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    废气余热回收利用设备的种类及其选用的原则
    作者:管理员   时间:2019-04-11 01:21  来源:未知   浏览:次6
     冶金企业常用的废气余热利用方式有:①安装换热器;②在换热器后安装余热锅炉;③炉底管汽化冷却;④发电(热电联产);⑤制冷。回收后的热量主要用于预热助燃空气、预热煤气和生产蒸汽。对电炉而言,预热废钢或进料可减少电炉的电能消耗,缩短熔炼时间;对加热炉而言,预热空气、燃料或工件,烟气余热返回炉内,可使火焰稳定、燃料温度和燃烧效率以及炉子的热效率。
    我国冶金企业使用的废气余热回收利用设备主要有:(1)管式换热器,约有40%的钢铁企业采用。其特点是允许入口烟气温度达1000℃以上、出口烟温达600℃,平均温差约300℃;热回收率低,平均在26%~30%;工作时间平均为6151h;结构简单、密封性好,应用面广。(2)片状管换热器,联合企业及中小企业采用的较多。其特点是用于预热助燃空气,并返回本工艺;热回收率平均为28%~35%;允许入口废气温度700℃左右,出口亦360℃左右。(3)辐射式换热器,是使用的一种换热器,多用在均热炉或加热炉上。其特点是入口烟气温度1176℃,平均入口烟气温度876℃,出口烟气温度亦高达600℃左右;可将空气预热至400℃左右,助燃好,温度效率可达40%以上,但热回收率较低,平均为26%~35%;对材质有耐高温要求。(4)余热锅炉,联合企业采用的较多,而且主要用于平炉,回收的热量70%用于生产,其特点是工作状态稳定,年平均工作时间6279h;入口烟气温度约650℃,出口烟气温度约250℃。(5)热管换热器,中小企业安装使用的较多,一般为钢-水重力式热管,多用于预热空气或煤气,回收热风炉烟气余热,90%用于生产。其特点是入口烟气温度约250℃,出口烟气温度约150℃,预热空气温度可达125~150℃;温度效率超过45%,热回收率一般在50%以上。(6)余热锅炉-汽轮机发电装置,以电力回收余热是最好的形式,但受动力设备运转的连续性以及电力并网等条件的限制,此种设备应用的较少。各冶金企业换热器的发展趋势是:①换热器的形式由简单的低效型走向强化传热;②热风温度一般在300℃以上,比过去提高了80~100℃;③出换热器的烟温由过去的400~500℃降低到250~400℃,说明余热回收率有了。
    生产蒸汽的余热回收设备主要是余热锅炉和汽化冷却装置。有条件的企业应设置余热锅炉,不过有时使用余热锅炉并不合算,因为余热锅炉属于低温炉,可以而且应当使用低品质的热源,高温炉的烟气余热应当回到高温炉内,以节省燃料。各企业应根据余热的种类、介质温度、数量及利用的可能性来确定使用回收利用设备的类型及规模,总的原则是:①余热回收后应优先用于本系统设备;用于其它工序时应尽量选择距离近,产、供时间方案。②高温余热要尽可能用于需要高温的设备,尽量减少能量转换次数而谋求直接利用,并加强回收后的保温措施。③措施要齐备,发生意外事故时不影响本工艺的正常生产。
    工业炉窑余热回收差的原因,除了排烟温度高和换热器能力小之外,鲜为人注意的是烟气和热风的显热未能保存,烟气由炉膛冒出、吸入冷风,地下烟道漏水、漏气,旁通烟道短路和管道绝热不良,使多数炉子在回收装置前的烟气热损失30%~50%,回炉热风的显热损失为20%~33%。针对这种情况,提出了一系列降低出炉烟温的措施和能充分保存与回收余热的排烟-供风系统,使上述两项热损失分别降到5%和3%左右,同时开发了各种高效、经济的换热器和能使用全热风的燃烧装置,回收后烟温可下降到180~250℃,不再需要安装价格昂贵而利用率不高的余热锅炉,使炉气余热从炉外回收转到炉内回收的方向来,正是在这种形势下提出了“余热全自回收”的新概念:首先设法降低炉子排出的烟温和烟量,并使余热回收过程中的各项热损失减少,然后通过高效换热器将余热最大限度地回收并全部送入炉内。根据“余热全自回收”的原理,马鞍山钢铁设计研究院开发设计了一批高回收率、低热损失型燃油加热炉,其热效率普遍达到60%~65%,有的达到71.4%,赶上了日本川崎节能型炉72%的国际最高热效率。还设计投产了一批炉顶辐射供热的高效高炉煤气加热炉,使以往不能用于轧钢生产而大量放空的超低热值高炉煤气能成功地用于轧钢加热炉,其热效率也在国际领先,达到了62%〔1〕。最近,鞍山热能研究院又提出了一种使烟气直接入炉循环的新节能措施〔2〕。它将火焰炉上的普通煤气烧嘴、粉煤烧嘴、低压油喷嘴或高速烧嘴改造成带有循环烟气通路的“烟气自循环烧嘴”,利用烧嘴喷口流出的燃料空气混合物引射循环烟气,在烧嘴砖燃烧通道内进行燃烧和混合,形成新旧燃烧产物的均匀混合物,再喷入炉膛。采用这种方式,炉窑不需配置换热器即可节能15%左右。烟气自循环烧嘴结构简单,与一般金属换热器相比造价低而节能效率高,同时还能节省因用换热器而产生的动力消耗。所以对安装换热器在技术或经济上有困难的企业来说,是一种经济而有效的节能方法。
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