淮鋼70鍋爐除塵系統(tǒng)的技術改造

淮鋼70鍋爐除塵系統(tǒng)的技術改造

1高溫煙氣余熱回收技術在研磨和生產(chǎn)過程中，電子弧爐產(chǎn)生了大量的高溫噪聲。其排放量為1200c，含污染物為10.30g/m2。分離器中的氣體產(chǎn)生量約為50012003mh。t，高溫香煙的顯熱占總能耗的20%以上。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,在冶煉后期煙氣溫度逐漸降低,流量逐漸變小,含塵量也較小。因此,研究、開發(fā)在煙氣參數(shù)周期性變化的情況下回收高溫煙氣的余熱即成為冶金工作者的主要課題。1995年底,淮鋼從意大利達涅利公司引進一座70t超高功率電爐建成投產(chǎn)。當時該座電爐設計為100%冷裝廢鋼,電爐變壓器額定容量60+20%MVA,爐壁裝有3支3MW的油—氧燒嘴,供氧方式為MORE型爐門超音速水冷C—O槍(氧氣流量2400m3/h),平均出鋼量70t,平均冶煉周期72min,電爐冶煉電耗430kWh/t,年產(chǎn)約35萬t鋼。從1996年開始,淮鋼通過開發(fā)“鐵水熱裝技術”、進行技術改造、引進先進的強化供氧技術、采用鋁合金復合導電橫臂技術、不斷地優(yōu)化供電曲線、疏通生產(chǎn)流程物流渠道等措施后,70t電弧爐取得了顯著的高效低耗效果,實現(xiàn)了電爐的高效運行,現(xiàn)已具備年產(chǎn)80萬t優(yōu)特鋼的生產(chǎn)能力,主要技術經(jīng)濟指標如下:單位功率年產(chǎn)量:13500t/MVA·a出鋼-出鋼時間:40min冶煉電耗:150kWh/t電極消耗:0.9kg/t氧氣消耗:52m3/t隨著電爐生產(chǎn)率的大幅提高,電爐冶煉過程中煙氣量明顯增加,且煙氣溫度最高達1200℃以上,伴有大量的余熱被釋放出來,淮鋼本著治理煙塵、回收煙氣余熱,更好地提高節(jié)能減排水平,建設環(huán)境友好型企業(yè),實現(xiàn)清潔生產(chǎn)的目的,于2008年5月采用新技術對電爐除塵系統(tǒng)進行技術改造,最終使煙氣排放達到新標準的要求實現(xiàn)負能除塵。2焦爐內(nèi)排獨立除塵系統(tǒng)淮鋼70t電爐原有除塵系統(tǒng)采用“四孔+屋頂罩”的內(nèi)外排混合工藝,四孔高溫煙氣靠頂罩的冷風進行冷卻。電爐在冶煉過程中,煙氣發(fā)生量隨著吹氧強度的提高增加很快,此時從電極孔、爐蓋及四孔滑套處溢出大量二次煙氣,上升至屋頂罩后無法被及時有效地抽走,造成頂罩溢煙較多,而此時通過關小屋頂罩管道閥門將風量更多地分配給四孔,仍無法滿足爐內(nèi)排煙的需要,反而造成后部混風溫度的提高,造成局部燒布袋的現(xiàn)象。由于現(xiàn)有除塵器及風機站已到達其滿負荷工作能力,無改造提升的空間,因此必須新建一套除塵系統(tǒng),以解決增加爐氣量的捕集。通過對現(xiàn)有除塵系統(tǒng)的分析和研究,將原有內(nèi)外排混合工藝改為內(nèi)外排獨立工藝兩套系統(tǒng),將原有系統(tǒng)全部作為外排系統(tǒng)使用,維持現(xiàn)狀不變;同時,新增一套內(nèi)排系統(tǒng),專門用于四孔抽風,在解決除塵的同時,對四孔抽出的高溫煙氣進行余熱回收,達到環(huán)保與節(jié)能的雙重目的。淮鋼電爐除塵系統(tǒng)通過改造后,煙氣捕集以四孔為主,在保持爐內(nèi)為正壓或微正壓前提下,經(jīng)一段時間的運行,煙氣捕集率≥90%,目測屋頂不冒黃煙,排放濃度≤50mg/m3,崗位粉塵濃度≤10mg/m3,達到了預期目標。