文档介绍：邯钢3200m3高炉热风炉双预热器的改造
周雪冰,高静波,刘利兵
(邯郸钢铁集团有限责任公司)
摘要:通过对邯钢西区炼铁厂3200m3高炉的热风炉煤气、空气双预热系统在应用中存在的问题及原因进行分析,采取相应的措施进行改造,取得了明显的效果,满足了生产的要求。
关键词:热风炉;余热回收;双预热
在高炉的生产铁水的过程中热风炉烧炉会产生大量富有热量的烟气,其温度高达300℃以上。为减少热量的排放,设计者通常会在烟气管道上安装余热回收装置。传统的余热回收装置例如空气、煤气双预热器,采用串联式热管换热技术,利用热风炉烧炉产生的300℃高温烟气通过烟气换热器时,将烟气换热器管束内的换热介质加热汽化;汽化后的换热介质通过上部连管流至空气换热器与煤气换热器的管束内释放热量;同时,将经过各自管束外的空气换热器的助燃空气与煤气换热器的混合煤气加热,从而使烧炉用的助燃空气与混合煤气温度升高至180~200℃;换热后的介质液化后通过下部连管重新流回到烟气换热器底部。这样密闭循环流动,不断利用烟气的余热加热助燃空气与混合煤气,从而提高热风炉的烧炉效率,提高风温,减少烧炉用的混合煤气与助燃空气使用量,降低成本。
1 双预热器在实际应用存在的问题
2011年5月,邯钢西区2号3200m3高炉热风炉预热器换热效果降低,空气和煤气预热温度从175±5℃下降到只有80~120℃。判断为预热器管束有漏点,换热介质流失,导致预热温度降低。
预热温度的降低直接导致了热风炉平均每天多消耗高炉和转炉混合煤气在200km3以上,铁水生产成本也随之上升,于是决定在高炉周期性检修时处理这个问题。但在制订检修方案时,疑难问题又来了。因为根据主控热电偶显示,空气预热器的管排效果降低,相对应的煤气预热器的管排效果也是降低的。由于空气、烟气和煤气预热管排串联,根本无法判断漏点到底是在空气预热器上还是在烟气、煤气预热器上。再加上高炉生产是连续的,周期性常规检修一般只有20h左右。要彻底查找预热器漏点需要将空气、烟气、煤气箱体都打开,然后吊出管排、打压查漏、处理漏点、最后回装,此过程至少需要20天的时间,需要大量的人力、物力、财力。而且,在检修期间预热器整体无法运行,每天热风炉多消耗的混合煤气更是一大笔的成本浪费。
因此,得出原装的双预热器存在以下一些设计缺陷:①当空气、煤气其中一方或烟气预热器管束出现泄漏时,会造成空气、煤气的预热效果同时降低,造成炯气中大量的热量流失;②存在空气混入煤气箱体的重大安全隐患;③由于预热器管排外部有箱体,从而导致泄漏点不易排查,排查检修时间长,产生大量检修费用。
2 缺陷产生的原因及解决方法
经过分析,认为造成这些缺陷的唯一原因就是双预热器的空气、烟气和煤气换热器的管排通过外部联管的串联机构造成的。因此,为了彻底决这些技术问题,我们决定对双预热器的空气与煤气管排进行并联改造,使其形成各自独立的预热循环系统,这样就可以彻底解决以上一些缺陷。改造前后的双预热器如图1所示。
3 改造的实施
3200m3高炉热风炉双预热器改造前后工艺流程如图2所示。首先,对比原设计的双预热器[图2(a)]可以看出,改造后的双预热器[图2(b)]是在原预热器的基础上将烟气预热器中间10组管排经过优化计算后按7:3(新区1、2号高炉)的比例分别分给煤气预热器和空气预热器。其次,由