重钢2500m3高炉脱湿鼓风新技术的研究及应用.docx

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1、重钢2500n高炉脱湿鼓风新技术的研究及应用鲁德昌，刘向辉，赵仕清(重庆钢铁股份有限公司)摘要，通过分析重钢2500n高炉脱湿鼓风的运行方式和工作原理，阐述了了冷凝法脱湿鼓风在重钢的应用效果，2500m3高炉应用脱湿鼓风后，焦比、吨铁风耗以及风机吨铁电耗降低明显，节能降耗效果显著。关键词：大型高炉；鼓风脱湿；吨铁风耗；吨铁电耗重庆钢铁环保搬迁建设一期工程目前己经竣工，3座高炉已经投产，每座高炉容积均为2500m3,平均每座高炉鼓风量为33万nh,年总产铁量600余万t/a。3座高炉分别于2009年11月、2010年11月、2011年9月投产。一期工程同步规划了高炉脱湿鼓风系统，分别于2012年

2、4月10日和5月14日正式在1、2号高炉投入使用。脱湿鼓风运行期间，炉况持续稳定，节能降耗效果明显。1脱湿鼓风方式所谓脱湿鼓风技术就是预先将空气中的湿度降低到某一较低数值之后再送往高炉，具有稳定炉况、降低焦比、增加喷煤量、增加风量、降低鼓风机能耗、二次除尘等作用。目前，高炉脱湿鼓风采用的方法主要有干法、湿法和冷凝法三种，有时还可混合采用。重钢采用冷凝法脱湿，具有以下优点。(1)采用制冷剂直接蒸发冷却空气，效率高，可增加鼓风质量流量5%15%,或保持不变(这里达13.8%),减少鼓风机轴功率5%15%；(2)制冷系统采用国外品牌设备，微机控制，技术成熟、运行精确、稳定可靠；(3)脱湿装置双层布置

3、，设备紧凑，管道短，占地少；(4)完全清除吸入空气中残存灰尘，解决了风机叶片、叶轮磨损等问题，出口气体含尘量Img/,大大延长高炉风机叶片的使用寿命。2重钢脱湿鼓风系统工艺技术2. 1工艺技术特点目前，大部分企业采用初冷系统脱湿鼓风，即脱湿后湿度仅能达到10.Og/m3。重钢新区脱湿系统由初冷和深冷2套系统构成，能够将鼓风量含湿量稳定在6.5g左右，其工艺流程如图1所示。高炉鼓小身30万m7h国;网一届Fr泡版s吨巫T温9任列I澳机PI水池I螺杆机图1重钢高炉脱湿被风工艺流程示意2. 2脱湿原理根据重钢高炉及其鼓风状况和气候条件，入热风炉的空气采用脱湿技术工艺，即将进入鼓风机之前的湿空气先行预

4、冷；预冷后的湿空气通过除湿器冷却，使其温度降低到空气含湿量相对应的饱和温度以下，湿空气中的多余饱和量的水分凝结而析出；水分再经过除水器排出，使空气中含水量降低。空气经过除湿箱后再送入热风炉。实际的制冷机制冷量应该按大气最高温度和最大相对湿度设计(温度32,相对湿度85%,水25gkg),目的是保证高炉鼓风的湿度保持恒定，风量也保持了恒定，这是保证炉况稳定的一个重要因素。每台高炉鼓风机各配1套鼓风除湿装置，除湿装置处理能力为5500m3min,设计进口参数为温度32,相对湿度70%80%；设计出口参数为温度35,含湿量为46g/kg：除湿器设计迎风面积为8mx8m,风速设计为1.5m/s,这样的

5、风速低于普通空调设计风速（2.5ms）很多，进行深度除湿的同时可以防止雾滴被风吹携。由焰湿图可知，在空气处理过程中，空气从室外状态O点（温度32,相对湿度85%,含湿量25g/kg,焙值98.34kJkg）经澳化锂制冷机处理到初冷后Ll点（温度9,相对湿度98.38%,焰值26.7lkJkg）含湿量露点为含湿量7.Og/kg,即9g/n?（含湿量Ig/m3=l.29g/kg）；经过电制冷除湿到深冷后L2点（温度5,相对湿度100%,焰值21.36kJ/kg）,此时含湿量为5g/kg,即6.5g/m。高炉采用此方法脱湿运行时，在鼓风冷却后的空气温、湿度始终保持恒定，只是制冷量随着环境温、湿度的变

6、化而变化。高炉鼓风除湿装置主要设备包括滨化锂制冷机和除湿器以及深度除湿螺杆式制冷机组，辅助设施主要是管道、阀门、仪表、控制系统、水泵、冷却塔等；鼓风除湿用制冷机将空气温度降低，使空气的水分在低温下饱和析出，达到除湿的目的。3脱湿鼓风技术在重钢的应用3. I脱湿鼓风进程通过前期理论研究，在重钢生产条件下，炉况正常时理论燃烧温度在22302250C。由于脱湿投运后会降低鼓风中的湿度，造成理论燃烧温度升高，软熔带位置发生变化。为稳定炉况，保持理论燃烧温度在脱湿投运前后保持相对稳定，经脱湿鼓风攻关组讨论研究，由炼铁厂在脱湿投运前1周，将煤比由150kg/t降低至MOkzZto通过调整风温，保持理论燃烧

