楊彩虹（河北鋼鐵邯鄲集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司，河北邯鄲 056000）

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冷基鍍鋅線加熱爐余熱回收

楊彩虹
（河北鋼鐵邯鄲集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司，河北邯鄲 056000）

【摘要】邯鋼冷軋廠西區(qū)冷基鍍鋅線加熱爐經(jīng)過引風(fēng)機(jī)后煙氣溫度為300℃，排煙溫度較高，排煙熱損失較大，為了響應(yīng)國家節(jié)能減排的號召，在冷基鍍鋅線安裝余熱回收利用裝置，進(jìn)行加熱爐尾部煙道煙氣余熱的回收利用。本文針對國家“十二五規(guī)劃”明確提出了節(jié)能減排的目標(biāo)，采用中興“相變換熱器”技術(shù)，更好進(jìn)行煙氣余熱利用。

【關(guān)鍵詞】冷基鍍鋅線 余熱回收 節(jié)能減排

國家“十二五規(guī)劃”明確提出了節(jié)能減排的目標(biāo)，即到2015年，單位GDP二氧化碳排放降低17%；單位GDP能耗下降16%；非化石能源占一次能源消費(fèi)比重提高3.1個(gè)百分點(diǎn)，從8.3%到11.4%；主要污染物排放總量減少8到10%的目標(biāo)。根據(jù)調(diào)查，各行業(yè)的余熱總資源約占其燃料消耗總量的17%-67%，可回收利用的余熱資源約為余熱總資源的60%。政府已將“余熱余壓”利用工程列為“十大重點(diǎn)節(jié)能工程”之一。節(jié)能減排已成為整個(gè)社會的共同任務(wù)。

1 冷基加熱爐運(yùn)行參數(shù)

表1所示：

用戶使用的燃料為混合煤氣，根據(jù)以往的成功經(jīng)驗(yàn)煙氣酸露點(diǎn)取用120℃。

2 冷基鍍鋅線加熱爐余熱利用特點(diǎn)

本煙氣余熱回收利用工程采用中興“相變換熱器”技術(shù)，該技術(shù)首次提出將換熱器最低金屬壁面溫度定義為“第一設(shè)計(jì)要素”的理念，以及首次提出將對產(chǎn)生煙氣低溫結(jié)露和腐蝕具有關(guān)鍵性影響的最低壁面溫度置于“可控可調(diào)狀態(tài)”的創(chuàng)新概念。可始終保證金屬壁面溫度處于酸露點(diǎn)以上以避免出現(xiàn)低溫結(jié)露和腐蝕，最大幅度回收煙氣低溫余熱。

本次設(shè)計(jì)在鍋爐的尾部煙道上安裝相變換熱裝置，分為兩段，1#相變段將排煙溫度從400℃降低到200℃，回收的熱量用于將2#相變段出口引出的120℃軟水加熱為0.8MPa、170.41℃的蒸汽；2#相變段最低壁面溫度設(shè)定在130℃（高于煙氣酸露點(diǎn)），將排煙溫度從200℃降低到165℃回收的熱量用于將25℃、4.01t/h的軟水加熱為120℃。

隨著加熱爐負(fù)荷的變化以及冬夏送風(fēng)進(jìn)口風(fēng)溫的變化都將使換熱器最低壁面溫度和排煙溫度發(fā)生變化，為了避免低溫腐蝕，可以通過旁通自控閥自動調(diào)節(jié)被加熱介質(zhì)來控制最低壁溫和排煙溫度，從而適應(yīng)加熱爐負(fù)荷和氣溫的季節(jié)性的變化。

表1　加熱爐運(yùn)行參數(shù)

2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)

表2所示：

2.2 工藝流程

工藝流程圖1所示：

3 節(jié)能效益

3.1 排煙回收的熱量

原排煙溫度以400℃計(jì)，應(yīng)用相變換熱器后尾部排煙溫度為165℃，回收的熱量為：

式（1）中:Vg——煙氣流量，單位：Nm3/h；Pg——煙氣密度，取1.295 kg/Nm3；Cpg——煙氣比熱，取1.09kJ/（kg.℃）；ΔT——相變換熱器前、后排煙溫度溫差，單位：℃；φ——設(shè)備保熱系數(shù)，取0.95；Q——相變換熱器回收熱量，單位：kW。

3.2 等效標(biāo)煤量Gc

式（2）中：Q——相變換熱器回收熱量，單位：kW； HR——設(shè)備運(yùn)行小時(shí)數(shù)，用戶提供7200小時(shí)； Qp——標(biāo)煤的發(fā)熱量，單位：kcal/ kg；860——“大卡”和“千瓦時(shí)”單位轉(zhuǎn)換系數(shù)。

3.3 送引風(fēng)機(jī)增加的能耗

（1）煙氣阻力增加1150Pa，但由于排煙溫度降低使引風(fēng)機(jī)入口體積流量減少可抵消流阻約574Pa，故實(shí)際增加煙氣流阻為576Pa，引風(fēng)機(jī)增加的能耗 Py為：

表2　設(shè)計(jì)參數(shù)表

············

圖1　工藝流程圖

式（3）中：△hy——增加的煙氣阻力，單位：Pa；Vg——煙氣流量，單位·m3/h;Лy——引風(fēng)機(jī)效率，取75％。

（2）水泵增加的能耗：

式（4）中：qv——水量，單位：kg/s；H——水泵揚(yáng)程，單位：m；Лb——水泵效率，取75%。

（3）增加年總耗電量E：

式（5）中：yP——引風(fēng)機(jī)增加的能耗；bP——水泵增加的能耗；HR——設(shè)備運(yùn)行小時(shí)數(shù)，7200小時(shí)。

增加回收余熱設(shè)備會增加阻力，本項(xiàng)目在煙氣側(cè)增加了1150Pa的阻力損失，但由于排煙溫度降低，使煙氣流量減少引風(fēng)機(jī)抵消煙氣阻力574Pa，實(shí)際增加了576Pa的阻力損失；若引風(fēng)機(jī)余量足夠，對引風(fēng)機(jī)無負(fù)面影響，反而會減少對葉片的磨損。

按年運(yùn)行時(shí)間7200小時(shí)，年回收熱量2980千瓦，年節(jié)省標(biāo)煤2636噸，年增加耗電量103487度，標(biāo)煤價(jià)格按照400元/噸，廠用電按照0.4元/度計(jì)算，實(shí)際年節(jié)能效益：103.8萬元。

4 結(jié)語

冷基鍍鋅線在加熱爐尾部煙道安裝相變換熱器，避免了因壁面溫度低于酸露點(diǎn)而導(dǎo)致的結(jié)露、腐蝕、堵灰等問題，延長設(shè)備壽命，到目前為止，該余熱回收裝置已經(jīng)運(yùn)行5年，設(shè)備運(yùn)行狀況依舊非常良好，達(dá)到節(jié)能降耗、改善環(huán)境的目的。

作者簡介：楊彩虹（1970—），女，山西稷山人，本科，畢業(yè)于華北電力大學(xué)，高級工程師，研究方向：鋼鐵企業(yè)熱力專業(yè)設(shè)計(jì)，包括能源環(huán)保、節(jié)能減排項(xiàng)目等。