陽春新鋼鐵高爐鼓風(fēng)脫濕技術(shù)的應(yīng)用

郭靖

摘要：文章闡述了高爐脫濕鼓風(fēng)技術(shù)，并對脫濕鼓風(fēng)方案的制定和工藝流程做了簡介，采用高爐脫濕鼓風(fēng)技術(shù)降低了綜合焦比和能源成本，節(jié)約了鼓風(fēng)能耗，實現(xiàn)了負(fù)能除濕，為高爐除濕帶來了高爐順行增產(chǎn)效益，提高了富氧，該技術(shù)具有投資推廣價值。

關(guān)鍵詞：高爐；煉鐵企業(yè)；鼓風(fēng)脫濕技術(shù)；鋼鐵制造；氣象因素 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TF538 文章編號：1009-2374（2017）08-0059-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.08.028

目前，有許多煉鐵企業(yè)對氣象因素給高爐煉鐵帶來的影響已有所認(rèn)識，他們根據(jù)氣溫、下雨等氣象情況及時調(diào)整高爐煉鐵配料、焦比、噴煤、風(fēng)量等工藝參數(shù)，使高爐穩(wěn)定順產(chǎn)，如不及時調(diào)整就會導(dǎo)致焦比偏高、高爐的爐況波動甚至失常。因此，采用高爐鼓風(fēng)除濕技術(shù)，使鼓風(fēng)空氣狀態(tài)全年恒定，四季如冬，從而避免氣象變化對高爐煉鐵的影響，使高爐爐況穩(wěn)定、高產(chǎn)順產(chǎn)并產(chǎn)生節(jié)能降焦等較大經(jīng)濟(jì)效益而被越來越多的煉鐵企業(yè)認(rèn)識和采用。

經(jīng)過鼓風(fēng)機(jī)和熱風(fēng)爐進(jìn)入高爐的熱風(fēng)，其水分含量和溫度對煉鐵焦比有直接影響，實踐已證明水分越低，風(fēng)溫越高，焦比越低。經(jīng)過冷凝除濕后的空氣密度提高還能降低鼓風(fēng)機(jī)的動力消耗，可謂一舉多得。

有的鋼鐵企業(yè)采用加濕來穩(wěn)定爐況，雖然爐況得到穩(wěn)定，但是造成焦炭和煤粉的大量浪費，應(yīng)予以避免。

高爐除濕改造可以提高高爐鼓風(fēng)的送風(fēng)溫度，穩(wěn)定高爐運行爐況，降低高爐的能耗以及降低煉鐵焦比，提高噴煤比，從而降低能源消耗成本。

陽春新鋼鐵位于廣東陽春市靠近沿海，常年濕度較大。利用高爐鼓風(fēng)脫濕技術(shù)能夠解決高爐鼓風(fēng)溫度、濕度變化的問題，從而增加煉鐵生產(chǎn)能力，提高企業(yè)效益。

1 高爐鼓風(fēng)脫濕對煉鐵的提高

1.1 降低綜合焦比

降低綜合焦比反映在兩個方面：一方面，高爐鼓風(fēng)中的水分除濕后通過加熱爐燃燒同樣多的燃料，可提高熱風(fēng)溫度，含濕量每降低1g/m3，焦比降低0.3kg/t；另一方面，高爐內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)熱的節(jié)能，含濕量每降低1g/m3，理論燃燒溫度降低7.6℃（首鋼經(jīng)驗值），焦比降低1kg/t，合計可降低綜合焦比1.3kg/t。根據(jù)我公司項目實例，保守取含濕量每降低1g/m3，焦比降低0.8kg/t。

1.2 提高噴煤煤比、置換焦比，從而降低能源成本

鼓風(fēng)濕分對噴煤的影響也是很明顯的。因為濕分造成風(fēng)口燃燒溫度降低，直接影響煤粉的燃燒，從而限制了噴煤量的提高。僅從保持理論燃燒溫度不變的因素考慮，濕分每降低1g/m3，煤比要增加1.5～2.23kg/t，可置換焦比1.2～1.8kg/t。

1.3 節(jié)約鼓風(fēng)能耗實現(xiàn)負(fù)能除濕

由于高爐除濕鼓風(fēng)后，鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)口的空氣密度提高，鼓風(fēng)能力加強(qiáng)，所以在不增產(chǎn)的情況下鼓風(fēng)的能耗將下降，根據(jù)我公司項目實例，保守取下降10%。

1.4 高爐除濕帶來的高爐順行增產(chǎn)效益

高爐除濕鼓風(fēng)可帶來增產(chǎn)的能力為濕分每降低1g/m3，煉鐵產(chǎn)量可增加0.1%～0.5%。

1.5 提高富氧

除濕每10g/m3可提高富氧1.5%。

綜合歸納如表1所示。

2 高爐脫濕鼓風(fēng)技術(shù)的實現(xiàn)

