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钢企带钢加热炉的节能改造

时间:2020-03-06 00:21 作者: 点击:

带钢加热炉节能分析江苏某带钢厂加热炉为三段推钢侧出料式燃气加热炉,从而增加混合气体中煤气和空气的混合比,烟气直接经¢2400mm总钢烟道直接排回原地下烟道,以保证不影响带钢
讯:目前,大部分带钢厂消耗的主要能源品种是煤气、电力和水等三部分,分别在能源消耗指标中占61%、38.9%和0.1%左右。因此降低带钢轧制的能源耗量重点应从降低加热炉燃料消耗入手。

1、带钢加热炉节能分析

江苏某带钢厂加热炉为三段推钢侧出料式燃气加热炉,设计能力为90t/h,设计的坯料长度为6.5m,上侧排烟方式,采用普通管式换热器进行余热回收,预热空气温度较低。

提高加热炉热效率的途径是:

1)减少出炉废气带走的热量;

2)减少炉膛内(包括炉墙)的各项热损失;

3)保持合理的空煤比及燃料供给量,使能量得到充分利用;

4)充分回收烟气余热。

2、带钢加热炉节能改造

2.1、平焰烧嘴的改造

江苏某带钢厂将原有的平焰烧嘴喷头¢10mm孔改为¢8mm的孔,相当于增加变径的局部阻力系数,在煤气量一定的情况下,可减少空气的流量,从而增加混合气体中煤气和空气的混合比,即降低了煤气燃烧过程中的空气过剩系数,减少了通过烟气排入大气的热量,提高了热效率。

2.2、烟气余热的梯级利用及节能改造

2.2.1、空气预热器的节能改造—加装热管空预器

江苏某带钢厂利用现有的烟道尺寸,进行局部改进,在现有管式预热器的基础上增加一组低温热管空预器,对低温烟气进行余热回收,使空气预热器温度由原来的400℃提高到500℃—550℃,并以高速喷射到坯料表面,强化对流传热,节能达10%—15%。

(热管空预器)

2.2.2、管式空预热器的节能改造—加装热管蒸发器及热管省煤器

河北某带钢厂加热炉加热段采用空气单蓄热供热方式,均热段采用常规烧嘴供热方式,这样就有大约30000m3/h高温烟气需要经过炉尾烟道排入大气。虽然经过管式换热器预热均热段助燃空气后,但最终的烟气温度仍高达450℃左右,属于高品质的余热能源浪费。利用在带钢加热炉炉尾管式换热器后面增设热管蒸发器及热管省煤器生产蒸汽,进一步回收废热烟气余热余能,达到节能减排的目的。

1)主要技术指标:

烟气参数:烟气流量30000m3/h,烟气温度450℃。

余热回收系统参数:蒸汽压力1.3MPa,蒸汽量4t/h,排烟温度降至150℃左右,年工作时间大于330天。

不影响加热炉的正常操作,不影响烟囱烟气的正常排放。

2)工艺流程:

从带钢加热炉炉尾总烟道上(原烟道翻板后)开一孔,接钢烟道(¢2400mm)引到地面上。从地上总钢烟道(¢2400mm)接出一根¢2200mm烟气管道至热管蒸发器和热管省煤器,其上安装一道阀门。正常情况下,烟气经热管蒸发器和热管省煤器进行换热,然后再经引风机及其后¢2200mm排烟钢管道排回原总地下烟道,通过烟囱排入大气,同时引风机后钢烟道(¢2200mm)上安装一道阀门。若热管蒸发器、热管省煤器或引风机检修时关闭热管蒸发器前和引风机后的二道阀门,打开地上总钢烟道(¢2400mm)上一道阀门,烟气直接经¢2400mm总钢烟道直接排回原地下烟道,通过烟囱排入大气。地面上钢烟道必要部位加装管道膨胀节,同时热管蒸发器前排烟管道外包100mm保温层。

该余热回收项目关键点是带钢加热炉烟道吸力调节,以保证不影响带钢加热炉正常生产。为此,引风机特选用变频调节,可实现灵活调节烟气量,同时留有烟气直通管(¢2000mm),必要时烟气可不经过热管蒸发器、热管省煤器和引风机,直接排入原总地下烟道中。而且正常生产时烟气直通管上¢2000mm阀门与烟囱前压力保持连锁,若检测到烟道压力不正常,联锁条件自动打开¢2000mm阀门,以保证系统压力不影响钢带加热炉的正常操作,不影响烟囱烟气的正常排放。

根据相关资料和现场施工经验,钢带加热炉不停产即可实现在地下烟道上开孔,共需要开3个孔,但由于烟道气中会有少部分残余CO,施工时需要注意安全。或者利用带钢加热炉年修时间进行烟道开孔对接。

3)主要工艺设备汇总表(见表4)

4)创效:

能源消耗:

软水:5t/h,按4.6元/t计。

电耗:215kwh,按0.5元/kwh计。

节能改造后能源产出:

蒸汽:1.3MPa,4t/h,公司蒸汽单价134元/t。

收益:4×134-(5×4.6+215×0.5)=405元/h。

全年工作时间:330×24=7920h

全年经济效益:7920×405=320万元

本工程总投资约为420万元,即15个月内可收回全部投资。

2.3、增加原料长度

江苏某带钢加热炉设计原料长度为6.5m,而实际原料只有5m、5.5m、5.8m和6m,炉膛利用率较低,两侧形成空烧。经协调将原料长度增加到5.8m—6m,有效提高了炉底强度,通过加权平均数计算原料长度净增0.4m,在同样煤气情况下产量净增7.3%。

另外还可以在以下几个方面来进行节能改造:

1)降低炉体散热

2)降低管底比

3)提高热装率

4)在满足开轧温度的前提下,按工艺规范的低温限出钢。

5)高温空气管道保温改造。

6)合理控制燃烧。

3、总结

通过以上几方面的节能改造,可以有效的增加带钢加热炉的经济效益,提高带钢加热炉的加热能力和加热质量,间接的为企业创造了效益。


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