高爐鼓風脫濕的應用研究

王智琴（中冶華天工程技術有限公司，江蘇南京，210019）

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高爐鼓風脫濕的應用研究

王智琴
（中冶華天工程技術有限公司，江蘇南京，210019）

摘 要：鼓風脫濕對高爐煉鐵節能降耗作用比較關鍵。本文介紹了高爐鼓風脫濕系統的組成，分析了技術原理及重要參數，并對脫濕系統的工藝流程以及結構布置作了介紹。

關鍵詞：鼓風脫濕；冷卻脫濕；出風濕度；制冷系統

引言

高爐煉鐵有五部分組成，即供料系統、送風系統、煤氣除塵系統、渣鐵處理系統、噴吹燃料系統。鼓風脫濕屬于送風系統，其作用很關鍵。鼓風脫濕可以使進入高爐的濕度相對穩定，脫濕鼓風后還可提高出產量，主要原因：一是有效降低了高爐風口前火焰溫度的波動，可保持高爐運行穩定；二是提高加濕鼓風量將影響著能否用風溫提高來補償濕分分解所消耗的熱量，使焦比降低［1］。

高爐鼓風脫濕就是將濕空氣先行降溫脫濕，后送入熱風爐。通過此項技術不僅可提高產品產量，還可以減少高爐的能耗，是高爐煉鐵增產節能降耗的一項有效措施。在我國南方是鋼鐵企業的必備裝置。

1 高爐鼓風脫濕技術及原理

脫濕方法主要有吸附法和冷凍法。

吸附法是利用低溫介質為吸附劑，吸收空氣中的水份，吸附劑可通過加熱脫水再生來循環使用。冷凍法是通過冷凍機冷卻濕空氣直到降低到空氣壓力及所含濕量而相對應的飽和溫度以下將濕空氣中的水份凝結而析出［2，3］。目前國內大多數企業采用的冷凍法脫濕。

脫濕工藝流程由氣路系統、制冷系統和冷凝水回收系統三大部分構成。為保證脫濕后空氣的溫度和濕度穩定，整個系統采用PLC自動控制調節，實時監測，反饋參數，并及時采取修正，保證了鼓風脫濕效果［4］。

由圖1可以看出，鼓風進來的空氣先經過除霧器，再進入高效換熱器中（為氣路系統）；高效換熱器與制冷系統互連；制冷系統與冷凝水回收系統相通。

圖1 脫濕工藝系統流程圖

1.1 氣路系統

為降低結灰對脫濕效果的影響，同時向鼓風機提供潔凈空氣，氣路系統為“過濾器+脫濕器”的組合形式，經脫濕器降溫脫濕后進入鼓風機。過濾器主要參數如表1所示。

表1 空氣過濾器技術參數

脫濕器主要包含導流段、換熱器、排水段、除霧器、風道、保冷、外裝及鋼結構等。降低空氣溫度，去除空氣中的水份，降低空氣濕度。脫濕器主要參數如表2所示。

表2 脫濕器技術參數

1.2 制冷系統

若現場無合適蒸汽汽源，可采用壓縮式制冷機組；若有蒸汽熱源，就采用溴化鋰制冷機組。鋼鐵廠一般都有富余的低壓蒸汽，多采用溴化鋰制冷機組。溴化鋰制冷機組是一種以蒸汽為驅動源，以溴化鋰溶液為吸收劑，以水為制冷劑，制取低溫水的設備。

制冷系統組成及作用是：

（1）蒸汽系統：利用廠內余熱蒸汽為溴化鋰制冷機組的驅動熱源。

（2）冷水系統：從脫濕器返回升溫后的冷水經制冷機蒸發器吸熱后，溫度降為7℃進入脫濕器與除塵后的熱空氣進行熱交換，熱交換后升溫的冷水返回制冷機循環利用。

（3）冷卻水系統：冷卻水由外部循環冷卻水系統送至制冷劑（冷凝器、吸收器），將制冷機冷卻后，再回到外部循環冷卻水系統循環使用。

制冷機組的主要參數如表3所示。

表3 制冷機主要技術參數

1.3 冷凝水回收系統

冷凝水回收含制冷機組的蒸汽冷凝水和脫濕裝置的空氣冷凝水的回收，可起節能作用。

2 脫濕站房布置

為節省用地、改善取氣條件及便于吸風系統統一監控，采用空氣過濾器和脫濕鼓風裝置組合布置的方式，布置在制冷機室的樓頂。制冷機組、冷水泵、冷凝水泵、冷凝水箱以及電氣室布置在底層制冷機室，如圖2所示。

