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熱管在高爐熱風爐煙氣余熱回收中的應用

一、高爐熱風爐煙氣回收意義和必要性

高爐熱風爐是產生熱風的設備，由于風溫可高達1200℃以上，因之熱風爐都是蓄熱式。其工作原理是先使煤氣和助燃空氣在燃燒室燃燒，燃燒生成的高溫煙氣進入蓄熱室內的格子磚加熱，然停止燃燒，再將鼓風機送來的冷空氣通過蓄熱式格子磚，將格子磚所積蓄的熱量帶走，冷空氣被加熱到所需的溫度進入高爐。熱風爐煙道廢氣的溫度一般限制在250～350℃，*高不能超過400℃。使用熱管換熱器回收的這部分余熱，用來加熱助燃空氣則可以改善蓄熱爐內的燃燒狀況，從而使爐頂溫度提高。對于以煤氣為燃料的單位，一般多采用熱管換熱器回收排煙余熱，回收的余熱用來加熱空氣和煤氣。

二、企業簡介：

天津華能集團能源設備有限公司（原天津華能集團能源設備廠）是一個靠科技發展起來的縣辦股份制企業，是我縣九大骨干工業企業之一。多年來，始終堅持“以信譽結交天下朋友、靠科技促進企業發展”為興企方針和宗旨，堅持科技創新，促進成果轉化。走出一條“分析自我找市場，瞄準市場搞開發，集中精力搞推廣”的科技興廠之路，使企業步入良性循環發展軌道，企業的發展充滿了生機與活力。

企業基本情況

我公司1987年建廠，現占地面積51000m²、建筑面積16100m²、注冊資本650萬元。公司現有職工510人，其中大本以上學歷的61人，有高級工程師10人，工程師22人。目前，我廠擁有總資產5500萬元。2002年，產值6235.9萬元，利潤222.74萬元，上繳國家稅金383.69萬元。2003年，產值7500萬元，利潤343.53萬元，上繳國家稅金450.54萬元。2004年，產值8300萬元，利潤372.73萬元，上繳國家稅金488.83萬元。

產品情況

我公司開發產品立足于節能、環保。建廠初期，主要生產新能源產品太陽能熱水器。1992年從中科院工程熱物理所引進高新科學技術——熱管，并以此為龍頭不斷開發高效節能技術及其產品。

1、XRF系列循環式熱管熱風爐    該技術*鑒定為國內首創，國際*；1995年獲天津市科技星火一等獎；并評為*新產品。

2、RFG系列熱管水加熱器    該技術*鑒定為國內*；1998年獲天津市星火科技三等獎。

3、RKY熱管空氣預熱器、水加熱器等熱管節能系列產品，并于1999年獲天津市科技推廣二等獎。

三、主要技術特點

1、熱管是一種高效傳熱元件，利用管內介質的蒸發吸熱和冷凝放熱進行熱傳導。它具有高效傳熱性（隨管內介質不同傳熱系數可達107W/m. ℃）、單管作業性、熱源分匯性等。利用熱管的單向導熱性的特點，使熱管余熱回收排煙溫度始終在露點以上。

2、熱管空氣預熱器

2.1設備結構及工作原理：

該產品主要由煙箱、管板和熱管三部分組合，熱管垂直布置在管板上。工作時煙氣和空氣分離沿兩個通道逆流換熱。通過熱管將煙氣熱量傳給空氣側，即而將空氣加熱�？筛鶕淖儞Q熱面大小來調整所需空氣溫度。

2.2 產品特點：

1．阻力低，是列管設備的三分之一（本設備阻力≤300Pa）2．該設備采用臥式結構，側板設置出灰口，下部設備不會因變形而損附設積灰箱，定期打開出灰門清灰即可；換熱效果高，能有效的回收低溫余熱；

3．使用壽命長：一是本設備由數百根熱管組成，熱管為單管作業，有一根或部分熱管損壞，兩側氣體不混浠；二是熱管單支固定于管板上，避免由熱脹冷縮造成的疲勞應力破損；三是采用鎳基釬焊翅片管技術大大提高了設備耐沖刷、耐低溫露點腐蝕能力。

熱管空氣預熱器在保證換熱效果的同時，為保證余熱回收系統的節能穩定運行，充分降低設備阻力。本空預器采用斜置式，使熱管的翅片垂直，這樣有利于清除灰塵。

四、具體設備設計：

    煉鐵高爐的熱風爐是蓄熱式爐型，在蓄熱過程中排放出的煙氣溫度有時可高達400℃，用這部分煙氣去加熱燃燒所需的助燃空氣，不僅可以節省燃料，更重要的是可提高蓄熱爐的爐頂溫度，從而可使入煉鐵爐的熱風溫度升高，熱風溫度升高可使煉鐵焦比下降，一般情況下，溫度在1000℃以上的熱風每提高100℃，每噸鐵所耗焦炭可節約15公斤。
   經過近10年的發展，至20世紀90年代，此技術已趨于完善，目前國內許多大型鋼鐵企業都采用了這一技術，*大換熱量已達20000kW，由于容量大，且多為雙預熱(同時預熱空氣和煤氣)，因之都采用熱管空氣預熱器。我公司在某鋼廠高爐實際應用情況為：從熱風爐排出的煙氣（250℃）通過熱管換熱器的加熱段降至145℃，由煙囪排入大氣。熱管換熱器的冷卻段由兩部分組成，一部分加熱助燃空氣，另一部分則加熱燃料煤氣，這種雙預熱系統使燃料煤氣和助燃空氣同時被加熱到130℃以上入爐燃燒，大大提高了燃燒效率。運行表明：該爐的熱風溫度比過去不采用此項技術前的熱風溫度提高了42.4℃，這樣使每噸鐵的焦炭耗量節約了6.36公斤。該高爐年產鐵184787噸，共節約焦炭1175噸。約合人民幣43萬元/月，同時煤氣的消耗量也有所下降，按熱值計節約8648.3公斤/月，約合人民幣10.2萬元/月。

五、我公司主要冶金業績

鋼鐵行業部分業績表

1．北京首鋼設計院

2．吉林鐵合金股份有限公司

3．遼寧本溪鋼鐵有限責任公司

4 . 山東濟南鋼鐵有限公司

5．安徽合肥鋼鐵集團有限公司

6．河南唐山文豐鋼鐵公司

8．包頭鋼鐵設計院

8．湖南冷水江鋼鐵廠

9．陜西孝義城財鋼鐵有限公司

10．山西太原鋼鐵有限公司

11．蘭泰公司榆中鋼鐵廠

12．天津鋼鐵股份有限公司

13．云南曲靖華福鋼鐵有限公司

14．貴州六盤水鋼鐵有限公司

15．吉林長山鋼鐵廠

16．山東萊蕪九洋鋼鐵有限公司

17．山東萊蕪鋼鐵有限責任公