風溫可高達1200℃以上,因之熱風爐都是蓄熱式。其工作原理是先使煤氣和助燃空氣在燃燒室燃燒,燃燒生成的高溫煙氣進入蓄熱室內的格子磚加熱,然停止燃燒,再將鼓風機送來的冷空氣通過蓄熱式格子磚,將格子磚所積蓄的熱量帶走,冷空氣被加熱到所需的溫度進入高爐。熱風爐煙道廢氣的溫度一般限制在300~350℃,最高不行超過400℃。使用熱管換熱器回收的這部分余熱,用來加熱助燃空氣則可以改善蓄熱爐內的燃燒狀況,從而使爐頂溫度提高。對于以煤氣為燃料的單位,一般多采用分離式熱管換熱器回收排煙余熱,回收的余熱同時用來加熱空氣和煤氣,因之稱為“雙預熱”。

   系統由3臺熱管管箱組成,熱風爐的煤氣燃燒所產生的煙氣溫度約250℃左右進入煙氣管箱,在煙氣管箱中,煙氣將熱量分別傳給煤氣加熱側的管束和空氣加熱側的管束。兩組管束并聯布置。煙氣分二路流過管箱。煤氣和空氣加熱側的管束吸收煙氣的熱量后,分別由各自的管內的工作液體所產生的蒸汽通過各自的上升管分別傳送到煤氣和空氣加熱側的管箱。為便于現場調試及設置了旁路。


 

