冷基镀锌线加热炉余热回收

杨彩虹（河北钢铁邯郸集团设计院有限公司，河北邯郸 056000）



冷基镀锌线加热炉余热回收

杨彩虹
（河北钢铁邯郸集团设计院有限公司，河北邯郸 056000）

【摘要】邯钢冷轧厂西区冷基镀锌线加热炉经过引风机后烟气温度为300℃，排烟温度较高，排烟热损失较大，为了响应国家节能减排的号召，在冷基镀锌线安装余热回收利用装置，进行加热炉尾部烟道烟气余热的回收利用。本文针对国家“十二五规划”明确提出了节能减排的目标，采用中兴“相变换热器”技术，更好进行烟气余热利用。

【关键词】冷基镀锌线 余热回收 节能减排

国家“十二五规划”明确提出了节能减排的目标，即到2015年，单位GDP二氧化碳排放降低17%；单位GDP能耗下降16%；非化石能源占一次能源消费比重提高3.1个百分点，从8.3%到11.4%；主要污染物排放总量减少8到10%的目标。根据调查，各行业的余热总资源约占其燃料消耗总量的17%-67%，可回收利用的余热资源约为余热总资源的60%。政府已将“余热余压”利用工程列为“十大重点节能工程”之一。节能减排已成为整个社会的共同任务。

1 冷基加热炉运行参数

表1所示：

用户使用的燃料为混合煤气，根据以往的成功经验烟气酸露点取用120℃。

2 冷基镀锌线加热炉余热利用特点

本烟气余热回收利用工程采用中兴“相变换热器”技术，该技术首次提出将换热器最低金属壁面温度定义为“第一设计要素”的理念，以及首次提出将对产生烟气低温结露和腐蚀具有关键性影响的最低壁面温度置于“可控可调状态”的创新概念。可始终保证金属壁面温度处于酸露点以上以避免出现低温结露和腐蚀，最大幅度回收烟气低温余热。

本次设计在锅炉的尾部烟道上安装相变换热装置，分为两段，1#相变段将排烟温度从400℃降低到200℃，回收的热量用于将2#相变段出口引出的120℃软水加热为0.8MPa、170.41℃的蒸汽；2#相变段最低壁面温度设定在130℃（高于烟气酸露点），将排烟温度从200℃降低到165℃回收的热量用于将25℃、4.01t/h的软水加热为120℃。

随着加热炉负荷的变化以及冬夏送风进口风温的变化都将使换热器最低壁面温度和排烟温度发生变化，为了避免低温腐蚀，可以通过旁通自控阀自动调节被加热介质来控制最低壁温和排烟温度，从而适应加热炉负荷和气温的季节性的变化。

表1　加热炉运行参数

2.1 设计参数

表2所示：

2.2 工艺流程

工艺流程图1所示：

3 节能效益

3.1 排烟回收的热量

原排烟温度以400℃计，应用相变换热器后尾部排烟温度为165℃，回收的热量为：

式（1）中:Vg——烟气流量，单位：Nm3/h；Pg——烟气密度，取1.295 kg/Nm3；Cpg——烟气比热，取1.09kJ/（kg.℃）；ΔT——相变换热器前、后排烟温度温差，单位：℃；φ——设备保热系数，取0.95；Q——相变换热器回收热量，单位：kW。

3.2 等效标煤量Gc

式（2）中：Q——相变换热器回收热量，单位：kW； HR——设备运行小时数，用户提供7200小时； Qp——标煤的发热量，单位：kcal/ kg；860——“大卡”和“千瓦时”单位转换系数。

3.3 送引风机增加的能耗

（1）烟气阻力增加1150Pa，但由于排烟温度降低使引风机入口体积流量减少可抵消流阻约574Pa，故实际增加烟气流阻为576Pa，引风机增加的能耗 Py为：

表2　设计参数表

············

图1　工艺流程图

式（3）中：△hy——增加的烟气阻力，单位：Pa；Vg——烟气流量，单位·m3/h;Лy——引风机效率，取75％。

（2）水泵增加的能耗：

式（4）中：qv——水量，单位：kg/s；H——水泵扬程，单位：m；Лb——水泵效率，取75%。

（3）增加年总耗电量E：

式（5）中：yP——引风机增加的能耗；bP——水泵增加的能耗；HR——设备运行小时数，7200小时。

增加回收余热设备会增加阻力，本项目在烟气侧增加了1150Pa的阻力损失，但由于排烟温度降低，使烟气流量减少引风机抵消烟气阻力574Pa，实际增加了576Pa的阻力损失；若引风机余量足够，对引风机无负面影响，反而会减少对叶片的磨损。

按年运行时间7200小时，年回收热量2980千瓦，年节省标煤2636吨，年增加耗电量103487度，标煤价格按照400元/吨，厂用电按照0.4元/度计算，实际年节能效益：103.8万元。

4 结语

冷基镀锌线在加热炉尾部烟道安装相变换热器，避免了因壁面温度低于酸露点而导致的结露、腐蚀、堵灰等问题，延长设备寿命，到目前为止，该余热回收装置已经运行5年，设备运行状况依旧非常良好，达到节能降耗、改善环境的目的。

作者简介：杨彩虹（1970—），女，山西稷山人，本科，毕业于华北电力大学，高级工程师，研究方向：钢铁企业热力专业设计，包括能源环保、节能减排项目等。