冷基鍍鋅線加熱爐余熱回收

楊彩虹（河北鋼鐵邯鄲集團設(shè)計院有限公司，河北邯鄲 056000）

?

冷基鍍鋅線加熱爐余熱回收

楊彩虹
（河北鋼鐵邯鄲集團設(shè)計院有限公司，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)過引風機后煙氣溫度為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，采用中興“相變換熱器”技術(shù)，更好進行煙氣余熱利用。

【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，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比重提高3.1個百分點，從8.3%到11.4%；主要污染物排放總量減少8到10%的目標。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“十大重點節(jié)能工程”之一。節(jié)能減排已成為整個社會的共同任務(wù)。

1 冷基加熱爐運行參數(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)驗煙氣酸露點取用120℃。

2 冷基鍍鋅線加熱爐余熱利用特點

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?？墒冀K保證金屬壁面溫度處于酸露點以上以避免出現(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），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℃。

隨著加熱爐負荷的變化以及冬夏送風進口風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)加熱爐負荷和氣溫的季節(jié)性的變化。

表1　加熱爐運行參數(shù)

2.1 設(shè)計參數(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，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 等效標煤量Gc

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

3.3 送引風機增加的能耗

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

表2　設(shè)計參數(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——引風機效率，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——引風機增加的能耗；bP——水泵增加的能耗；HR——設(shè)備運行小時數(shù)，7200小時。

增加回收余熱設(shè)備會增加阻力，本項目在煙氣側(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機抵消煙氣阻力574Pa，實際增加了576Pa的阻力損失；若引風機余量足夠，對引風機無負面影響，反而會減少對葉片的磨損。

按年運行時間7200小時，年回收熱量2980千瓦，年節(jié)省標煤2636噸，年增加耗電量103487度，標煤價格按照400元/噸，廠用電按照0.4元/度計算，實際年節(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而導致的結(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)運行5年，設(shè)備運行狀況依舊非常良好，達到節(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，高級工程師，研究方向：鋼鐵企業(yè)熱力專業(yè)設(shè)計，包括能源環(huán)保、節(jié)能減排項目等。