鋼鐵行業白灰窯空氣(CGK-I
煤氣(CGM-I)預熱器簡介
 
隨著國內鋼鐵生產能力的不斷增加,對白灰(CaO)的需求量也越來越大。各鋼鐵企業利用自身高爐產生的高爐煤氣,輸送到白灰窯作為燃料進行燒制白灰并從中獲取鈣元素來滿足生產的需求。
高爐煤氣是高爐煉鐵的副產品,是鋼鐵聯合企業內部的重要氣體燃料,它的主要可燃成分為CO,而H2CH4的含量很少。有大量的不可燃氣體N2CO2,所以它的燃值很低,一般只有3000-3800kj/m--3。
另外,從高爐引出的煤氣中含有大量的灰塵,一般為60-80g/m3或更多,這些粉塵會堵塞管路和設備。作為氣體燃料的使用,工藝規定高爐煤氣必須經過除塵凈化處理,并達到規定的標準后才能輸送和使用。按照工業爐用氣標準,含塵量必須小于或等于20mg/m3。作為煤氣預熱器的換熱器而言,也必須達到此項規定要求。再則是煤氣中的機械水應盡量除去,降低腐蝕,減少在換熱管內的機械水份及灰水粘接,增高煤氣的預熱溫度,保證換熱器的正常運行及煤氣在灰窯爐內正常燃燒。
由于高爐煤氣的理論燃燒溫度較其它煤氣低,燃燒溫度只有1400-1500。通過燃燒后的高溫煙氣將空氣和煤氣預熱來提高它的燃燒溫度,是切實有效和節能的大舉措。助燃空氣每提高100,高爐煤氣的燃燒溫度可提高40;高爐煤氣進爐溫度每提高1000C,高爐煤氣的燃燒溫度可提高60。采用新型高效節能的CGK-1、CGM-1煤氣預熱器,分別能將空氣預熱到300、煤氣預熱到250。則高爐煤氣的燃燒溫度可提高270,能使高爐煤氣的燃燒溫度高達1700。
據對國內部分鋼廠白灰窯的生產狀況調查了解,使用未經預熱的高爐煤氣作為燃料進行生產的,因熱量不足,爐窯溫度偏低,而導致白灰產量及質量均偏低。在冬天使用,則情況可能更差,時常因煤氣含塵較多和含機械水而堵塞燒嘴。如180m3容量的白灰窯日產量只在90噸左右,而且白灰夾生率高,夾生率一般在20%以上。同時,白白排放掉400~500能產生二次能量的利用煙氣,并對大氣造成熱污染及灰塵污染。
也有鋼鐵廠安裝有光管式空氣、煤氣預熱器,但由于換熱面積小,預熱溫度不是很高,空氣預熱溫度只有100~150,煤氣溫度在80~120之間,工藝效果不很明顯。河南濟源鋼廠6150m3白灰窯安裝有光管式空氣、煤氣預熱器,白灰夾生率仍在15~18%之間,日產量80/座左右。
針對白灰窯現行工藝狀況,本企業利用自身專業設備及專業技術的優勢,為現行的白灰窯專門設計和制作了具有先進技術的CGK-1、CGM-1型雙向翅片管式空氣、煤氣預熱器。
首先依據加熱與被加熱介質同是氣體且換熱系數較低的特性,在換熱管內外同時增加換熱面積(即內、外翅片),來大大提高整體換熱能力。內外增加的翅片均采用具有先進技術的焊接方式,保證翅片與基管整體焊接在一起,消除接熱阻(經西安交通大學測試,接觸熱阻遠遠低于其它形式的翅片管接觸熱阻,熱阻幾乎為零)。再則,鎳合金滲層翅片管具有抗自身600高溫氧化、表層硬度高、抗煙氣沖刷、耐腐蝕等獨特優點。
整體結構設計充分考慮了氣體流動方式及氣體均流的合理性,傳熱溫差的最大化,以及換熱管的布置和煙氣自清灰功能設計、熱彭脹等問題。保證換熱管的安全正常、高效能的使用。從窯頂引出的煙氣經主煙管分叉流到空氣和煤氣預熱器,各自和高溫煙氣充分換熱?;厥盏臒崃坑芍伎諝夂兔簹馕蘸笞饔糜诨腋G內;降低溫度后的排煙再經除塵達標后排入大氣。
國內某鋼鐵公司5140m3白灰窯投入使用了CGK-I、CGM-I雙向翅片管式空氣、煤氣預熱器,產量和質量均有大幅提高。
從以上的5座白灰窯使用的CGK-I、CGM-I型雙向翅片管式空氣、煤氣預熱器運行記錄表上數據顯示:
煙氣溫度300時,助燃空氣預熱至210,煤氣170
煙氣溫度350時,助燃空氣預熱至250,煤氣200
煙氣溫度400時,助燃空氣預熱至300,煤氣240
煙氣溫度450時,助燃空氣預熱至350,煤氣260
回收熱量平均值:1400KW
(注:煤氣溫升較低,是由于煤氣中的機械水未出盡,水分受熱蒸發而消耗部分熱量,使得煤氣溫升比空氣低的多一些。)
由于該型式空氣、煤氣預熱器預熱溫度高,顯著提高了高爐煤氣在灰窯內的燃燒溫度,并因補充進大量的回收能源,使得灰窯內熱量充足,成品白灰質量和產量顯著提高,白灰夾生率大為降低。在使用了CGK-I、CGM-I型雙翅片管式空氣、煤氣預熱器后,基本上消除了白灰夾生的問題,而且白灰的品位很好,單窯產量也由原來的90/天提高到120/天。提高的原因一是燃燒溫度的提高,縮短了燒制周期;二是由煙氣回收的熱量直接作用于爐窯內變為產能的增加
從節能效果上分析:單座140m3白灰窯平均回收熱量為1400KW(既1400KJ/s),高爐煤氣熱值3500KJ/m3左右。相當于節省煤氣0.4m/s1440m3/h。用戶自己可根據煤氣單位價換算出回收價值。
如果煤氣按0.1/m3計,側回收價值144/小時、3456/天、10.368萬元/月、124.416萬元/年。一套140m3白灰窯CGK-I、CGM-I型雙向翅片管式空氣、煤氣預熱器價位在26萬元左右。
從環保效果上看,降低排煙溫度意味著直接減少對大氣的熱污染。另外,灰窯多裝有布袋式除塵器,降低排煙溫度對保護布袋及正常除灰起到可靠的作用。
 
 



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