电炉烟气全余热回收装置


3.2.3过剩空气系数

2013年6月23—25日,分别对入口弯烟道中部、燃烧沉降室入口、燃烧沉降室出口烟气的成分进行检测,测点位置见图2中的C1、C2、C3,总计测试了3个冶炼周期内,烟气中的CO、CO2、O2随冶炼时间的变化情况,共得到样本数据330组,同时计算冶炼期内的过剩空气系数。通过烟气成分计算,得到冶炼期的过剩空气系数,该值大于设计时要求的过剩空气系数。

经分析,原因是原设计考虑参加燃烧的空气仅从水冷滑套空隙处进入。实际调试过程中发现有很大一部分参与燃烧的空气是从电炉炉门、炉盖的缝隙及电极孔中漏入的,这部分空气在电炉内被加热,同时参与了燃烧,因此出现了实际过剩空气系数较设计值偏大的情况。

通过一个多月的现场测试,以及随后对运行效果进行的回访,得知该系统运行稳定,在兑铁水比例为50%时,冶炼周期可产生压力为1.8MPa的饱和蒸汽21t/h,远高于采用部分余热回收的装置,后续的除尘系统运行稳定。

3.3国内外类似装置情况比较

关于电炉烟气采用全余热回收的装置,据相关文献报道,国外在上世纪80年代,德国OSCHATZ公司为欧洲钢铁厂的4座电炉设计和制造了汽化冷却系统,其中德国克虏伯150t超高功率电炉的炉壳和内排烟采用的汽化冷却装置,蒸汽压力1.0~2.5MPa,蒸汽产量10~13t/h。国内相关报道称中冶京诚(营口)装备技术有限公司在2008年投产一套电炉烟气全余热回收装置,对流受热面采用了热管余热锅炉。该装置在兑铁水比例为50%时,冶炼周期的平均产汽量为10t/h,蒸汽压力1.0~1.6MPa[7],未见燃烧沉降效率的相关报道。

其他企业也未见电炉烟气全余热回收装置的相关报道。从上述报道的参数来了,中冶赛迪开发的电炉烟气全余热回收装置无论是沉降效率还是余热回收量都是较为先进的。

4结论

1)电炉烟气全余热回收装置,采用高低压、自然、强制复合循环的汽化冷却系统成功回收了电炉第四孔出口烟气约2100~80℃的余热,同时降低了烟气温度,通过与电炉密闭罩及屋顶除尘罩混风后,使得烟气温度达到250℃左右的理想除尘温度。

2)采用列管式余热锅炉,提高了汽化冷却系统出口蒸汽的压力和温度,为后续蒸汽的有效利用创造了条件。同时也避免了热管余热锅炉短时间内失效和传热效率大幅降低的弊端。

3)经过数值模拟及理论计算,设计的燃烧沉降室,流场较均匀,实测除尘效率达到94%左右。

4)在整个冶炼周期,炉气量和炉气成分变化很大。采用最优过剩空气系数,烟气量也会有较大波动,因此建议要根据燃烧沉降室出口的烟气成分调节水冷滑套的开度。

5)由于参与燃烧的空气很大一部分是从电炉的炉门、炉盖的缝隙及电极孔中漏入的,因此该部分参与燃烧的空气温度不应该按常温考虑,而应该考虑电炉内对空气的加热过程,才能使余热回收系统设计更加合理。

原标题:电炉烟气全余热回收装置


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