《光管翅片管热管式佘热锅炉在consteel》由会员分享，可在线阅读，更多相关《光管翅片管热管式佘热锅炉在consteel（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、光管翅片管热管式佘热锅炉在 Consteel电炉的应用李钢燕（鞍钢职工大学机械系，辽宁鞍山 114032）摘要：介绍了 Consteel 电炉余热回收特点，井根据不同的温度和含尘研制了光管一翅片管一热管式余热锅炉，设计中充分考虑了结构合理、热稳定性好、检修维护方便，并给出现场测试数据与理论计算结果的对比，在 Consteel 电炉余热回收中使用光管一翅片管一热管式余热锅炉，既回收了烟气显热又减少环境污染，有着良好的推广前景。关键词：Consteel 电炉；光管；翅片管；热管；余热锅炉The Application of Using Light Pipe-finned Pipe-hot Pipe
2、 Type Waste Heat Boiler System in a Consteel Electric FurnaceLl Gang-Yan(Machinery Dept ofAnsteel College for Staff, Anshan 114032, Cluna)Abstract: By considering the characteristics ofthe Consteel Electric Fumace in terms ofits recovery ofexcess heat, this paperintroduces a design of a new type ofw
3、aste heat boiled system with light pipe; finned pipe as well as hot pipe. The creation has many advantages such asreasonable structure, and high thermal stability as well as easy maintenance and repair. The paper also makes a comparison between theoretical result and practical data, which proves tha
4、t the new type of waster heat boiler system not only recover the remaining energy of fume but alsoLessen environment pollution. It has vast dynamic future development.Key words: consteel electric furnace, Iight pipe type, finned pipe type, hot pipe type, waste heat boiler system电弧炉冶炼过程中的节能降耗一直是人们研究的
5、主要课题。在电炉冶炼生产中产生大量的高温烟气，其烟气温度（1 300左右）高，含尘量（10g/m 3 左右）大，炉内排烟量约为 500l200m 3/(h.t)。显然回收烟气的显热将会产生巨大的经济效益1。在冶炼过程中，烟气的流量、温度、含尘量在不断的变化中。其中以氧化期的烟气温度最高，流量最大，含尘量最多；在出钢期的烟气温度最低，流量最小，含尘量最少。烟气参数的周期变化给烟气的预热利用带来了一定的困难。Consteel 电炉的工艺是预热废钢一水冷一除尘一排放：利用烟气显热预热废钢，预热废钢后的烟气温度仍然高达 600左右，在炼钢生产中，这部分烟气的余热资源一直未被利用，白白浪费掉了，造成巨大