陽春新鋼鐵高爐鼓風(fēng)脫濕系統(tǒng)在首秦、萊鋼、衡鋼等項目已應(yīng)用，經(jīng)多次改進(jìn)具有自主知識產(chǎn)權(quán)，其優(yōu)點主要有：（1）采用初冷和螺桿機(jī)組深冷聯(lián)合制冷，確保鼓風(fēng)的含濕量能夠降低到6g/m3，從而使鼓風(fēng)含濕量常年變化量在6～8g/m3之間，年除濕運行時間在7200小時左右，比常規(guī)除濕多運行2000小時，真正做到“四季如冬”，最大程度地解決季節(jié)對高爐運行的影響；（2）采用公司獨有冷量回收技術(shù)，減少運行費用30%以上；（3）多臺機(jī)組和螺桿機(jī)組配置，變負(fù)荷能力寬，備用性好，全年高效運行；（4）除濕機(jī)組斷面風(fēng)速獨家設(shè)計值低，總阻力損失低于200Pa，冷凝水分層集水、均流板應(yīng)用等使除濕效率更高；（5）全自動化控制等確保系統(tǒng)全年連續(xù)可靠運轉(zhuǎn)。

3 經(jīng)濟(jì)效益分析

兩座1250m3高爐除濕設(shè)計風(fēng)量6000m3/min，含濕量運行指標(biāo)取8g/m3，陽春氣象資料統(tǒng)計如圖1所示：

由此，最保守只計算焦比降低、增加噴煤置換焦比及鼓風(fēng)能耗降低三項效益如下：（1）焦碳價格按2000元/t計算則年節(jié)約31985×0.8×2000=5117萬元；（2）焦碳與煤價差按800元/t，則年節(jié)約31985×1.2×800=3070萬元；（3）蒸汽單價120元/t，鼓風(fēng)機(jī)耗量估計85t/h，則年產(chǎn)生85×10%×24×30×11×120=807萬元節(jié)能效益，綜合以上年效益8994萬元；（4）本除濕系統(tǒng)年耗能費計算，本系統(tǒng)電費按0.68/度計算，平均負(fù)荷按70%，取消選型安全系數(shù)1.2，則年耗電費2000kW（總電容）/1.2×60%×24×30×11×0.68=628.32萬元，維保每年100萬元，總動力消耗年費用728.32萬元；（5）年總凈效益8265萬元。

4 工藝描述

分為除濕系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)：

第一，除濕系統(tǒng)通過降低空氣溫度，使其達(dá)到露點，在冷卻器表面凝結(jié)成水排出達(dá)到脫濕的目的。同時，利用制冷機(jī)的冷卻水進(jìn)行回?zé)崽幚?，提高風(fēng)機(jī)進(jìn)氣溫度。

脫濕過程共分為5個階段，預(yù)冷→初冷→深冷→冷回收（一級回?zé)幔責(zé)幔ǘ壔責(zé)幔?/p>

第二，制冷系統(tǒng)分3個循環(huán)過程：（1）主機(jī)冷媒循環(huán)。冷媒（氣態(tài)）經(jīng)壓縮機(jī)壓縮成高壓高溫氣體，在冷凝器中凝結(jié)成低溫高壓液體，熱量傳遞給冷卻水，經(jīng)膨脹閥形成低溫低壓液體，在蒸發(fā)器中蒸發(fā)成低溫低壓氣體，吸收冷凍水或（乙二醇溶液）熱量，低溫低壓氣體進(jìn)行壓縮機(jī)形成循環(huán)；（2）冷凝器冷卻水循環(huán)。冷媒與冷卻水在冷凝器中進(jìn)行熱交換，高溫高壓的氣體將熱量傳遞給冷卻水從而凝成低溫高壓的液體，冷卻水經(jīng)冷卻后再進(jìn)行入冷凝器形成循環(huán)；（3）蒸發(fā)器冷凍水循環(huán)。冷媒在蒸發(fā)器中蒸發(fā)，吸收冷凍水（或乙二醉溶液）熱量，降冷凍水溫度，冷凍水經(jīng)除濕機(jī)組吸收熱量后回到蒸發(fā)器形成循環(huán)。

5 結(jié)語

通過以上技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合分析可知，對高爐進(jìn)行脫濕處理，可獲得很可觀的直接經(jīng)濟(jì)效益（增產(chǎn)所帶來的效益）和間接的經(jīng)濟(jì)效益（降低焦比所帶來的效益），而且投資少、見效快，不污染環(huán)境。

（責(zé)任編輯：蔣建華）