7、温度在22302250C之间。脱湿投运前期，将风温控制范围由1200C调整为11501230C,在保持理论燃烧温度相对稳定的同时逐步提高煤比。2012年初，经过对设备调试、人员培训后，制订了详细的脱湿进程计划。经过一系列详实的准备后，4月IOa,脱湿鼓风在1号高炉投运。投运时大气湿度为13gn左右，脱湿后鼓风湿度基本稳定在10.5g/m3o经1号高炉稳定运行1个月后，2号高炉于5月15日开始投运脱湿鼓风。运行3天后，视2号高炉炉况运行状况良好，将湿度降到了第一阶段目标值（0gm）之后，2座高炉视炉况稳步降低脱湿量。至6月100,脱湿后湿度降低至9.Og/m3,进入深度脱湿阶段；7月20日，降低

8、至8.5g/m3；8月底，降低至8.Og/m3；9月5日，达至U7.5g/m3；9月10日之后，脱湿后湿度稳定在6.5g/n?；10月10,2号高炉封炉后停运脱湿，11月15日视大气湿度较低，停止脱湿鼓风。3. 2脱湿鼓风运行中存在问题及处理（1）风机表面锈蚀。脱湿鼓风其原理是将鼓风中的水分冷凝析出，因此脱湿运行期间，会在风机表面析出一层冷凝水，易对鼓风设备造成锈蚀，严重影响鼓风设备安全稳定运行。针对此情况，在6、7月利用计划检修机会，分别对1、2、3、4号风机外表面进行了保温设施的安装，有效地降低了脱湿冷凝水对风机设备的锈蚀。（2）风机叶片积灰、麻点、裂纹。2012年8、10月能控检修时发现

9、风机叶片积灰较重，部分叶片出现麻点、裂纹等现象。针对此情况，能控中心、脱湿厂家分别邀请专家对其鉴定后，认为叶片裂纹形成原因为风机叶片叶根结构设计不完善或材质强度偏低所造成。叶片积灰及麻点形成原因经资深风机专家分析后，认为是能控风机空气过滤器设计容量偏小造成。经过专家分析后，基本消除了脱湿鼓风对设备造成影响的疑虑。3. 3脱湿鼓风应用效果2012年脱湿鼓风投运后，持续稳定运行，节能降耗效果明显。脱湿鼓风运行期间，2座高炉持续稳定顺行，吨铁风耗、风机电耗及高炉焦比等指标改善明显（见表Do1直钢I、2号高炉脱湿鼓风运行期间主要技术经济指标Jfifj高炉产Bt利用系数风温蟀合焦比煤比小Si体风*人炉品

10、位扣体风唾修脱过后运行率l/dl(m,1)rWtWt%/务%风耗.E/min发!SL必、fm,q4月I号53762.1501223SlO143I.S20.553.7056.28122810.033.645/1Iy56622.2651216508148IJM0.500.8756.21121010.217.8212号52532.IOI!2195201401.790.542.8356.14124710.237.816/1I号53502.14012285092.180.496.1855.8611919.IO11.8S99.752号56M2.24112015081.360.482.6755.77IIS4

11、9.09II.499.767月I号55772.2311230SlOl.M0.452.3255.23I1998.8114.64I(X)2V51062.04211915291.260.477.7455.3412538.8314.6Sl8月I”53032.12111705092.500429.1154.56I1448.8012.681002号54702.18812065102.630.445.1454.5611818.8112.70l9月I956622.26512055092.280.413.4054.3111596.6811.73l2号56232.2491229SIO1.660.421.8554.

12、3912316.6811.7310010)I号57132.28512065051.910.442.8954.6511956.638.25100平均54752.1901210Sll1.920.474.0655.2712018.6610.0999.962011年同期53432.137I198SI21.750.514.1656.441257比较0.05312-I00.17-0.04-0.1-1.17注:(1)7月因噢燥及的故障.堪比降低较*；(2)2012年4-10/1.1.2号高炉He焦率为70%,2011年同用为98.9%；12H.7I号高炉投运,2012年H)月2号息炉Ha.大“02号合炉(1

13、)脱湿量。2012年410月脱湿鼓风运行期间，脱湿后湿度累计平均8.66g/m3,累计脱湿量为10.09gn,脱水量共计25878.26t.2012年410月，大气湿度与脱湿后湿度曲线对比如图2所示。由图2中可以看出，脱湿后湿度较为稳定。其中，10月21日波?提升至10gn,之后逐步降低。动为配合3号高炉投运，将脱湿后湿度由6.5g/5678910月份国2大气湿度与重纲高炉脱湿后湿度对比(2)吨铁风耗。脱湿鼓风投运后，与去年同期比较，吨铁风耗下降了56n?/t；日均产量上升了132td(如图3所示)。若扣除入炉品位、风温等因素影响，焦比降低9.78kgt,即为501kgt(如图4所示)。每克湿

14、度影响焦比为O.97kg/to510r.os506.101502$0()19849620”年份20124次钢高炉脱湿鼓风运行期间综合焦比与2011年同期比较(4)风机吨铁电耗。2012年410月脱湿鼓风运行期间风机吨铁电耗累计平均为93.35kWht,2011年同期为105.06kWh/to2011年7月，能控调试4号风机，9、10月3号高炉开炉，扣除此3个月影响，同期比较，2012年风机吨铁电耗为92.16kWht,较2011年97.43kWht下降5.27kWh/t.(5)CO2排放量。由碳素平衡图可知，气化碳量Cg=C1C诉+C挥一C港一C尘，其中Cf为每吨生铁由燃料(焦比和煤比)带入的