高炉鼓风脱湿的应用研究

2016-07-21王智琴中冶华天工程技术有限公司江苏南京210019

工业技术创新 2016年2期

关键词：制冷系统

王智琴（中冶华天工程技术有限公司，江苏南京，210019）

高炉鼓风脱湿的应用研究

王智琴
（中冶华天工程技术有限公司，江苏南京，210019）

摘要：鼓风脱湿对高炉炼铁节能降耗作用比较关键。本文介绍了高炉鼓风脱湿系统的组成，分析了技术原理及重要参数，并对脱湿系统的工艺流程以及结构布置作了介绍。

关键词：鼓风脱湿；冷却脱湿；出风湿度；制冷系统

引言

高炉炼铁有五部分组成，即供料系统、送风系统、煤气除尘系统、渣铁处理系统、喷吹燃料系统。鼓风脱湿属于送风系统，其作用很关键。鼓风脱湿可以使进入高炉的湿度相对稳定，脱湿鼓风后还可提高出产量，主要原因：一是有效降低了高炉风口前火焰温度的波动，可保持高炉运行稳定；二是提高加湿鼓风量将影响着能否用风温提高来补偿湿分分解所消耗的热量，使焦比降低［1］。

高炉鼓风脱湿就是将湿空气先行降温脱湿，后送入热风炉。通过此项技术不仅可提高产品产量，还可以减少高炉的能耗，是高炉炼铁增产节能降耗的一项有效措施。在我国南方是钢铁企业的必备装置。

1 高炉鼓风脱湿技术及原理

脱湿方法主要有吸附法和冷冻法。

吸附法是利用低温介质为吸附剂，吸收空气中的水份，吸附剂可通过加热脱水再生来循环使用。冷冻法是通过冷冻机冷却湿空气直到降低到空气压力及所含湿量而相对应的饱和温度以下将湿空气中的水份凝结而析出［2，3］。目前国内大多数企业采用的冷冻法脱湿。

脱湿工艺流程由气路系统、制冷系统和冷凝水回收系统三大部分构成。为保证脱湿后空气的温度和湿度稳定，整个系统采用PLC自动控制调节，实时监测，反馈参数，并及时采取修正，保证了鼓风脱湿效果［4］。

由图1可以看出，鼓风进来的空气先经过除雾器，再进入高效换热器中（为气路系统）；高效换热器与制冷系统互连；制冷系统与冷凝水回收系统相通。

图1 脱湿工艺系统流程图

1.1 气路系统

为降低结灰对脱湿效果的影响，同时向鼓风机提供洁净空气，气路系统为“过滤器+脱湿器”的组合形式，经脱湿器降温脱湿后进入鼓风机。过滤器主要参数如表1所示。

表1 空气过滤器技术参数

脱湿器主要包含导流段、换热器、排水段、除雾器、风道、保冷、外装及钢结构等。降低空气温度，去除空气中的水份，降低空气湿度。脱湿器主要参数如表2所示。

表2 脱湿器技术参数

1.2 制冷系统

若现场无合适蒸汽汽源，可采用压缩式制冷机组；若有蒸汽热源，就采用溴化锂制冷机组。钢铁厂一般都有富余的低压蒸汽，多采用溴化锂制冷机组。溴化锂制冷机组是一种以蒸汽为驱动源，以溴化锂溶液为吸收剂，以水为制冷剂，制取低温水的设备。

制冷系统组成及作用是：

（1）蒸汽系统：利用厂内余热蒸汽为溴化锂制冷机组的驱动热源。

（2）冷水系统：从脱湿器返回升温后的冷水经制冷机蒸发器吸热后，温度降为7℃进入脱湿器与除尘后的热空气进行热交换，热交换后升温的冷水返回制冷机循环利用。

（3）冷却水系统：冷却水由外部循环冷却水系统送至制冷剂（冷凝器、吸收器），将制冷机冷却后，再回到外部循环冷却水系统循环使用。

制冷机组的主要参数如表3所示。

表3 制冷机主要技术参数

1.3 冷凝水回收系统

冷凝水回收含制冷机组的蒸汽冷凝水和脱湿装置的空气冷凝水的回收，可起节能作用。

2 脱湿站房布置

为节省用地、改善取气条件及便于吸风系统统一监控，采用空气过滤器和脱湿鼓风装置组合布置的方式，布置在制冷机室的楼顶。制冷机组、冷水泵、冷凝水泵、冷凝水箱以及电气室布置在底层制冷机室，如图2所示。

