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淺談?dòng)酂徨仩t在40t電弧爐上的應(yīng)用王中建 周宇（本鋼集團(tuán)有限公司特殊鋼廠煉鋼車間遼寧 本溪 117021）摘要： 介紹了本鋼集團(tuán)有限公司特殊鋼廠40t電爐煙氣余熱鍋爐，其煙氣冷卻方式汽化冷卻，采用輻射換熱器和熱管換熱器回收煙氣中的余熱。重點(diǎn)說明了電爐煙氣余熱回收系統(tǒng)的系統(tǒng)組成、工藝流程、主要技術(shù)措施、技術(shù)分析及其發(fā)展前景。關(guān)鍵詞：電爐煉鋼；余熱鍋爐；汽化冷卻Discussion on the waste heat Boiler in 40t arcFurnaceWang Zhongjian ZhouYu( Benxi Iron and Steel Group Company Limited special steel steelmaking workshop of Liaoning Benxi 117021 )Abstract: This paper introduces the Benxi Iron and Steel Group Ltd. 40t electric furnace flue gas waste heat boiler, the flue gas cooling evaporation cooling, radiant heat exchanger and heat pipe heat exchanger in flue gas waste heat recovery. Highlights of the electric furnace flue gas waste heat recovery system, technological process, main technical measures, technical analysis and Prospect of development.Key words: electric steelmaking furnace; waste heat boiler; vaporization cooling1、概述本鋼特鋼廠7#、8#交流電弧爐經(jīng)改造后設(shè)有第四孔排煙，配套煙氣余熱回收系統(tǒng)各一套，以提高全廠的循環(huán)經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗、減少噸鋼能耗指標(biāo)的目標(biāo)。2、主要技術(shù)方案及措施2.1 40t電爐工藝原始參數(shù)表1項(xiàng)目參數(shù)值交流電弧爐公稱容量4最大出鋼量42t最大出鋼量每爐鋼平均冶煉時(shí)間日產(chǎn)鋼爐數(shù)小時(shí)生產(chǎn)率年工作天數(shù)冶煉氧氣單耗：氧氣平均流量氧氣峰值流量：吹氧時(shí)間：2座40t42t70min20.5爐36t/h290天50 Nm3/t鋼2500 Nm3/h4000Nm3/h30mi2.2系統(tǒng)組成及工藝流程電爐煙氣余熱回收系統(tǒng)主要由鍋爐系統(tǒng)、蒸汽及蓄熱器系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、輸灰系統(tǒng)等組成，鍋爐系統(tǒng)共為兩套，每套電爐汽化冷卻系統(tǒng)各有一套鍋爐系統(tǒng)，蒸汽及蓄熱器系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、輸灰系統(tǒng)為兩臺(tái)電爐余熱回收的公用部分。每套電爐汽化冷卻系統(tǒng)主要設(shè)備有： 2臺(tái)電動(dòng)熱水循環(huán)泵（一運(yùn)一備），一件滑套及其驅(qū)動(dòng)小車，一件段煙道，一件燃燒沉降室，一件段煙道，一套熱管換熱器，一臺(tái)汽包。兩套系統(tǒng)共用的主要設(shè)備有：3臺(tái)鍋爐給水泵（兩運(yùn)一備），一臺(tái)大氣式除氧器及水箱，一套加藥裝置，一臺(tái)蓄熱器，一臺(tái)分汽缸，一臺(tái)排污擴(kuò)容器。具體工藝流程如下所述：從電爐煉鋼車間供應(yīng)的軟水，接入除氧器除氧，經(jīng)鍋爐給水泵供入熱管換熱器省煤器,加熱后打入汽包。汽包下降管分為兩路，一路循環(huán)水經(jīng)熱水循環(huán)泵加壓后進(jìn)入燃燒沉降室和煙道，通過布置在沉降室和煙道中的水冷膜式壁與高溫電爐煙氣換熱，產(chǎn)生汽水混合物，再經(jīng)上升管返回汽包，組成了一個(gè)強(qiáng)制循環(huán)。另一路與熱管換熱器組成自然循環(huán)。