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梅鋼1422線1號爐空氣預熱器改造項目

發布時間：

2022-02-21

上海梅山鋼鐵股份有限公司熱軋廠1422mm熱軋1號加熱爐1993年11月投產(chan) ，並於(yu) 2009年完成燃燒和冷卻係統技術改造，加熱爐燃料為(wei) 高焦混合煤氣，采用常規燒嘴供熱、連續燃燒控製。該加熱爐是步進式加熱爐，爐型為(wei) 三段供熱側(ce) 進側(ce) 出步進梁加熱爐。加熱爐自裝料端至出料端沿爐長上分為(wei) 預熱段、加熱一段、加熱二段及均熱段。為(wei) 充分有效回收煙氣餘(yu) 熱，在煙道內(nei) 設置列管式空氣預熱器。

加熱爐基本信息

　　上海梅山鋼鐵股份有限公司熱軋廠1422mm熱軋1號加熱爐1993年11月投產(chan) ，並於(yu) 2009年完成燃燒和冷卻係統技術改造，加熱爐燃料為(wei) 高焦混合煤氣，采用常規燒嘴供熱、連續燃燒控製。該加熱爐是步進式加熱爐，爐型為(wei) 三段供熱側(ce) 進側(ce) 出步進梁加熱爐。加熱爐自裝料端至出料端沿爐長上分為(wei) 預熱段、加熱一段、加熱二段及均熱段。為(wei) 充分有效回收煙氣餘(yu) 熱，在煙道內(nei) 設置列管式空氣預熱器。

列管式換熱器使用情況

　　原空氣預熱器為(wei) 傳(chuan) 統列管式預熱器，換熱效率較低，且由於(yu) 列管形式換熱器積灰問題嚴(yan) 重以至於(yu) 換熱器效率逐年減低，直接影響到加熱爐的熱效率和加熱爐的安全運行，提高了企業(ye) 運行成本和增加了安全隱患。

　　原列管式空氣預熱器技術參數見表1。

表1 列管式空氣預熱器參數表

項   目

額定工況

最大工況

單  位

總空氣量

72080

97520

Nm3/h

總煙氣量

98600

133400

Nm3/h

預熱器組數

6

6

組

每組空氣量

12013

16253

Nm3/h

每組煙氣量

16433

22233

Nm3/h

空氣入口溫度

20

20

℃

煙氣入口溫度

620

620

℃

空氣出口溫度

360

330

℃

煙氣出口溫度

420

390

℃

單組換熱器換熱麵積

266.2

266.2

m2

空氣阻力

1616

2654

Pa

煙氣阻力

58

110

Pa

　　采用列管式換熱器進行煙氣餘(yu) 熱回收的主要問題如下：

　　1)煙氣餘(yu) 熱回收效率低

　　原空氣預熱器為(wei) 傳(chuan) 統列管型式，本身換熱效率較低，且材質原因要求煙氣入口溫度限製在較低水平，需要摻冷風給煙氣降溫，一方麵增加了冷風風機耗電，另一方麵，熱損失較大。

　　2)積灰問題嚴(yan) 重

　　原空氣預熱器為(wei) 列管式預熱器，煙氣流動方向水平換熱管阻擋煙氣流動，結構原因積灰問題無法解決(jue) 。而且，換熱器構件中未安裝輔助清灰裝置，設備運行過程中，換熱效率逐年衰減，一般運行超過6個(ge) 月空氣餘(yu) 熱溫度明顯下降。

　　3)煤氣超溫報警

　　在實際生產(chan) 過程中，1號加熱爐空氣預熱溫度較低，出空氣預熱器的煙氣溫度偏高，即使采用開啟稀釋風機向煙道摻冷風的方法降溫，其後的煤氣預熱器的煤氣預熱溫度也時常達到320℃以上，發生超溫報警(煤氣超溫報警溫度為(wei) 320℃)。這樣既增加了稀釋風機的開啟頻率，增加了電耗，又不能充分利用煙氣餘(yu) 熱，還具有較大的安全運行隱患。

