電爐除塵器煙氣冷卻方式現(xiàn)狀
在電爐冶煉的過程中,，要產(chǎn)生大量的高溫?zé)煔?，其最高溫度可達(dá)2100℃,，含塵量高，且所含氧 化鐵塵具有工業(yè)回收價(jià)值,。高溫含塵煙氣攜帶的熱量約為電爐輸入總能量的11%,，有的甚至高達(dá)20%。這些高溫?zé)煔獠粌H帶走大量的熱,，而且給電爐除塵器的除塵系統(tǒng)帶來了巨大的負(fù)擔(dān),，不但降低了氧 化鐵塵的回收率，而且造成了嚴(yán)重的污染問題,。隨著鋼鐵行業(yè)的發(fā)展,，電爐煉鋼的鐵水比例逐漸上升，有的甚至超過了30%,。
鐵水比例的升高,，引起電爐煉鋼煙氣量增加、熱量浪費(fèi)和除塵問題的日趨嚴(yán)重,。如何將這部分高溫?zé)煔庵械娘@熱充分地回收,，變“廢”為寶，使之轉(zhuǎn)化為熱能,，并使得電爐煙氣更加穩(wěn)定,，為高效除塵創(chuàng)造條件，從而降低除塵系統(tǒng)運(yùn)行成本和企業(yè)的生產(chǎn)成本,，這是 電爐煉鋼企業(yè)必須重視的問題,。中冶賽迪集團(tuán)有限公司研發(fā)中心(以下簡稱中冶賽迪)從2010年開始了電爐煙氣全余熱回收裝置的研究，從提高余熱回收量,、煙塵沉降效率,、鍋爐的壓力及使用壽命3個(gè)角度進(jìn)行研發(fā),，從而降低電爐的噸鋼能耗,。2013年6月該裝置在江蘇聯(lián)峰能源裝備有限公司(以下簡稱永鋼)110t電爐成功投運(yùn)，并對裝置出口煙氣溫度,、噸鋼回收蒸汽量等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行了現(xiàn)場測試,，測試結(jié)果表示裝置達(dá)到了預(yù)期指標(biāo)。
目前電爐煙氣冷卻的方式有水冷+機(jī)力風(fēng)冷,、廢鋼預(yù)熱+水冷,、水冷+熱管余熱鍋爐等。
1,、水冷+機(jī)力風(fēng)冷
水冷+機(jī)力風(fēng)冷系統(tǒng)的流程,。電爐第四孔出口的高溫?zé)煔膺M(jìn)入水冷煙道，同時(shí),，混入從電爐四孔水冷彎頭和水冷滑套間的縫隙吸入的空氣,，進(jìn)行燃燒,，之后進(jìn)入燃燒沉降室，在燃燒沉降室進(jìn)行燃燒和灰塵沉降后,，從燃燒沉降室出來的高溫?zé)煔饨?jīng)過水冷煙道冷卻到600℃左右,，進(jìn)入機(jī)力風(fēng)冷器，冷卻后的煙氣與電爐密閉罩的除塵煙氣混合降溫后進(jìn)入布袋除塵器除塵,，之后通過目前國內(nèi)外有大量電爐煙氣采用水冷方式的案例,。例如2006年投產(chǎn)的太原鋼鐵(集團(tuán))有限公司1座160t電爐，2009年投產(chǎn)的日本新日鐵1座100t電爐,，2009年投產(chǎn)的印度EASSR公司2座180t電爐,，均采用了水冷煙道冷卻煙氣的方式。水冷煙道具有一次投資少,、技術(shù)可靠,、運(yùn)行穩(wěn)定的特點(diǎn)，所以目前還在大量應(yīng)用,。該方式最大的弊端就是 煙氣中大量的顯熱無法被利用,，浪費(fèi)了能源，增加了冷卻水的消耗量,，同時(shí)工業(yè)水的循環(huán)又消耗大量的電能,。
2、廢鋼預(yù)熱+水冷
電爐專用除塵器煙氣冷卻的另一種方案為廢鋼預(yù)熱+水冷,。先利用電爐煙氣預(yù)熱廢鋼,，之后800~500℃的高溫?zé)煔庠俳?jīng)過燃燒沉降室、噴霧冷卻器冷卻后進(jìn)入布袋除塵器,，其后續(xù)工藝和水冷+機(jī)力風(fēng)冷相同,。
因此該種方式也存在較大部分煙氣余熱未利用，噴入大量冷水,，增加除塵負(fù)荷等問題,。同時(shí)該技術(shù)在二噁英排放、廢鋼預(yù)熱效果等方面仍存在問題,。
3,、水冷+熱管余熱鍋爐
該方案中，機(jī)力風(fēng)冷器前流程與水冷+機(jī)力風(fēng)冷相同,，僅以熱管余熱鍋爐替代機(jī)力風(fēng)冷器,，將原來通過機(jī)力風(fēng)冷器排放到大氣中的余熱加以回收利用，產(chǎn)生蒸汽,。2006年投產(chǎn)的山鋼集團(tuán)萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司50t電爐余熱回收系統(tǒng)便屬于該種形式,。
該方案的缺點(diǎn)主要是 在建設(shè)余熱鍋爐系統(tǒng)時(shí)，仍需建設(shè)龐大的水冷系統(tǒng),，回收的熱量有限,，僅回收部分(約800一250℃)的煙氣余熱,。另一個(gè)問題是 熱管余熱鍋爐的換熱效率隨時(shí)間下降很快。某鋼廠100t電爐余熱鍋爐采用熱管形式,，投產(chǎn)初期冶煉期內(nèi)蒸汽回收量8t/h,，3年左右下降到3.5t/h。同時(shí)由于常用的碳鋼一水重力熱管本身結(jié)構(gòu)的原因,，溫度過高會引起其內(nèi)部HZ的積累,，熱管鍋爐進(jìn)口溫度一般要求低于850℃，這樣使得熱管余熱鍋爐的壓力很難提高,，一般情況下其出口蒸汽壓力小于2.0MPa,，蒸汽的利用較為困難。
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