PDF《高炉脱湿鼓风技术及其在马钢的应用与发展》

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2 冶金动力ME T ALL U RGI C AL P OW E R

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0 9 ~第4期总第134期 高炉脱湿鼓风技术及其在马钢的应用与发展 邓航(马钢设计研究院有限责任公 司,安徽 马鞍 山,243000)【摘要】介绍了脱湿鼓风的概念以及其在马钢的发展实施过程 , 并通过马钢高炉脱湿鼓风的应用实例, 论述 了马钢 的脱湿鼓风工艺 的特点及在节能 、 降耗 、 提高产量等方面产生 的效益 .

【 关键词 】 高炉;

脱湿鼓风;

冷冻脱湿;

蒸汽制冷: 湿度节能 【 中图分类号】T F

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6 【 文献标识码】B 【 文章编号】

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0 9 )

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0 5 Ap pl i c a t i o n o f Bl a s t Fur na c e De we t t i n g Bl a s t Te c h no l o g y a nd De v e l o p m e nt DENG Ha n g ( Ma s t e d De s i g n&

R e s e a r c h I n s t i t u t e C o . , L t d . , Ma a n s h a n , A n h u i

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0 0 , C h i n a ) 【 A b s t r a c t ] C o n c e p t o f d e w e t t i n g b l a s t a n d i t s a p p l i c a t i o n i n M a s t e e l w e r e p r e s e n t e d .T a k i n g f o r a p p l y i n g e x a mp l e t h e b l a s t f u r n a c e d e we t t i n g b l a s t t e c h n o l o g y , c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e t e c h n o l o g y a n d i t s b e n e f i t s i n e n e r g y s a v i n g , c o n s u mp t i o n r e d u c i n g a n d o u t p u t i n c r e a s i n g w e r e d i s c u s s e d . 【 K e y w o r d s ] b l a st f u r n a c e ;

d e w e t t i n g b l a s t ;

r e f r i g e r a t i o n d e w e t t i n g ;

s t e a m r e f r i g e r a t i o n ;

h u m i d i t y a n d e n e r g y s a v i n g

1 脱湿鼓风概述 脱湿鼓风系指预先将空气中的湿度降低到某一 较低数值之后而送往高炉 , 又称鼓风的除湿. 以前高炉的鼓风大都采用 自然湿度鼓风 ,其生 产都普遍存在着一个现象 , 即夏季产量较低 , 焦 比较 高,而冬季产量较高 , 焦 比较低.冬季被看作是高炉 生产的黄金季节 , 这主要是因为冬季气温较低 , 空气 湿度较小 , 密度较大 , 因而使鼓风 的水分减少 , 质量 流量增加的缘故. 随鼓风带人高炉的水分在高炉风 口回旋 区发生 分解反应而吸收热量 , 导致风 口前的燃烧温度下降, 增加焦 比.根据文献报道 , 含湿量增加 l 咖,,

理论 燃烧温度降低

6 .

3 ℃( 新 日铁经验值) 、

7 . 6℃ ( 首钢经 验值 ) 、 焦 比增加

1 k g C t , 相 当于降低 9℃风温. 考虑 到分解产生 的H在炉 内参加还原反应 又放 出相当 于3℃风温的热量 .因此一般认为鼓风湿分变化

1 m 相当于影响风温

6 o C . 在沿江地区 , 冬季和夏季 湿分相差约

3 0 s / m 左右 , 年平均湿分变化

1 0 g / m s . 此外 , 一天当中大气湿分是波动的, 南方地 区一天中 空气湿度波动一般 为3~6s/m3,湿度 的变化对冶炼 焦 比影响十分明显 , 对高炉稳定性的干扰更为直接 , 更不可忽视. 因此 , 鼓风含湿量会导致高炉的炉况波 动甚至失常 , 对高炉生产有较大的影响. 在上世纪

