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带钢连续退火炉烟气余热综合利用技术

发布时间: 2016-05-23来源:

带钢连续退火炉主要用于冶金行业冷轧薄钢带的热处理,是冷轧镀锌板、镀锡板、电工钢以及不锈钢带等各种形式带钢连续式热处理机组的关键设备。带钢连续退火炉烟气余热综合利用技术可应用于这些热处理机组,降低冷轧薄钢带热处理的工序能耗,减少其生产成本。

 

带钢连续退火炉按结构布置分为卧式、立式和立卧组合(如L型炉).带钢在炉内完成加热、均热(还原或脱碳)和冷却的整个热处理工艺过程。为避免带钢在炉内产生高温氧化,并在炉内获得光亮的表面,退火炉供热主要采用两种方式:一种是采用全辐射管加热法;一种是采用无氧化明火加热与辐射管加热相结合的方式。

 

以辐射管加热为例,燃气和助燃空气通过辐射管内的烧嘴进行燃烧将辐射管加热,加热后的高温辐射管将热量辐射至炉内对带钢进行加热,燃烧后的高温的烟气通过设置在辐射管出口的空气换热器将助燃空气预热后排出。由于辐射管的加热温度较高,而其空间有限,空气换热器的换热面积受到限制,所以从辐射管排出的烟气温度仍就很高(一般温度在550600℃)。无余热回收的退火炉的排烟方式是将辐射管的烟气掺入冷风将其温度将降至250以下排出,或直接采用高温风机排出。

 

另一方面,冷轧带钢热处理机组上还有几个热能消耗点。一是在带钢入退火炉前需对带钢进行脱脂清洗和干燥,工艺过程是碱洗、电解清洗、水喷淋和热风干燥;二是带钢的后处理如光整、钝化后需对带钢进行热风干燥。

为达到好的清洗效果,需将各种清洗液加热至6080,目前的机组均采用蒸汽加热或燃气加热,干燥的热风也采用蒸汽换热的方式进行加热。通常一条年产25万吨的机组需配备一台4t/h的专用锅炉。

所以,对于整个机组而言,退火炉烟气余热并未充分利用,而其它耗能点需消耗新的能源,造成机组的工序能耗高。同时,锅炉房的投资成本也较高。

 

      通过对各能耗点的综合分析,进行机组的热平衡计算,结合带钢热处理机组的工艺特点,开发了一种独特的烟气余热综合利用新技术,即:在退火炉的排烟管道上设置两极换热装置,一级用于热风干燥空气的加热,一级用于脱脂段各种溶液的加热,实验取得了成功,各项加热工艺指标达到了要求,退火炉烟气温度控制在150160 ,取消了专用锅炉,降低了机组的能耗,节省了机组的投资和运行成本。

 

    余热利用原理如下:

    为减少烟气管道的散热损失,将烟气支管、集管和总管采用外保温,在排烟主管上设置两级换热器:

    第一级为空气-烟气换热器,换热器型式采用带插入件的金属管状换热器;设置干燥鼓风机,冷风经换热器预热至150左右,经干燥风主管分至机组上各个干燥器。

第二级为水-烟气换热器,换热器型式采用金属翅片换热器,考虑到每个清洗槽溶液成份不同,不能混合,而且为防止换热器管内结垢,采用软水作为导热载体。设置一个软水箱,采用热水泵将软水送入换热器加热,高温软水通过管道送入每个清洗箱内的换热管完成对清洗溶液的加热,低温软水返回至软水箱。清洗溶液加热温度的控制通过调节软水的循环量来进行,同时为防止软水超温,在烟气管路上设置旁通阀和掺冷风阀以调节经过水-烟气换热器的烟气量和最终的排烟温度。

 

在带钢热处理机组上采用该项节能技术具有如下优点(以一条年产25万吨的机组为例):

1.不需配备专用蒸汽锅炉房。余热利用装置的费用与锅炉房的建设费用相比较,可降低投资约20万元。

2.无燃煤消耗,每年可省去约4000吨标准煤,节约生产成本约320万元。

本技术获得国家发明专利。
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