鋼鐵行業(yè)用
空氣(CGK-I)、煤氣(CGM-I)預熱器
隨著國內鋼鐵生產能力的不斷增加,對白灰(CaO)的需求量也越來越大。各鋼鐵企業(yè)利用自身爐產生的爐煤氣,輸送到白灰窯作為燃料進行燒制白灰并從中獲取鈣元素來滿足生產的需求。
爐煤氣是爐煉鐵的副產品,是鋼鐵聯(lián)合企業(yè)內部的重要氣體燃料,它的主要可燃成分為CO,而H2和CH4的含量很少。有大量的不可燃氣體N2和CO2,所以它的燃值很低,一般只有3000-3800KJ/m3。
另外,從爐引出的煤氣中含有大量的灰塵,一般為60-80g/m3或更多,這些粉塵會堵塞管路和設備。作為氣體燃料的使用,工藝規(guī)定爐煤氣必須經過除塵凈化處理,并達到規(guī)定的標準后才能輸送和使用。按照工業(yè)爐用氣標準,含塵量必須小于或等于20mg/m3。作為煤氣預熱器的換熱器而言,也必須達到此項規(guī)定要求。再則是煤氣中的機械水應盡量除去,降低腐蝕,減少在換熱管內的機械水份及灰水粘接,增大煤氣的預熱溫度,保證換熱器的正常運行及煤氣在灰窯爐內正常燃燒。
由于爐煤氣的理論燃燒溫度較其它煤氣低,燃燒溫度只有℃。通過燃燒后的煙氣將空氣和煤氣預熱來提升它的燃燒溫度,是切實有效和節(jié)能的大舉措。助燃空氣每提升1000℃,爐煤氣的燃燒溫度可提升400℃;爐煤氣進爐溫度每提升1000℃,爐煤氣的燃燒溫度可提升600℃。采用新型節(jié)能的CGK-1、CGM-1煤氣預熱器,分別能將空氣預熱到300℃、煤氣預熱到2500℃。則爐煤氣的燃燒溫度可提升2700℃,能使爐煤氣的燃燒溫度達17000℃。
據對國內部分鋼廠白灰窯的生產狀況調查了解,使用未經預熱的爐煤氣作為燃料進行生產的,因熱量不足,爐窯溫度偏低,而導致白灰產量及質量均偏低。在冬天使用,則情況可能更差,時常因煤氣含塵較多和含機械水而堵塞燒嘴。如180m3容量的白灰窯日產量只在90噸左右,而且白灰夾生率大,夾生率一般在20%以上。同時,白白排放掉400-5000℃能產生二次能量的利用煙氣,并對大氣造成熱污染及灰塵污染。
也有鋼鐵廠安裝有光管式空氣、煤氣預熱器,但由于換熱面積小,預熱溫度不是很大,空氣預熱溫度只有100-1500℃,煤氣溫度在80-1200℃之間,工藝效果不很明顯。河南濟源鋼廠6座150m3白灰窯安裝有光管式空氣、煤氣預熱器,白灰夾生率仍在15-18%之間,日產量80噸/座左右。
針對白灰窯現(xiàn)行工藝狀況,本企業(yè)利用自身專業(yè)設備及專業(yè)技術的優(yōu)勢,為現(xiàn)行的白灰窯專門設計和制作了具有先進技術的CGK-1、CGM-1型雙向翅片管式空氣、煤氣預熱器。
首先依據加熱與被加熱介質同是氣體且換熱系數(shù)較低的特性,在換熱管內外同時增加換熱面積(即內、外翅片),來大大提升整體換熱能力。內外增加的翅片均采用具有先進技術的焊接方式,保證翅片與基管整體焊接在一起,消除接熱阻(經西安交通大學測試,接觸熱阻遠遠低于其它形式的翅片管接觸熱阻,熱阻幾乎為零)。再則,鎳合金滲層翅片管具有抗自身6000℃氧化、表層硬度大、抗煙氣沖刷、耐腐蝕等獨特優(yōu)點。
整體結構設計充分考慮了氣體流動方式及氣體均流的合理性,傳熱溫差的化,以及換熱管的布置和煙氣自清灰功能設計、熱彭脹等問題。保證換熱管的安全正常的使用。從窯頂引出的煙氣經主煙管分叉流到空氣和煤氣預熱器,各自和煙氣充分換熱。回收的熱量由助燃空氣和煤氣吸收后作用于灰窯內;降低溫度后的排煙再經除塵達標后排入大氣。
國內某鋼鐵公司5座140m3白灰窯投入使用了CGK-I、CGM-I雙向翅片管式空氣、煤氣預熱器,產量和質量均有大幅提升。
從以上的5座白灰窯使用的CGK-I、CGM-I型雙向翅片管式空氣、煤氣預熱器運行記錄表上數(shù)據顯示;
煙氣溫度3000℃時,助燃空氣預熱至2100℃,煤氣1700℃
煙氣溫度3500℃時,助燃空氣預熱至2500℃,煤氣2000℃
煙氣溫度4000℃時,助燃空氣預熱至3000℃,煤氣2400℃
煙氣溫度4500℃時,助燃空氣預熱至3500℃,煤氣2600℃
回收熱量平均值:1400KW
(注:煤氣溫升較低,是由于煤氣中的機械水未出盡,水分受熱蒸發(fā)而消耗部分熱量,使得煤氣溫升比空氣低的多一些。)
由于該型式空氣、煤氣預熱器預熱溫度大,顯著提升了爐煤氣在灰窯內的燃燒溫度,并因補充進大量的回收能源,使得灰窯內熱量充足,成品白灰質量和產量顯著提升,白灰夾生率大為降低。在使用了CGK-I、CGM-I型雙翅片管式空氣、煤氣預熱器后,基本上消除了白灰夾生的問題,而且白灰的品位很好,單窯產量也由原來的90噸/天提升到120噸/天。提升的原因一是燃燒溫度的提升,縮短了燒制周期;二是由煙氣回收的熱量直接作用于爐窯內變?yōu)楫a能的增加
公司格言:
— —“攜手新華能源,建設美好家園”