汽水混合物返回汽包后，在筒體上部分離產(chǎn)生出蒸汽并外送至蓄熱器，出蓄熱器后的蒸汽和現(xiàn)供VD的蒸汽管線并網(wǎng)。為充分利用煙氣熱量，在熱管換熱器后部設(shè)有省煤器。2.3 主要技術(shù)措施2.3.1熱管換熱器在電爐平臺(tái)外側(cè)處設(shè)置熱管換熱器。熱管換熱器主體采用的國內(nèi)先進(jìn)的重力式熱管。其特點(diǎn)為換熱效率高；結(jié)構(gòu)緊湊；流體阻力低；單根熱管損壞對設(shè)備換熱影響不大，即使部分熱管損壞也不會(huì)影響設(shè)備正常運(yùn)行；可以調(diào)整冷熱端面積控制管壁溫度，避免露點(diǎn)腐蝕。熱管換熱器已廣泛應(yīng)用于化工、冶金、建材、能源等行業(yè)熱能設(shè)備的余熱回收工程中。本工程主要采用氣液型熱管換熱器組。熱管換熱器內(nèi)部設(shè)多組對流換熱模塊，每個(gè)換熱模塊由若干錯(cuò)排布置的熱管構(gòu)成。煙氣入口處的熱管管組的最高耐溫為1000，為使熱管能在安全溫度下工作，管殼采用不銹鋼，管內(nèi)介質(zhì)為水，經(jīng)過前段的降溫后段的熱管采用帶有環(huán)翅片的水-碳鋼熱管如圖1。由于熱管換熱器及汽包布置在19.2m吊車梁下方，為不影響吊車的正常工作，汽包中心線15.668m，其下方設(shè)置的熱管換熱器采取L型布置。最高的換熱器模塊頂標(biāo)高約為13.5m，與汽包高差約3m，以保證最小的自然循環(huán)倍率。由于換熱面積有限，熱管換熱器出口設(shè)計(jì)煙氣溫度為200，內(nèi)部壓力損失約為800Pa。為清除積灰，在設(shè)備兩側(cè)設(shè)有多處沖擊波吹灰器噴吹掃點(diǎn)，分布在鍋爐各部位積灰較嚴(yán)重的地方，以確保所有換熱面的導(dǎo)熱系數(shù)始終滿足在設(shè)計(jì)要求。圖2 熱管結(jié)構(gòu)示意圖2.4 設(shè)備布置主要設(shè)備布置共分為三大部分，第一部分為段煙道、燃燒沉降室、段煙道、循環(huán)泵，布置在7#、8#電爐之間，C線附近；第二部分為熱管換熱器、汽包，布置在C線與B線之間，7#、8#電爐平臺(tái)外側(cè)的空地上；第三部分為蓄熱器、除氧器、給水泵、分汽缸、加藥裝置，排污擴(kuò)容器，排污擴(kuò)容器布置在A線外側(cè)，其它設(shè)備均布置在A線、B線之間與、柱列之間相交的區(qū)域。3 運(yùn)行情況電爐煙氣余熱回收系統(tǒng)于2010年11月14日熱試成功后投入使用，汽包運(yùn)行壓力為1.2MPa。根據(jù)現(xiàn)場儀表的記錄，系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)。 熱管換熱器出口煙溫約為180，未超過250，優(yōu)于設(shè)計(jì)中小于300。出熱管換熱器與來自大密閉罩及大屋頂罩溫度為60的二次煙氣相混合，混合后的煙氣溫度低于130，可直接進(jìn)入脈沖布袋除塵器凈化，并經(jīng)風(fēng)機(jī)排往大氣。 吹煉期壓損約為600-700Pa，從未高于750Pa，優(yōu)于設(shè)計(jì)中不大于800Pa的技術(shù)指標(biāo)。 余熱回收系統(tǒng)煙氣設(shè)計(jì)工況為：流量為40000Nm3/h，熱管換熱器入口煙氣溫度為500-800。電爐煙氣溫度因每爐冶煉鋼種及操作習(xí)慣不同而有一定差異，但整體上每個(gè)冶煉周期內(nèi)煙溫波動(dòng)都很大，吹氧期間煙溫會(huì)急劇上升，高溫持續(xù)時(shí)間會(huì)很短?，F(xiàn)熱管換熱器每爐鋼運(yùn)行的最高煙溫約700，最低約為120，維持在500以上時(shí)間約為15min/爐。目前24小時(shí)產(chǎn)氣量約為96t（最高110t），按系統(tǒng)平均產(chǎn)氣4.2-4.5t/h計(jì)算說明產(chǎn)氣能力達(dá)到設(shè)計(jì)要求指標(biāo)如表2。表2 項(xiàng)目 參數(shù)值系統(tǒng)最大煙氣流量（氧化期）段煙道進(jìn)口煙氣溫度熱管換熱器出口煙氣溫度除氧器工作壓力汽包工作壓力蓄熱器調(diào)節(jié)閥后壓力冶煉周期單臺(tái)電爐平均蒸汽產(chǎn)量40000Nm3/h10002000.02MPa1.6MPa1.0MPa4.24.5t/h4 結(jié)論 本鋼集團(tuán)有限公司特鋼廠煉鋼車間電爐煙氣余熱鍋爐系統(tǒng)運(yùn)行情況表明，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，保障了電爐的安全生產(chǎn)。 電爐煙氣余熱回收系統(tǒng)將煙氣顯熱充分回收，變廢為寶，使之轉(zhuǎn)化為可利用的蒸汽。