热余热锅炉炼钢电弧炉烟气余热回收系统中应
文电弧炉炼钢程烟气余热回收利烟气净化尘线热蒸发器换热元件合理控制烟气流速解决高温烟尘沉降蒸发器热灰堵烟气温度波动难题完成50t电弧炉烟气余热回收净化系统设计施工电弧炉炼钢程中产生高温烟气直接进行余热回收满足电弧炉炼钢程中VD真空处理蒸汽需求实现高温烟气余热回收利环境净化国电弧炉节降耗清洁生产进行益探索
进入21世纪废钢资源限制国电弧炉开始普遍铁水装热技术中国特定情况资源利电弧炉炼钢言铁水提供量物理热化学热减少装料次数改善电弧燃烧条件特避免废钢中残余金属元素带污染电弧炉炼钢高效节首选条件然铁水电弧炉排放烟气温度增加高温度达1400℃烟气显热带走热量占总投入热量13—20回收电弧炉烟气余热现阶段电弧炉高效低耗生产必路
50t电弧炉概况
1 电弧炉工艺参数
50t电弧炉工艺技术参数见表1
2 电弧炉烟气特点
1）间歇性波动性
电弧炉冶炼程中排放出烟气流量温度含尘量断变化呈现周期性波动氧化期烟气温度高流量含尘量出钢期烟气温度低力量含尘量
2）烟气中粉尘浓度粒径
电弧炉冶炼程中排放出烟气中粉尘浓度粒径属微细尘烟尘含量般8—15gm3（标态）达30 gm3（标态）烟尘粒度粒径分布0—30μm范围吸附力电弧炉烟尘化学成分见表2
3电弧炉量衡
50t电弧炉爱配加30铁水冶炼时量衡表图1示
图1知50t电弧炉量衡中高温烟气带走热量般约占电弧炉总热量11冶炼强度增加单位时间高温烟气带走热量增加实现电弧炉余热回收利节降耗清洁生产具重意义
4电弧炉烟气系统概况
利电弧炉烟气热企业高温烟气加热废钢中典型案例便Consteel电路Fuchs竖炉烟气加热废钢程中烟尘中炼钢害元素（ZnSnPb等元素）产生富集冶炼产品质量利影响事废钢预热程中毒物质二噁英形成会环境造成污染鉴问题考虑电弧炉选择炉盖第四孔回路新增套余热回收装置余热回收低温烟气进入单独套尘器进行净化余热回收装置生产饱蒸汽满足VD真空炉生产改造系统示意图图2示
二烟气余热回收系统设计
1 余热回收系统工艺流程
余热回收系统工艺流程图3示电弧炉产生1200℃左右高温烟气炉盖第四孔静茹移动烟道进入燃烧沉降室CO等燃物进步燃烧时颗粒沉降通调整燃烧沉降室出口混风阀烟气出口温度控制800℃高温烟道进入热蒸汽发生器进行热量回收热交换温度降160℃左右进入尘器净化热蒸汽发生器生产饱蒸汽通分气缸供生产生活实
2 余热回收系统设备组成
1）移动烟道
移动烟道两端分连接炉盖第四孔燃烧沉降室移动烟道满足炉盖旋入旋出时第四孔弯烟道发生干涉满足吸入高温烟气时吸入足量外界空气供部沉降室蓄积CO二次燃烧设计活动烟道结构图4示
2）燃烧沉降室
沉降室作两电弧炉排出颗粒粉尘足够时间沉降避免颗粒烟尘进入部设备防导致设备堵塞损坏二烟气中未燃烧CO沉降室继续燃烧防止CO进入续工艺设备导致安全事发生燃烧需氧气第四孔烟道移动烟道连接处混入空气中
沉降程中受三力作重力浮力烟气颗粒曳力重力浮力差烟尘发生沉降动力曳力阻碍烟尘发生沉降力保证烟气中颗粒粉尘沉降效果沉降室烟气进出口设置顶部沉降室外形轮廓图5示
3）高温烟道
高温烟道指连接沉降室热蒸汽发生器间路避免热量散失沉降室出口热蒸汽发生器入口道均采保温形式保温分两层分耐磨层隔热层
4）热蒸汽发生器
适应电弧炉炼钢烟气特点求余热锅炉必须具启动速度快负荷适应力强连续障运行时间长单传热强度等特点选热蒸汽发生器
（1）热蒸汽发生器原理
热蒸汽发生器干根热元件组成工作原理图6示热受热段置高温烟道高温烟气横掠热受热段热元件放热段插汽—水系统该系统受热循环完全热源分离独立存高温烟道外受高温烟气直接刷高温烟气热量热传水套饱水汽化产生蒸汽蒸汽升达汽包汽水分离汽阀输出样热断热量输入水套通外部汽—水道升降完成基汽—水循环达高温烟气降温转化蒸汽目
（2）蒸发器空间布置
蒸发器空间采取垂直布置设备安装紧凑占面积高温烟气温度逐渐降低击波震动灰尘重力散落方容易清理积灰整热交换程温度均匀交换充分蒸汽发生器空间布置图7示
（3）蒸发器设备基特点