RYCHENRYCHEN

板式換熱器的基本特點

　　板式換熱器是以特殊強化傳(chuan) 熱板型作為(wei) 換熱麵，在煙氣和空氣流動過程中形成湍流，從(cong) 而破壞換熱麵表麵邊界層[9]，有效的強化了傳(chuan) 熱。

　　新型高效板式換熱器技術特點如下：

　　1)使用溫度高，采用不鏽鋼材質時，使用溫度可達1100℃以上;

　　2)結構緊湊度高，占地麵積僅(jin) 為(wei) 列管式換熱器1/3左右，特別適用於(yu) 步進加熱爐隧道有限空間布置要求。

　　3)傳(chuan) 熱效率比列管式的提高近1倍，而壓降增加並不明顯。金屬耗量低，在同等熱負荷的前提下，金屬耗量僅(jin) 為(wei) 列管式的1/3左右。

　　4)由於(yu) 板式空氣預熱器的板片表麵接近於(yu) 鏡麵，且與(yu) 煙氣流動方向一致，因此不易積灰，即便少量積灰也可以采用清洗或者超聲波吹灰方式除灰。

　　5)由於(yu) 板式空氣預熱器材質均為(wei) 不鏽鋼，使用壽命大為(wei) 延長。

改造後的節能效果

　　對梅山鋼鐵1422線1號爐更換新型高效板式換熱器後的節能效果進行記錄，節能情況如下表2。

表2 改造前後噸鋼消耗標煤記錄

 

階段

噸鋼消耗標煤量(kgce/t)

節能率

改造前

（列管式換熱器）

基準期

51.61

改造後

（板式換熱器）

2020.2

47.18

10.64%

2020.3

49.84

4.22%

2020.4

48.84

6.76%

2020.5

49.35

5.55%

2020.6

47.41

10.26%

2020.7

47.22

10.06%

　　由表中可以看出由列管式換熱器更換高效板式換熱器後，加熱爐軋鋼線上每生產(chan) 一噸鋼可以節約2-4千克標準煤，減小了熱軋線上的煤氣消耗量，大幅減少碳排放。

經濟可行性分析

　　根據加熱爐列管式空預器使用經驗可知，由於(yu) 換熱器表麵積灰和金屬表麵碳化的因素影響，列管式換熱器在使用初期1-3年內(nei) 的空氣預熱效果會(hui) 快速下降，然後趨於(yu) 穩定。新型高效板式換熱器在5年內(nei) 性能不衰減，8年內(nei) 空氣預熱溫度降低溫度小於(yu) 30℃。

　　結合1422線1號爐換熱器改造情況分析，對冶金加熱爐使用新型高效板式換熱器代替列管式換熱器的節能經濟效益進行分析，結果如下表3。

表3 高效板式換熱器經濟性分析

時間

列管式換熱器℃

高效板式換熱器℃

節省煤氣量萬(wan) Nm3

節能效益萬(wan) 元

第一年

470

530

881.0

370

第二年

450

530

1173.8

493

第三年

430

530

1466.7

616

第四年

410

530

1761.9

740

第五年

400

530

1907.1

801

第六年

400

500

1435.7

603

第七年

400

500

1435.7

603

第八年

400

500

1435.7

603

　　由表3可以看出，1422線1號加熱爐在分別安裝高效板式換熱器和列管式換熱器後，新型高效板式換熱器的煙氣餘(yu) 熱回收效果要超出普通列管式換熱器，並且隨著列管式換熱器換熱效率的逐年降低，節能效益前五年會(hui) 逐年增加，到第五年使用高效板式換熱器會(hui) 比列管式換熱器多創造節能收益801萬(wan) 元，大幅度的降低鋼企煤氣消耗成本

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