3 鼓风量、喷煤量与脱湿关系

每年的脱湿期（除冬季外）南方的高炉有如下效果［5］：

（1）降低焦比：风中湿度每减少1g/Nm3，，约可以降低焦比0.8～1.0kg/t Fe。

图2 脱湿站房布置图

（2）可增加喷煤量：风中含湿量每减少1g/ Nm3，可提高燃烧带温度9℃。由于分解产生的H2可参与还原反应，并放出1/3的热量，所以实际需要提高6℃的风温来补偿。因此可以多喷煤粉1.5～2.0kg/t Fe，按照0.8的置换比计算，相当于可多喷煤粉1.2～1.6kg/t Fe。

（3）可增加鼓风量：高炉入口温度每降低10℃，可使空气的质量及流量增加约5%左右。当大气温度在30℃左右时，在炼铁高炉鼓风中采用全冷冻脱湿方式后，进入鼓风机的空气温度在5～8℃，这样可使鼓入风的密度提高，相当于增加约9%的风量。这点对于供风能力不足的高炉有弥补供风量的作用。

（4）稳定炉况：在高炉中，鼓风脱湿技术使高炉鼓风达到稳湿、降湿、降温等效果，消除了因大气湿度变化对炉况不利的影响，绝对湿度稳定在10g/Nm3左右；就可保证高炉生产稳定运行。

（5）降低鼓风机功率：对于风量较大的高炉鼓风机，吸入侧全冷冻方式脱湿节省的功率可以抵消脱湿装置本身所消耗的功率，甚至还有富余。

（6）增加产量：湿度每降低1g/Nm3，可增加炼铁产量0.1%～0.5%。可使高炉增产3～8%左右。

（7）二次除尘：脱湿机可二次除尘，减少风机叶片磨损，提高鼓风机转子的使用寿命。

总之，脱湿鼓风使进入高炉的湿度相对稳定，能有效降低高炉风口前火焰温度的波动，使高炉炉况平稳，达到增加产量的目的，这是高炉技改的主要目标和主要收益。

4 结论

通过高炉鼓风脱湿，可以稳定进入高炉的鼓风温度及湿度，可增大喷煤比和降低焦比，提高高炉所出产品的产量和质量，是现代高炉炼铁增产节能的一项有效措施，应积极予以推广。

参考文献

［1］于华，关于高炉鼓风脱湿的应用研究［D］.东北大学，2012.

［2］周传典.高炉炼铁生产技术手册［M］，冶金工业出版社，2002.

［3］张云鹏.高炉脱湿鼓风技术的生产应用［J］.江苏冶金，2007（10）：35-39.

［4］吴春华.高炉脱湿鼓风技术的节能效果测算［J］.冶金能源，2014（4）：7-9.

［5］邓航.高炉脱湿鼓风技术及其在马钢的应用与发展［J］.冶金动力，2009（4）：62-68.

The Study on Dehumidifying Blast of Blast Furnace

Zhiqin Wang
（Hua Tian Engineering&Technology Co.，Ltd.， Nanjing， Jiangsu， 210019， China）

Abstract：Blast dehumidification of blast furnace ironmaking energy saving effect is the key.This paper introduced the composition of the blast furnace blower to take off the wet system， analyzed the technical principles and important parameters， described the technological process of dehumidifying system， and introduced the structure arrangements.

Key words：Blast Dehumidifying； Cooling Dehumidifying； Air Humidity； Refrigeration System

中图分类号：TF538.4

文献标识码：A

文章编号：2095-8412 （2016） 02-279-04

DOI：工业技术创新 URL： http//www.china-iti.com 10.14103/j.issn.2095-8412.2016.02.042

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