A 采热作传热元件整汽—水系统受热循环完全热流体隔离二独立热流体烟道外系统般余热锅炉
B 设备中热元件间相互独立热流体蒸汽发生区双重隔离互影响单根数根热损坏会影响系统正常运行时水汽会热破损进入热流体
C 实际时通调节热两端传热面积效调节控制壁温防止低温酸露点腐蚀
D 操作简单维修方便工作整系统热量输送程需外界动力障率低效率高
（4）热蒸汽发生器设计参数
热蒸汽发生器设计参数见表3设备外形尺寸见表4
5）击波清灰装置
电弧炉冶炼时烟气量灰尘带电荷易吸附热容易堵塞解决线热清灰问题保证余热系统正常运行关键现场运行中发现声波清灰蒸发器壳体损伤太蒸汽清灰会造成热板结堵塞实践证明两种清灰方式系统中均行终选击波清灰满足热线清灰需求保证余热系统安全稳定运行
6）蓄热器
蒸汽蓄热技术间断供汽变连续稳定汽源利户蓄热器利高压低压时饱水焓差水闪蒸放出蒸汽初期时充入氧水高压蒸汽量时蒸汽通部充热装置喷水中迅速凝结放热蓄热器水位压力升高直压力蒸汽压力相等完成热程蓄热器水高压饱水低压蒸汽量锅炉产气量时蓄热器汽空间相连低压道压力降蓄热器中饱水成热水行沸腾放热水位降产生低压蒸汽供设备完成放热程
保证余热回收系统产生稳定流量蒸汽该方案配套两台150m3蓄热器设计充水系数85入口蒸汽压力16MPa出口蒸汽压力10MPa实践证明系统产蒸汽足满足生产生活需
3系统控制方案（略）
三结
1电弧炉余热回收利系统工程实施实现余热回收环境治理双赢电弧炉炼钢企业节源降低耗实现清洁生产效途径
2系统产蒸汽量均15th左右折合吨钢产汽量约200kgt够满足VD正空处理蒸汽需求燃油锅炉停运年减少燃油消耗费2256万元济效益观
3击波线清灰系统成功应电弧炉余热系统中效保证系统畅通防止翅片板结积灰
4风机变频器技术成功应电弧炉余热回收系统中通风机频率沉降室出口温度连锁完成温度动控制实现热量回收化
5实践证明高温烟气余热回收利技术集环境保护余热余回收利体新型环保项目国外高推广价值
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文电弧炉炼钢程烟气余热回收利烟气净化尘线热蒸发器换热元件合理控制烟气流速解决高温烟尘沉降蒸发器热灰堵烟气温度波动难题完成50t电弧炉烟气余热回收净化系统设计施工电弧炉炼钢程中产生高温烟气直接进行余热回收满足电弧炉炼钢程中VD真空处理蒸汽需求实现高温烟气余热回收利环境净化国电弧炉节降耗清洁生产进行益探索
进入21世纪废钢资源限制国电弧炉开始普遍铁水装热技术中国特定情况资源利电弧炉炼钢言铁水提供量物理热化学热减少装料次数改善电弧燃烧条件特避免废钢中残余金属元素带污染电弧炉炼钢高效节首选条件然铁水电弧炉排放烟气温度增加高温度达1400℃烟气显热带走热量占总投入热量13—20回收电弧炉烟气余热现阶段电弧炉高效低耗生产必路
50t电弧炉概况
1 电弧炉工艺参数
50t电弧炉工艺技术参数见表1
2 电弧炉烟气特点
1）间歇性波动性
电弧炉冶炼程中排放出烟气流量温度含尘量断变化呈现周期性波动氧化期烟气温度高流量含尘量出钢期烟气温度低力量含尘量
2）烟气中粉尘浓度粒径
电弧炉冶炼程中排放出烟气中粉尘浓度粒径属微细尘烟尘含量般8—15gm3（标态）达30 gm3（标态）烟尘粒度粒径分布0—30μm范围吸附力电弧炉烟尘化学成分见表2
3电弧炉量衡
50t电弧炉爱配加30铁水冶炼时量衡表图1示
图1知50t电弧炉量衡中高温烟气带走热量般约占电弧炉总热量11冶炼强度增加单位时间高温烟气带走热量增加实现电弧炉余热回收利节降耗清洁生产具重意义
4电弧炉烟气系统概况
利电弧炉烟气热企业高温烟气加热废钢中典型案例便Consteel电路Fuchs竖炉烟气加热废钢程中烟尘中炼钢害元素（ZnSnPb等元素）产生富集冶炼产品质量利影响事废钢预热程中毒物质二噁英形成会环境造成污染鉴问题考虑电弧炉选择炉盖第四孔回路新增套余热回收装置余热回收低温烟气进入单独套尘器进行净化余热回收装置生产饱蒸汽满足VD真空炉生产改造系统示意图图2示
二烟气余热回收系统设计
1 余热回收系统工艺流程