7 0 年代能源危机以前焦炭价格低廉 , 炼铁界采用加湿鼓风的方法来稳定鼓风湿分 ,以多 消耗焦炭为代价换取高炉增产 ,这在当时条件下是 可取的, 因此不少高炉采用加湿鼓风技术. 随着高炉对节能的

1 3 益重视以及喷煤技术的应 用,在能源危机的今天 , 在强调 节能降耗 、 节能 减排 、 节约型社会 的今天 , 采用脱湿鼓风, 在低 湿分前提下稳定鼓风湿分 , 进而稳定高炉炉况, 降低 焦比, 节省焦碳 , 增加产量 , 多喷煤粉 , 实现高炉生产 的 四季如冬 已经引起炼铁界的高度重视并得到 迅速的发展.

2 高炉脱湿鼓风的意义.

2 .

1 稳定炉况 由于脱湿鼓风使进入高 炉的湿度相对稳定 , 能 有效地降低高炉风 口前火焰温度的波动,稳定高炉 炉况 , 实现高炉生产的 四季如冬 .

2 .

2 降低焦 比 脱湿鼓风能够减少高炉风口水分分解热而节约 焦碳 , 降低焦 比.风中湿度每减少

1 s / m , 焦 比降低 约0.6~0.8ks/t,关于这一点已为炼铁界所公认.

2 .

3 提高入炉干风温度 脱湿鼓风可提高人炉的干风温度 .风 中湿度每 减少

1 s / m , 进入高炉的干风有效温度可提高 6℃, 进而能够多喷煤粉 .

3 马钢脱湿鼓风的发展历程

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0 9 年第 4期总第134期冶金动力ME TA I L U】 王GI CA L P OW E R 马钢对高炉脱湿鼓风技术一直非常重视. 早在

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0 1 年的马钢第一炼铁厂 高炉大修改 造工程时 ,有关设计人员就高炉鼓风脱湿进行 了交 流和研讨 , 并深入现场调研.2

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3 年1O月,马钢再 次将实施高炉脱湿鼓风技术提到工作 E l 程上 ,并组 织相关职能部 门及设计 院开展 了第一炼铁 厂高炉风机增设脱湿装置的方案设计 ,由于受总图布置 及相关公辅系统能力的限制 , 工程最终没有实施 .

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0 6 年3月,马钢

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0 0 m

3 高炉鼓风制冷脱湿 工程动工建设并于 当年 9月建成完工 ,经过

1 个月 试运行后于次年

5 月~10月正式投运.

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3 高炉 鼓风机房设置 3台鼓风机 , 分别 向 2座高炉供风 , 正 常运行方式

2 运1备.此次工程仅对

1 座高炉进行 脱湿鼓风 , 但考虑夏季时间较短 , 按最高点设计的冷 水量大部分时间有富裕 ,因此对另 l 座高炉也配置 了 1台脱湿器 , 即春秋季 节按 照 一拖二 方式运 行,分别对

2 座高炉进行脱湿 , 当空气湿度达到设计 点时 , 调整为单座高炉脱湿.

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0 8 年6月,马钢

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3 高炉鼓风站新建

3 脱湿鼓风装置工程动工兴建 ,

8 月建成投产. 本工程 是前次工程的二期工程, 新建

1 台脱湿器、 l 套制冷 装置及相应辅助设备.工程完成后与一期脱湿系统 连成一体 , 最终在

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0 0 m

3 鼓 风站形成 二拖三 运 行模式 , 满足

2 座高炉 的脱湿鼓风需要.

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0 9 年1月,马钢

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0 0m

3 高炉鼓风脱湿工程 开始实施 , 现基本建成 , 拟于

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0 9 年夏季到来前投 入试运行 .该工程为

4 0

0 0 m , 高炉脱湿鼓风的一期 工程 , 新建

1 台脱湿器 、

1 套制冷 装置 ( 由 2台制冷 机组组成 ) 及相应配套辅助 系统 , 并预 留二期工程 相应接口. 待二期工程实施后最终形成 二拖三 的 运行模式.

