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高炉鼓风机前脱湿技术

来源:周口市通用鼓风机有限公司 发布日期:2021年04月15日 点击数:
钢铁工业消耗大量的能源,我国每年大约有 10%~15%的能源用于钢铁工业,其中70%以上用于高炉。随着高炉冶炼技术的发展以及高炉喷煤量的提高,脱湿鼓风是高炉节能的重要措施。高炉鼓风脱湿系统就脱湿装置在鼓风机前后位置的不同为机前脱湿和机后脱湿,目前机前脱湿得到较多的实际运用。

钢铁工业消耗大量的能源,我国每年大约有 10%~15%的能源用于钢铁工业,其中70%以上用于高炉。随着高炉冶炼技术的发展以及高炉喷煤量的提高,脱湿鼓风是高炉节能的重要措施。高炉鼓风脱湿系统就脱湿装置在鼓风机前后位置的不同为机前脱湿和机后脱湿,目前机前脱湿得到较多的实际运用。

高炉脱湿鼓风的意义

空气实际上是由干空气和水蒸汽组成的湿空气,其含湿量随温度升高而增大。湿度变化引起高炉风口火焰温度波动,影响高炉的炉况稳定。

脱湿鼓风是通过降低送入高炉空气的温度,使其绝对含湿量稳定在一个较低的数值,然后再送入高炉。该技术对降低高炉焦比、稳定炉况,提高生铁产量具有明显的效果:

(1)降低焦比

脱湿鼓风可以减少进入高炉水分,消除因这部 分水分分解吸热的能耗,降低焦比。按宝钢经验,空 气湿度每减少1 g/m3可以节省焦比约0.6 kg/tFe

(2)提高入炉风温

由于脱湿,水的分解吸热减少,入炉风温可以提高。鼓风湿度每降低1 g/m3,可使空气温度上升6~ 7度。这样,将使高炉的喷煤量得到提高。

(3)稳定炉况

由于入炉空气湿度恒定,减少高炉炉况波动,利于高炉稳定操作、延长高炉寿命,综合结果将使焦比降低约0.2 kg/t

综合分析脱湿鼓风有利于高炉提高指标、降低 成本。现代高炉冶炼不仅要求“精料”,而且要求“精风”(指高风温、高风压、富氧、脱湿等),使高炉能在稳定、高效的状态下运行。

机前脱湿鼓风工艺

(1)脱湿方式

用于高炉机前脱湿鼓风就其原理分可以分为物理脱湿(冷冻式和吸附式)和化学脱湿(干式氯化锂和湿式氯化锂),不同的脱湿方式在设备运行、维护,以 及能耗方面均各有特点。鼓风机吸入侧冷冻脱湿法流程简单,运行维护方便,其冷冻机组耗电量可以
从鼓风机入口风温降低导致的鼓风机耗电量减少中得到补偿,但鼓风残余含湿量只能达到相应压力和温度下的饱和含湿量。

吸附脱湿法,可以将空气的湿度脱得很低,但这种方法用于鼓风脱湿,由于再生吸附剂要消耗热量, 而且吸附过程会使湿空气的潜热变成显热,使鼓风 机的人口温度升高,导致鼓风机能耗增加。

化学脱湿效果好,经脱湿后鼓风残余含湿量可达2~5 g/m3远低于相应压力和温度下的饱和含湿量。但化学脱湿系统复杂,能耗较大。氯化锂有较高的腐蚀性,管道和设备需要采取防腐措施,还需要有再生热源。

综合以上分析,高炉鼓风一般对绝对含湿量敏感性不高,而关键是要求其稳定。因此,采用冷冻脱湿方式是合适的。

(2)制冷方式

高炉鼓风机前冷冻脱湿法实际上可以说是加在鼓风机入口管上的一个大容量空调系统,目前,国内外在空调冷热源的选择上有多种形式,其中常用的有电制冷机组和溴化锂蒸汽制冷机组。

电制冷冷水机组,制冷能力大,调节性能好,技术成熟、工作可靠、维护管理方便;但其耗电量大。

溴化锂蒸汽制冷机组利用蒸汽热能制冷,其耗电量低,无运动部件,振动躁音小,适合有较多蒸汽 富余的钢铁厂采用;但是,其运转条件较难控制,对 真空泵的真空度要求较高,工作稳定性差,设备维护费用高。

综合以上因素,采用哪种制冷方式需根据具体情况进行经济分析后确定。

(3)宝钢的鼓风脱湿装置

宝钢的1#~4#高炉为4000 m3级大型高炉,配用 5台高炉轴流式鼓风机,均采用机前冷冻脱湿、电制冷方式,其主要参数如表1。

表1宝钢脱湿装置主要参数

1宝钢脱湿装置主要参数

脱湿器入口风量按鼓风机正常运行7900 m3/ min设计,在设计条件下,脱湿器空气出口温度8.5 度,含湿量9.0 g/m3。脱湿装置在每年3月至11月运行,这9个月为脱湿期,也可根据气候情况稍作调 整。

机前冷冻脱湿方法的特点

(1)节省能量

脱湿装置本身是需要耗能的(冷冻机、水泵),但 是冷冻脱湿后鼓风机入口空气的温度、湿度下降使鼓风机绝热压缩效率提高而省能,用以下公式简单说明:

湿度下降使鼓风机绝热压缩效率

脱湿装置耗能与鼓风机的省能大致相当,甚至 略有节余,这一点在宝钢鼓风机的运用中已得到证明。

(2)增加风量

采用吸入侧冷冻脱湿方法以后,由于空气温度降低,体积减小,将会由于空气吸入状态影响而使鼓风机的有效风量增加,用以下公式简单说明:

有效风量

下标0表示不脱湿气体的状态

在考虑电动机功率满足的情况下,脱湿后可以增加鼓风机的出口风量,充分发挥鼓风机的能力。

机前冷冻脱湿方法的意义

高炉生产实践中普遍存在冬季产量较高,或者冬季焦比较低的现象。通过吸入侧冷冻脱湿方法可使鼓风机一年四季均在冬季的气象条件下运行,而 且可以使之稳定在一定的吸气状态,使焦比可以保证在成绩最好的冬季水平上。

对国内正在生产的高炉,如果采用风口喷吹燃料技术,而感到热风炉能力不够或鼓风机风量不足,只要在鼓风机前设置一套冷冻脱湿装置,就可达到提高入炉干风温度和增加鼓风量的效果。

机前冷冻脱湿技术在多座高炉采用,技术成熟, 宝钢的1#~5#鼓风机均采用机前脱湿鼓风,在国家节能环保的背景下,国内多家钢铁厂也陆续采用脱湿鼓风技术。脱湿鼓风在气温较高、湿度较大的地区采用,其产生的效果更为明显。

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