煤气空气双预热技术在杭钢三号高炉的应用

　　摘要：本文介绍了分体式热管煤气、空气双预热系统在杭钢炼铁厂三号高炉热风炉的实际应用情况。通过热风炉燃烧产生的高温烟气对热风炉燃烧所需燃料（高炉煤气）及助然空气进行预热，提高高炉煤气的理论燃烧温度，提高热风炉的拱顶温度及烟道温度，提高高炉风温。从而降低高炉焦比，节能降耗，提高高炉冶炼的经济效益。文章从技术、节能、经济效益三方面分析了煤气空气双预热器的优越性。

　　关键词：高炉 热风炉 煤气换热器 空气换热器 高风温

　　1．前言：

　　高风温是高炉炼铁的必要条件之一，是提高高炉各项技术经济指标的重要技术措施，是直接降低炼铁成本，提高经济效益和节能降耗的有力保障。高炉高风温是一项综合技术，一是热风炉要有持续稳定的提供风温的装备能力，二是高炉冶炼技术能够用的上高风温，三是热风炉怎样才能提供高风温。目前我国高炉风温很多在1200℃以上，通过提高风温来降低焦比是有很大潜力的，而通过利用烟气余热回，预热助燃空气、烧炉用的煤气技术是提高高炉风温有效措施之一。杭钢炼铁厂三号高炉热风炉燃料全部是高炉煤气，高炉煤气采用干法除尘净化处理，经TRT发电后温度只有60℃左右，同时高炉CO利用高，高炉煤气热值低，理论燃烧温度低，高炉风温一直上不去，消耗偏高，高炉炼铁成本下不来。为解决这一问题，利用煤气空气双预热技术，提高热风炉燃料的理论燃烧温度，提高风温，以达到节能降耗降低炼铁成本的目的。

　　2．煤气空气双预热系统简介

　　2.1方案选择

　　杭钢炼铁厂三号高炉热风炉采用四座外燃室热风炉，热风炉使用单一的低发热值高炉煤气作燃料，结合三号高炉热风炉现场实际，由于受场地限 制，决定采取分体式热管交换系统，系统由烟气换热器、煤气换热器、空气换热器组成。在这个系统中煤气换热器与空气换热器采用并联的方式布置，烟气换热器与煤气换热器、烟气换热器与空气换热器用热管连接。

　　2.2系统构造

　　系统由三台热管管箱组成，热风炉燃烧所产生的烟气约为200℃~350℃进入烟气管箱，在烟气管箱中烟气将热量分别传递给煤气加热侧的管束和空气加热侧的管束，两组管束并联布置，烟气分二路分别流向煤气空气侧的管束。煤气和空气加热侧的管束吸收烟气的热量后，分别由各自的管内的工作液体所产生的蒸汽通过各自的上升管分别传送到煤气和空气加热侧的管箱。烟气换热器至煤气换热器气液循环热管18组，烟气换热器至空气换热器气液循环热管18组。为了方便检修和调试，每个管箱都设置了旁通管路。

　　2.3工艺流程

　　工艺流程见图：

　　2.4系统设计参数

　　根据杭钢炼铁厂三号高炉热风炉烧炉使用助燃风机的大风量、煤气压力、流量、高炉煤气进热风炉前的低温度等参数，设计分体式热管换热器技术性能参数。

　　分体式热管换热器技术性能参数见表1

　　表1分体式热管换热器技术性能参数

　　3．运行效果

　　3.1杭钢三号高炉煤气空气双预热系统于2011年3月底改造完成投产，煤气空气预热器使用前高炉平均风温在1100℃至1120℃左右，煤气空气双预热使用后，高炉平均风温都在1190℃以上，目前高炉风温稳定在1200℃左右。

　　3.2分离式煤气空气双预热器的效果

　　分离式热管煤气空气预热器见表2，使用分离式热管煤气空气预热器前后热风炉参数对比见表3.

　　表2分体式煤气空气双预热器应用情况

　　注：目前杭钢炼铁三号高炉由于拱顶温度控制在1350℃左右

　　由表2和表3可以得出分体式煤气空气双预热系统具有以下优点：传热能力大，效力高，单位体积的热交换面积大，结构紧凑，运行时不需要动力，气体阻力小，实现了提高风温的效果，在杭钢三号高炉使用效果较好。

　　4．结语

　　采用分体式热管煤气空气双预热系统来预热高炉煤气和助燃空气是一项节能降耗的技术，利用热管煤气空气双预热系统是利用热风炉烟气温度使低发热值的高炉煤气实现高炉高风温的有效途径，是高炉冶炼提高经济技术指标降低成本的有效措施。