高溫帶插件鋼管空氣換熱器在加熱爐上的應(yīng)用

來源： 2007年02月08日 10:15

蔣國強,蔣弦弋（廣東韶鋼集團有限公司高線籌備處,廣東　韶關(guān)　512122）

1　前言
廣東韶鋼集團有限公司第四軋鋼廠的三段連續(xù)步進梁式加熱爐,改造前采用二行程六級噴流式空氣換熱器,空氣預(yù)熱溫度450℃。為提高爐溫以滿足加熱工藝要求,并實現(xiàn)節(jié)能降耗,在綜合對比噴流式和帶插件鋼管換熱器的熱工性能基礎(chǔ)上,選用了綜合熱工性能更佳的四行程高溫帶插件鋼管空氣換熱器。

2　改造前加熱爐概況
韶鋼四軋廠加熱爐是由包鋼設(shè)計院設(shè)計、于1992年投產(chǎn)的步進梁式加熱爐,已使用10年。加熱爐有效面積約105ｍ2（27 506ｍ×3 828ｍ）,使用160ｍｍ×160ｍｍ×3300ｍｍ連鑄坯,燃料為高、焦?fàn)t混合煤氣,其熱值為5850～6700ｋＪ/Ｎｍ3,裝爐溫度≤700℃,約80%熱坯,20%為冷坯;加熱溫度為1180℃。

3　改造的必要性
3 1　存在問題
（1）由于韶鋼混合煤氣資源不足,煤氣熱值低,因而正常生產(chǎn)時爐溫低,不能滿足加熱工藝要求,常出現(xiàn)軋低溫鋼的現(xiàn)象。
（2）爐子加熱能力嚴(yán)重不足。1992年加熱爐投產(chǎn)時,設(shè)計年產(chǎn)量為20萬ｔ,主要生產(chǎn)Φ6 5、Φ8 0ｍｍ規(guī)格線材。通過技術(shù)改造、挖潛,現(xiàn)軋制Φ6 5ｍｍ線材已具備55ｔ/ｈ以上的軋制能力,軋制Φ8 0ｍｍ線材已具備70ｔ/ｈ以上的軋制能力,年軋制能力達到40萬ｔ。由于韶鋼煤氣熱值低,爐子實際加熱能力小于設(shè)計值53ｔ/ｈ（加熱冷坯）,因此生產(chǎn)過程中常出現(xiàn)待溫和慢軋現(xiàn)象。自1998年至2001年間的產(chǎn)量一直在35萬ｔ左右徘徊。
（3）工序能耗高。表現(xiàn)在爐子單耗高,電耗也因軋制低溫鋼現(xiàn)象多而居高不下。

3 2　解決途徑
通過提高空氣預(yù)熱溫度,以提高煤氣的理論燃燒溫度,從而提高爐溫和爐子的加熱能力,是解決低溫鋼和待溫現(xiàn)象多等問題的有效途徑。通過計算表明:在現(xiàn)有煤氣條件下,空氣預(yù)熱溫度為450℃時,爐溫偏低,滿足不了加熱工藝要求。若將空氣預(yù)熱溫度提高至600℃,其他條件不變,則煤氣的理論燃燒溫度為1893℃,實際爐溫為1325℃[1],基本上可以滿足加熱工藝要求?？諝忸A(yù)熱溫度從450℃提高到600℃,可顯著提高換熱器的溫度效率,從而降低爐子單耗,而且爐溫提高后,減少了軋低溫鋼現(xiàn)象,提高了產(chǎn)量,從而可降低軋制電耗。綜上所述,提高空氣預(yù)熱溫度后可取得良好效果。

4　改造過程
4 1　改造方案的確定
為解決爐溫低、爐子加熱能力不足問題,曾制訂了3種可行性方案,見表1。

　　考慮到韶鋼四軋廠加熱爐爐體較完好,依據(jù)“投資少、見效快、效益好”的改造原則,選擇了方案1,采用更換空氣換熱器的改造方案。

4 2　換熱器的結(jié)構(gòu)及技術(shù)性能
4 2 1　空氣換熱器結(jié)構(gòu)及技術(shù)特點
（1）選用帶麻花插入件鋼管空氣換熱器以克服原噴流式空氣換熱器空氣阻力損失大的缺點。（2）原換熱器上風(fēng)箱焊縫位置多次出現(xiàn)的爆裂現(xiàn)象,是換熱器在加熱或冷卻過程中的不均勻膨脹造成的。實踐證明,僅靠換熱器與冷、熱風(fēng)管之間安裝膨脹節(jié),不足以解決換熱器不均勻膨脹造成的損害。為此,在改造過程中,采用了換熱器懸空安裝方法,即換熱器下風(fēng)箱底部離煙道底面100ｍｍ,換熱器自重依靠其上風(fēng)箱翼板支撐在煙道側(cè)墻及煙道梁上。（3）為延長換熱器煙氣入口處管道的壽命,在煙氣入口部分管道采用Ｃｒ25Ｎｉ20耐熱鋼,在正對煙氣入口的第1排管道上部增加一層輕質(zhì)澆注料保護層。（4）考慮現(xiàn)場安裝條件（指吊車的起重限制）,采用四行程換熱器,2組換熱器通過Ｕ型管現(xiàn)場連接。（5）考慮煙囪的抽力情況,改造后不增加換熱器的煙氣阻力損失。