3 鼓風量、噴煤量與脫濕關系

每年的脫濕期（除冬季外）南方的高爐有如下效果［5］：

（1）降低焦比：風中濕度每減少1g/Nm3，，約可以降低焦比0.8～1.0kg/t Fe。

圖2 脫濕站房布置圖

（2）可增加噴煤量：風中含濕量每減少1g/ Nm3，可提高燃燒帶溫度9℃。由于分解產生的H2可參與還原反應，并放出1/3的熱量，所以實際需要提高6℃的風溫來補償。因此可以多噴煤粉1.5～2.0kg/t Fe，按照0.8的置換比計算，相當于可多噴煤粉1.2～1.6kg/t Fe。

（3）可增加鼓風量：高爐入口溫度每降低10℃，可使空氣的質量及流量增加約5%左右。當大氣溫度在30℃左右時，在煉鐵高爐鼓風中采用全冷凍脫濕方式后，進入鼓風機的空氣溫度在5～8℃，這樣可使鼓入風的密度提高，相當于增加約9%的風量。這點對于供風能力不足的高爐有彌補供風量的作用。

（4）穩定爐況：在高爐中，鼓風脫濕技術使高爐鼓風達到穩濕、降濕、降溫等效果，消除了因大氣濕度變化對爐況不利的影響，絕對濕度穩定在10g/Nm3左右；就可保證高爐生產穩定運行。

（5）降低鼓風機功率：對于風量較大的高爐鼓風機，吸入側全冷凍方式脫濕節省的功率可以抵消脫濕裝置本身所消耗的功率，甚至還有富余。

（6）增加產量：濕度每降低1g/Nm3，可增加煉鐵產量0.1%～0.5%。可使高爐增產3～8%左右。

（7）二次除塵：脫濕機可二次除塵，減少風機葉片磨損，提高鼓風機轉子的使用壽命。

總之，脫濕鼓風使進入高爐的濕度相對穩定，能有效降低高爐風口前火焰溫度的波動，使高爐爐況平穩，達到增加產量的目的，這是高爐技改的主要目標和主要收益。

4 結論

通過高爐鼓風脫濕，可以穩定進入高爐的鼓風溫度及濕度，可增大噴煤比和降低焦比，提高高爐所出產品的產量和質量，是現代高爐煉鐵增產節能的一項有效措施，應積極予以推廣。

參考文獻

［1］ 于華，關于高爐鼓風脫濕的應用研究［D］.東北大學，2012.

［2］ 周傳典.高爐煉鐵生產技術手冊［M］，冶金工業出版社，2002.

［3］ 張云鵬.高爐脫濕鼓風技術的生產應用［J］.江蘇冶金，2007（10）：35-39.

［4］ 吳春華.高爐脫濕鼓風技術的節能效果測算［J］.冶金能源，2014（4）：7-9.

［5］ 鄧航.高爐脫濕鼓風技術及其在馬鋼的應用與發展［J］.冶金動力，2009（4）：62-68.

The Study on Dehumidifying Blast of Blast Furnace

Zhiqin Wang
（Hua Tian Engineering&Technology Co.，Ltd.， Nanjing， Jiangsu， 210019， China）

Abstract：Blast dehumidification of blast furnace ironmaking energy saving effect is the key.This paper introduced the composition of the blast furnace blower to take off the wet system， analyzed the technical principles and important parameters， described the technological process of dehumidifying system， and introduced the structure arrangements.

Key words：Blast Dehumidifying； Cooling Dehumidifying； Air Humidity； Refrigeration System

中圖分類號：TF538.4

文獻標識碼：A

文章編號：2095-8412 （2016） 02-279-04

DOI：工業技術創新 URL： http//www.china-iti.com 10.14103/j.issn.2095-8412.2016.02.042

作者簡介：

王智琴（1983-），女，2006年畢業于江蘇大學熱能與動力專業，工程師，現從事熱力系統設計工作。

E-mail： wangzhiqin@htzy.cn