6、的能源浪费。利用多年余热回收技术和余热回收经验并根据目前 Consteel 电炉的工艺特点，研制出 Consteel 电炉烟气显热回收的工艺预热废钢一余热锅炉一除尘一排放，在通化钢铁集团公司（以下简称通钢）65t Consteel 电炉中应用。原 Consteel 电炉排烟系统为：从 Consteel 电炉出来的烟气流经废钢预热器，加热废钢后进入沉降室，在此进行预除坐后进入水冷烟道和机力冷却器，使废气温度降至 250以下，进入布袋除尘器中进行高效除尘后，由引风机经烟囱排人大气。原 Consteel 电炉排烟系统存在主要不足是：从废钢预热器出来的高达600的高温烟气余热未被利用，水冷循环系统需要
7、设备既浪费补充水分又耗电。研制的 Consteel 电炉余热回收装置有效地避免了原 Consteel 电炉排烟系统的上述弱点，考虑到排放的烟气温度高、含尘量大且附着力较强周期性生产等多种不利因素，研究并设计了符合 Consteel 电炉生产工艺的光管一翅片管一热管式余热锅炉。1 Consteel 电炉光管-翅片管- 热管式余热锅炉应用根据通钢 65t Consteel 电炉技术参数，设计并制作了一台光管一翅片管一热管式余热锅炉在该电炉上应用，运行达到设计指标。1.1 设计原始参数Consteel 电炉生产周期为 51min，其中 45 min 冶炼，6 min 倾钢。(1) Consteenl
8、 电炉生产周期烟气参数见表 1。表 1 电炉生产周期烟气参数(2)余热锅炉排烟温度 200，锅炉阻力损失7;硬度值0.03；含油量2mg/L;溶解氧0.05 ：悬浮物 5。 (5)烟气容积成分：H 20 2.5%; N2 71%;O2 5.5%; C02 21%。(6)烟气含尘浓度 5I5g/m 3，烟气平均含尘浓度 10g/m3。(7)锅炉外网压力 1.0 MPa。1.2 设计、制造原则(1)余热锅炉本体露天布置在 33m8m（长宽）的空间内。(2)采用光管、翅片管、热管结合的技术。(3)结构合理，设计时考虑锅炉一旦出现问题不影响生产。(4)清灰、维修方便。(5)运行可靠，使用寿命长。1.3
9、 设计范围(1)烟气侧：由重力沉降室烟气入口到预热沉降室出口、灰斗法兰接口。(2)水侧：由预热器软化水入口到过热器蒸汽出口。该系统主要由重力沉降室、余热锅炉沉降室组（蒸发器） 、预热器、锅筒、各种连接管路、吹灰系统、控制系统等组成。1.4 设计思路现拟取最高烟气温度 600，烟气总量为 105 m3/h，以一个周期计，按加权平均温度考虑余热锅炉的产汽量。光管一翅片管一热管式余热锅炉充分考虑高温、高含尘烟气的特点。1.5 工艺原理经热力除氧后的 104的软水经锅炉给水泵输送到预热器，在预热器中被烟气加热，加热后的水再通过管道送到锅筒中，经下降管集箱引进蒸发管束，使之转变为饱和蒸汽，饱和蒸汽再送回
10、锅筒，进行汽水分离，分离后的饱和蒸汽再经过热器过热，过热后的蒸汽并网。余热锅炉系统原理见图 1。图 l 余热锅炉系统原理图由于 Consteel 电炉是间歇生产，炼钢 40 min 期间，烟气温度持续变化，由600递减，直至倾钢降至 200左右，倾钢需 5 min。烟气温度变化见表 l，烟气经余热锅炉降温后，由引风机抽出。在出钢口烟道处，设计一个大烟罩，作为混风备用，防止烟气过高烧坏第一段对流管柬。1.6 光管一翅片管一热管式余热锅炉系统组成该余热锅炉系统主要由 4 部分组成的自然循环系统。1.6.1 重力尘降室重力尘降室的外形尺寸 7 800 mm 7 800 mm10000mm（长宽 高）
11、 ，炉墙采用厚度 =348 mm，炉顶厚度 =250 mm 的保温材料，中心标高+9.36m;炉顶设置 4 个防爆门。1.6.2 光管一翅片管立式蒸发器光管一翅片管立式蒸发器，与主烟道处于同一高度，便于连接。蒸发器分为 3 段，外形尺寸（长宽 高）蒸发器 I 为 5400mm 5400 mm5000 mm;蒸发器为 4500 mm4500 mm5000 mm;蒸发器为 4000 mm4000 min5000 mm。经预热废钢及重力尘降后的烟气温度(约 600)还较高，粉尘为中、小颗粒。因此，将蒸发器 I、设计成光管，蒸发器由螺旋翅片管组成，所有换热管竖直设置。管束上、下两端与通长联箱焊接在起，