4 2 2　換熱器的技術(shù)性能
煤氣熱值在5850～6700ｋＪ/Ｎｍ3范圍波動,取平均值6275ｋＪ/Ｎｍ3,并根據(jù)加熱爐實際狀況確定換熱器的設(shè)計參數(shù):平均預(yù)熱空氣量為19000Ｎｍ3/ｈ;空氣預(yù)熱溫度為600℃;平均煙氣量為30200Ｎｍ3/ｈ;煙氣入口溫度為800℃。改造后空氣預(yù)熱溫度提高150℃,空氣阻力損失明顯降低。經(jīng)計算,在相同煙氣流量條件下,煙氣阻力損失沒有增加,換熱器體積僅增加35 9%。

5　效果
改造前正常生產(chǎn)時,加熱爐均熱段一般低于1280℃,加熱段一般低于1240℃,在加熱冷坯、煤氣熱值差時,加熱爐zui高溫度常低于1200℃,因而爐子加熱能力不足,這已成為制約生產(chǎn)水平提高的瓶頸。改造后空氣換熱器運行狀況良好,達到了設(shè)計要求,實際爐溫提高約60℃,可根據(jù)生產(chǎn)需要提高加熱段爐溫,實施快速加熱,因而取得了增產(chǎn)節(jié)能效果。（1）提高了加熱能力,加熱冷坯時的加熱能力可達到設(shè)計水平（53ｔ/ｈ）,較改造前提高5ｔ/ｈ,在一定程度上緩解了加熱能力不足問題。（2）坯料加熱質(zhì)量改善,成材率提高。其原因:一方面由于爐溫提高,有條件實施快速加熱,可使氧化燒損減少0 15%;另一方面,因減少了軋制低溫鋼現(xiàn)象,故可減少中間軋廢0 05%,因而總計可使成材率提高0 20%。（3）工序能耗大幅度降低。其主要原因:一是由于空氣預(yù)熱溫度提高,降低了爐子單耗;二是由于低溫鋼減少,降低了軋制電耗。據(jù)測算,改造后,爐子單耗可降低0 1ＧＪ/ｔ,電耗可降低3ｋＷ·ｈ/ｔ。（4）熱風(fēng)溫度提高至600℃以后,外絕熱包扎的熱風(fēng)支管在高溫下,其內(nèi)壁的氧化速度急劇加快,支管焊縫出現(xiàn)爆裂現(xiàn)象。因此,計劃在2003年爐子中修期間,更換所有熱風(fēng)支管,并在使用過程中嚴(yán)格控制熱風(fēng)溫度在630℃以下。

6　結(jié)束語
（1）采用高溫空氣換熱器提高空氣預(yù)熱溫度,是使用低熱值燃料的加熱爐提高爐子爐溫和加熱能力的一條有效途徑,能取得很好的增產(chǎn)及節(jié)能降耗效果,是目前加熱爐“投資省、見效快、效益好”的一項改造措施。（2）高溫帶插件鋼管空氣換熱器具有*的綜合熱工性能,是加熱爐換熱器理想的更新?lián)Q代產(chǎn)品。（3）在進行空氣換熱器改造的同時,增建了1座容量約260ｔ的全密封熱坯保溫坑[2],從而提高了坯料的熱裝溫度,通過上述改造措施的實施,加熱熱坯時,爐子的加熱能力基本能滿足當(dāng)前生產(chǎn)需要。

免責(zé)聲明

凡本網(wǎng)注明"來源：制藥網(wǎng)"的所有作品，版權(quán)均屬于制藥網(wǎng)，轉(zhuǎn)載請必須注明制藥網(wǎng)，http://www.hbqingka.cn。違反者本網(wǎng)將追究相關(guān)法律責(zé)任。
企業(yè)發(fā)布的公司新聞、技術(shù)文章、資料下載等內(nèi)容，如涉及侵權(quán)、違規(guī)遭投訴的，一律由發(fā)布企業(yè)自行承擔(dān)責(zé)任，本網(wǎng)有權(quán)刪除內(nèi)容并追溯責(zé)任。
本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其它來源的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點或證實其內(nèi)容的真實性，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時，必須保留本網(wǎng)注明的作品來源，并自負版權(quán)等法律責(zé)任。
如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請在作品發(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。