DOC《高炉热风炉分离式热管换热器的改造实践》

700000 505349 换热管有效长度 mm

6900 6900 进口温度℃350

45 换热管尺寸 mm φ42*3.5 φ42*3.5 出口温度℃~165

215 翅片高度 mm

20 20 流动阻力 Pa ≤500 ≤550 翅片厚度 mm 1.2 1.2 管内蒸汽温度 ℃

260 单排换热管数 根78/76 74/72 换热面积 m2 6811+14224(热侧) 换热管排数 排28

28 回收热量 Kw 21461+35373=56833 换热管总数 根2156

2044 3 热风炉煤气换热器在生产中存在的问题 高炉煤气通常含有酸性气体和水份(一般情况下机械含水按照5‰体积,饱和水3%体积),在露点温度以下,易形成酸,与金属材料反应,引起腐蚀.通过对高炉煤气冷凝水进行取样分析,发现Cl-含量较高,高炉煤气冷凝水参考成分见表2所示. 表2 高炉煤气冷凝水参考成分 Fig.2 reference component pH值 电导率(uS/cm) 总含盐量(mg/L) 总硬度(mg/L) Cl-(mg/L) CN-(mg/L) S2-(mg/L) 1.9

7864 5486

3265 6726 0.92 11.0 3.1 煤气换热器顶部上升管密封盒泄漏 煤气换热器顶部上升管密封盒中多次、多处发生煤气泄漏情况,确认密封盒中波纹补偿器长期受Cl-腐蚀导致煤气泄漏.只能采取外部注胶的方式进行临时处理.上升管密封盒如图2所示. 图2 上升管密封盒 Fig.2 seal box 3.2 煤气换热器底部煤气泄漏 煤气换热器底部为双层组合结构,如图3所示,下层底板为密封层,上层底板为支撑层(起承载作用,不起密封作用).因煤气换热器内部排污孔设置数量少,且位于箱体底部中间位置,造成高炉煤气冷凝水流通不畅.换热器底部长期存有高炉煤气冷凝水,致使换热器底板与换热管结合部位腐蚀开裂,造成底部煤气泄漏.换热器底板双层多处腐蚀,出现多处漏点,整体强度下降,存在极大隐患. 图3 煤气换热器底部结构 Fig.3 bottom structure 3.3 煤气换热器内部管束腐蚀 煤气换热器内部换热管特别是煤气入口侧前6排受高炉煤气腐蚀严重,如图4所示,造成换热管上翅片脱落严重,换热管出现泄漏,严重影响换热效率. 图4 煤气换热器换热管腐蚀情况 Fig.4 corrosion circumstance 4热风炉煤气换热器改造实施 4.1 煤气换热器顶部改造 取消换热器顶部单个上升管波纹补偿器,改为矩形304金属补偿器,增加二次密封及满足热管膨胀量要求.同时更改密封形式为弹性密封即柔性石墨压紧套环式密封,改造后可在线更换软密封,方便故障处理,如图5所示. 图5 改造后煤气换热器顶部密封结构 Fig.5 top of the sealing structure 4.2 煤气换热器底部改造 将换热器底板由平面布置改为倾斜布置,倾斜角度为8度,同时在最低点设置排污口,便于高炉煤气冷凝水流动.这样可以将煤气冷凝水有效集中到一点进行排放,减少煤气冷凝水积存,避免换热器底板腐蚀.同时更改密封形式为弹性密封,改造后可在线更换软密封,方便故障处理,如图6所示. 图6 改造后煤气换热器底部结构 Fig.6 bottom structure 4.3 煤气换热器管束改造 在煤气换热器管道入口加装脱水装置,经连接管路将煤气冷凝水并入煤气水封排出,有效脱除高炉煤气中携带的水份,延缓煤气换热器本体腐蚀,同时提高煤气的预热温度.将前6排原有普通碳钢换热管更换为MND钢管束,有效解决低温腐蚀问题.

5 结语 通过对分离式热管换热器的工作原理和内部结构进行研究,结合煤气换热器设备运行参数和生产运行中存在的问题,分析煤气换热器出现问题的原因,对煤气换热器顶部密封型式进行优化,对煤气换热器底部结构和密封型式进行改造,减少煤气冷凝水对钢结构的腐蚀,对煤气换热器内部管束进行改造,增强管束耐腐蚀能力,消除煤气泄漏的隐患. 参考文献: [1] 金万金,分离式热管煤气、空气双预热器在上海宝钢4#高炉热风炉上的应用[J],节能技术,2006,24(2):161-164. [2] 刘高高.热风炉前置预热工艺设计与研究[D],四川大学,