3煙氣余熱回收利用為了充分回收高溫煙氣的余熱,在新建四孔除塵系統(tǒng)中增加煙氣余熱回收裝置,采用熱管式余熱鍋爐,在降低第四孔高溫煙氣溫度的同時,利用高溫煙氣的熱量產(chǎn)生飽和蒸汽,通過蒸汽蓄熱器儲存后進蒸汽管網(wǎng),然后用于生產(chǎn)。3.1汽化潛熱的吸收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。如此周而復始,將熱量不斷地由熱流體傳給冷流體。熱管的特點:具有很高的導熱系數(shù),是金屬銀的幾百倍到上千倍,故熱管有超導體之稱;具有良好的等溫性能;熱管適應的溫度范圍寬;熱管設備具有使用周期長、安全可靠的優(yōu)點;熱管可任意拆換、更換性能強。3.2相關參數(shù)根據(jù)生產(chǎn)工藝,出鋼量80噸,供氧強度8000～9000m3/h,脫碳速度0.15～0.2%/min,熱裝鐵水比例40%～50%,通過現(xiàn)場測量和計算確定相關參數(shù)如下:熱力計算結果匯總如下:(1)蒸汽壓力高壓蒸汽入口溫度:204℃;蒸汽出口溫度:175.4℃高壓蒸汽入口壓力:1.6MPa蒸汽出口壓力:1.2MPa給水入口溫度:104℃平均蒸汽流量:17158kg/h給水入口壓力:2.0MPa蓄熱器調(diào)節(jié)量:5700kg(2)蒸汽壓力煙氣入口溫度:750℃給水進汽包溫度:190℃煙氣出口溫度:235℃飽和蒸汽溫度:204℃煙氣阻力損失:1290Pa蒸汽壓力:1.6MPa(表壓)換熱面積:6933m2翅片類型:環(huán)換熱量:33164kW蒸汽量:17158kg/h(3)水預熱溫度及煙氣阻力損失煙氣入口溫度:235℃給水溫度:104℃煙氣出口溫度:205℃水預熱溫度:190℃煙氣阻力損失:290Pa給水壓力:2.0MPa換熱面積:980m2翅片類型:環(huán)換熱量:1801kW給水流量:18500kg/h(4)水預熱溫度及煙氣阻力損失煙氣入口溫度:205℃給水溫度:20℃煙氣出口溫度:180℃水預熱溫度:90℃煙氣阻力損失:140Pa給水壓力:0.3MPa換熱面積:350m2翅片類型:環(huán)換熱量:1424kW給水流量:18500kg/h3.3系統(tǒng)流程余熱回收系統(tǒng)由煙氣和汽水兩部分組成:(1)清除熱壓的設計由沉降室出來的含灰煙氣橫向沖刷熱管管束,放出熱量,溫度降低。最終排放溫度低于180℃。煙氣中的部分灰會吸附在熱管表面,如不及時清除將影響蒸汽發(fā)生器的換熱效率。因此需要在熱管換熱器的煙氣側布置激波吹灰器,及時清除受熱面的積灰。最終,煙氣中大部分灰隨煙氣流進入除塵器,其余部分沉降在熱管換熱器尾部的落灰斗,排出系統(tǒng)。(2)蒸汽發(fā)生器內(nèi)壓電a、軟化水由除氧水泵經(jīng)軟水加熱器注入熱力除氧器,進行除氧。b、除氧水由給水泵經(jīng)省煤器注入熱管式蒸汽發(fā)生器本體。經(jīng)熱交換吸熱后產(chǎn)生蒸汽進入汽包。c、熱管蒸發(fā)器產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)蓄熱器后外供。d、系統(tǒng)中的不溶沉淀物將在系統(tǒng)低點聚集,采用定期排污的方式與部分水一起排出。余熱回收工藝流程圖如圖1所示。4統(tǒng)冷卻技術及經(jīng)濟分析比較采用熱管式余熱鍋爐進行余熱回收工藝流程如下:高溫煙氣→熱管蒸發(fā)器→高溫除塵器;傳統(tǒng)冷卻的除塵工藝流程如下:高溫煙氣→水冷密排管→機力冷卻器→混風→常溫除塵器。其技術及經(jīng)濟上的分析比較如表1。從表1中數(shù)據(jù)顯示,新改造的除塵噸鋼能耗為-1.56元/