余热回收系统工艺流程图3示电弧炉产生1200℃左右高温烟气炉盖第四孔静茹移动烟道进入燃烧沉降室CO等燃物进步燃烧时颗粒沉降通调整燃烧沉降室出口混风阀烟气出口温度控制800℃高温烟道进入热蒸汽发生器进行热量回收热交换温度降160℃左右进入尘器净化热蒸汽发生器生产饱蒸汽通分气缸供生产生活实
2 余热回收系统设备组成
1）移动烟道
移动烟道两端分连接炉盖第四孔燃烧沉降室移动烟道满足炉盖旋入旋出时第四孔弯烟道发生干涉满足吸入高温烟气时吸入足量外界空气供部沉降室蓄积CO二次燃烧设计活动烟道结构图4示
2）燃烧沉降室
沉降室作两电弧炉排出颗粒粉尘足够时间沉降避免颗粒烟尘进入部设备防导致设备堵塞损坏二烟气中未燃烧CO沉降室继续燃烧防止CO进入续工艺设备导致安全事发生燃烧需氧气第四孔烟道移动烟道连接处混入空气中
沉降程中受三力作重力浮力烟气颗粒曳力重力浮力差烟尘发生沉降动力曳力阻碍烟尘发生沉降力保证烟气中颗粒粉尘沉降效果沉降室烟气进出口设置顶部沉降室外形轮廓图5示
3）高温烟道
高温烟道指连接沉降室热蒸汽发生器间路避免热量散失沉降室出口热蒸汽发生器入口道均采保温形式保温分两层分耐磨层隔热层
4）热蒸汽发生器
适应电弧炉炼钢烟气特点求余热锅炉必须具启动速度快负荷适应力强连续障运行时间长单传热强度等特点选热蒸汽发生器
（1）热蒸汽发生器原理
热蒸汽发生器干根热元件组成工作原理图6示热受热段置高温烟道高温烟气横掠热受热段热元件放热段插汽—水系统该系统受热循环完全热源分离独立存高温烟道外受高温烟气直接刷高温烟气热量热传水套饱水汽化产生蒸汽蒸汽升达汽包汽水分离汽阀输出样热断热量输入水套通外部汽—水道升降完成基汽—水循环达高温烟气降温转化蒸汽目
（2）蒸发器空间布置
蒸发器空间采取垂直布置设备安装紧凑占面积高温烟气温度逐渐降低击波震动灰尘重力散落方容易清理积灰整热交换程温度均匀交换充分蒸汽发生器空间布置图7示
（3）蒸发器设备基特点
A 采热作传热元件整汽—水系统受热循环完全热流体隔离二独立热流体烟道外系统般余热锅炉
B 设备中热元件间相互独立热流体蒸汽发生区双重隔离互影响单根数根热损坏会影响系统正常运行时水汽会热破损进入热流体
C 实际时通调节热两端传热面积效调节控制壁温防止低温酸露点腐蚀
D 操作简单维修方便工作整系统热量输送程需外界动力障率低效率高
（4）热蒸汽发生器设计参数
热蒸汽发生器设计参数见表3设备外形尺寸见表4
5）击波清灰装置
电弧炉冶炼时烟气量灰尘带电荷易吸附热容易堵塞解决线热清灰问题保证余热系统正常运行关键现场运行中发现声波清灰蒸发器壳体损伤太蒸汽清灰会造成热板结堵塞实践证明两种清灰方式系统中均行终选击波清灰满足热线清灰需求保证余热系统安全稳定运行
6）蓄热器
蒸汽蓄热技术间断供汽变连续稳定汽源利户蓄热器利高压低压时饱水焓差水闪蒸放出蒸汽初期时充入氧水高压蒸汽量时蒸汽通部充热装置喷水中迅速凝结放热蓄热器水位压力升高直压力蒸汽压力相等完成热程蓄热器水高压饱水低压蒸汽量锅炉产气量时蓄热器汽空间相连低压道压力降蓄热器中饱水成热水行沸腾放热水位降产生低压蒸汽供设备完成放热程
保证余热回收系统产生稳定流量蒸汽该方案配套两台150m3蓄热器设计充水系数85入口蒸汽压力16MPa出口蒸汽压力10MPa实践证明系统产蒸汽足满足生产生活需
3系统控制方案（略）
三结
1电弧炉余热回收利系统工程实施实现余热回收环境治理双赢电弧炉炼钢企业节源降低耗实现清洁生产效途径
2系统产蒸汽量均15th左右折合吨钢产汽量约200kgt够满足VD正空处理蒸汽需求燃油锅炉停运年减少燃油消耗费2256万元济效益观
3击波线清灰系统成功应电弧炉余热系统中效保证系统畅通防止翅片板结积灰
4风机变频器技术成功应电弧炉余热回收系统中通风机频率沉降室出口温度连锁完成温度动控制实现热量回收化
5实践证明高温烟气余热回收利技术集环境保护余热余回收利体新型环保项目国外高推广价值
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