12、联箱引出管由 3 根组成，联箱与锅炉上盖板及侧墙采取特殊的填料密封形式。蒸发器 I 与蒸发器之间设置膨胀节。由于这种整体膨胀节的采用，既解决了翅片管受热线性膨胀问题，又解决了翅片管与壳体之间难于密封的难题，漏气率为零。蒸发器由若干排光管（顺排） 、翅片管（错排）布置方式组成。这种结构使管内水分布均匀，每根翅片管可根据受热量的多少自行调节供水量，有效防止单根管子过热而损坏的问题。1.6.3 热管式预热器热管式预热器外形尺寸为 4 500 mm4 500 mm5100mm（长宽 高） ，为防止烟气在 200以下产生露点腐蚀，将余热锅炉预热器设计成热管形式。热管垂直放置，烟道内为加热段，冷却段设置在
13、烟道上部，与加热段分开，这种方式有效地避免了露点腐蚀。1.6.4 汽包汽包直径为 2 000 mm22 mm，长度为 12m，采用三鞍支座，两个固定，一个游动。由于汽源不稳定，采用大汽包起到增大水容量，稳定负荷，兼蓄能器的作用。1.7 余热锅炉性能参数余热锅炉性能参数如下：余热锅炉工作压力/MPa l.0饱和蒸汽温度/ 183给水温度/ 104每周期(51 min)产汽量/t 10由于引风机排烟，烟气量、烟气温度损失较少，实际选用风量为 105 m3/h；烟气首先经过废钢，将烟气温度由 1100降至 625以下，为使各蒸发段均匀受热，分 3 段蒸发器，分别命名为蒸发器 I、蒸发器、蒸发器；进口
14、废气温度分别按 600，500，400，250考虑，250 为预热器。1.8 锅炉本体结构及特点(1)为减小漏风，在耐火材料搭接处采用迷宫式结构。(2)在本次设计中，充分考虑了管束及烟道的膨胀问题，在烟道变径处，设置膨胀节，以避免由于膨胀带来的不利影响。(3)炉体骨架采用外置梁及内置水冷梁结构，防止骨架高温变形。(4)烟道为卧式结构，换热管束靠炉底水冷管支撑，换热管束采用弹簧吊挂结构，当管束膨胀时能自由伸缩；另一方面，几组管束为一个联箱组，受热面管束为弯管，因此，也可起到解决自身膨胀的问题。(5)管束穿出烟道处密封采用填料密封的形式。(6)锅筒安置在锅炉炉体正上方，炉侧墙设计成可拆卸形式，便于
15、维修。(7)在炉体侧墙上开设人孔，便于检修时观察炉内情况。(8)为防止短路，管束与侧墙间隙布置挡板。(9)为增大水容积，稳定负荷，锅炉锅简采用双锅简形式；另外，双锅筒制造较容积相同的单锅筒简单易行，亦可减小温差过大而造成汽水冲击。(10)预热器采用强制循环方式，并采用固体热管（或钢一水热管）形式；蒸发器及过热器采用自然循环方式。该锅炉是由若干个联箱组构成，每个联箱组单独进出锅筒，形成若干个简单自然循环回路，水循环系统稳定可靠，热偏差小，比较安全。(11)预热器设计采用热管，等温性好，热稳定性高，热效率高。(12)脉冲清灰器可以有效地清除沉积在管壁上的灰尘，它的作用范围宽，达到基本无死角。(13
16、)锅炉系统下部设计灰斗，灰斗上安装旋转卸灰阀，利于清灰。2 调试结果及数据对比现场测试数据与理论计算结果对比见表 2。表 2 现场测试数据与理论计算结果对比表项目 现场测试数据 理论计算结果排烟温度/ 190 205烟气量m 3h -1 l05 95000饱和蒸汽产量th -1 811 10饱和蒸汽压力 /MPa l.0 1.0预热器人口水温 100 104预热器出口水温 135 150入口烟气温度 650 625出口烟气温度 200 1933 结论本文介绍了根据通钢 65 t Consteel 电炉生产周期烟气参数所研制的光管一翅片管一热管式余热锅炉及其应用。该余热锅炉回收了该电炉预热废钢后的600烟气，产生蒸汽供生产使用，既回收了能源又减少了烟尘排放。同时为了保证使用效果和寿命，设计中充分考虑了设备结构的合理性、热稳定性、检修维护方