4 马钢脱湿鼓风 的工艺技术特 点4.1脱湿鼓风工艺的选择 高炉脱湿鼓风方法主要有

3 种,即吸附法 、 冷却 法和联合法. 吸附法是 以Lid作吸附剂 , 与湿空气充分接触 , 吸收空气 中的水分 , 随后对吸附剂加热脱水再生 , 并 已此循环连续使用.以固态 L i d作吸附剂时称干式 吸附法 , 吸附剂为液态 L i e l 时称湿式吸附法 . 由于吸附法使鼓风机吸入空气温度升高,从而使鼓风机功率增加 , 导致能耗加大 . 干式吸附装置管 理复杂 , 湿式吸附有腐蚀鼓风机 叶片的可能. 冷却法是将湿空气通过冷却器冷却 ,使其温度 降至空气压力及所含湿量相对应的饱 和温度下 , 将 空气中的水分凝结 而析出 , 又称冷冻脱湿法. 冷却法 又分为鼓风 机出口侧冷却 法和鼓 风机 吸入侧 冷却 法. 鼓风机 出口侧冷却法不需要冷冻机 , 但会导致冷 风的热量损失及鼓风机出 口压力 的损失. 鼓风机吸人侧冷却法在鼓风机吸风管道上设置 脱湿器 , 易安装 , 调节性 能好 , 元需吸附剂 , 不消耗热 量,技术成熟 , 尤 以节能与增加鼓风机的风量为其 主 要特点. 联合法顾名思义是将冷却和吸附结合起来 , 可 使空气湿度脱得较低 , 但是运行和维护复杂 , 也需多 耗能. 马钢依据企业 自身的结构特点和生产现状 , 本 着节能降耗 , 减排降噪 , 合理利用能源等原则 , 确定 了鼓风机吸人侧冷却 的高炉脱湿鼓风工艺,脱湿装 置采用双效蒸汽型溴化锂吸收式制冷方式制造低温 冷却水 .

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2 马钢

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0 0 I T I

3 高炉的脱湿鼓风工艺技术

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1 脱湿鼓风工艺参数 马钢

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3 高炉风机为 A V

1 0

0 ―

1 8 , 最大风量

8 8

0 0 m

3 / m i n , 根据风机 年平均风量 以及风机投产后 的运行状况并考虑适当的余量 , 确定脱湿鼓风风量 为7100m3/min;

以脱 湿期脱湿后含湿量

8 .

7 g / m , , 温 度降低到

8 ~ C 为设计点 ;

并通过理论计算 , 满足单座 高炉脱湿鼓风需要的最大制冷量约为800万 k e a l / h , 考虑将来 二拖三 运行模式 , 配置单台制冷 量为

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0 万keal/h的双效蒸汽型溴化锂吸收式制冷 机组 2台, 以便运行调整.马钢

4 0

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1 .

1 .

1 3 高炉脱湿鼓 风装置设计 主要参数确定如表 l 所示 . 表1脱湿鼓风装置主要参数 空气量 , 人口 出口 需要冷量 / 脱出湿分, 工况 ( m

3 / m i n ) (

1 0

4 k e a d / h) ( k # h ) 温度 / '

E 相对湿度 肠 含湿量 / ( 咖'

)温度 , ℃ 含 湿量 / ( 咖'

)夏季平均最高( 设计条件 )

7 1

0 o

3 0 .

7 8

0 2

9 .

4 1

0 .

0 1

0 . O

8 o

0 8

2 8

4 脱湿期平均 ( 春、 夏、 秋)710o22.O8017.48.O7.64724164冶金动力ME TA I L UR GI CAL P ( l R

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0 9 ~第 4期 总第134期

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2 脱湿鼓风工艺流程 鼓风机 吸人侧 冷........