1、前言 國(guó)內(nèi)中小高爐爐體軟水冷卻大多采用冷器,由于空冷器以空氣為冷媒,受季節(jié)影響大,進(jìn)高爐軟水溫度隨季節(jié)變化而波動(dòng)。在夏天時(shí)最高進(jìn)高爐水溫達(dá)到70℃以上,遠(yuǎn)高丁最佳供水溫度35~40℃??绽淦鞴苁赘g、漏水,而對(duì)腐蝕管束采用盲死措施后,空冷器換熱面積減少,更使進(jìn)進(jìn)高爐的軟水溫度升高。隨著煉鐵工藝的完善及高爐利用系數(shù)的進(jìn)步,空冷器冷卻能力不足的矛盾日益突出,已嚴(yán)重影響高爐的安全高產(chǎn)和使用壽命?! ?/span>
2、板式換熱器的選用 2.1板式換熱器的特點(diǎn) 板式換熱器是以波紋板為傳熱面的新型、高效換熱器,具有以下特點(diǎn): ?。?)傳熱系數(shù)高。由于波紋板片相互顛倒,在流道中形成網(wǎng)狀觸點(diǎn),流道交叉變化,流體方向多變,在臨界雷諾數(shù)約為200時(shí)就能達(dá)到湍流,使膜傳導(dǎo)系數(shù)大大進(jìn)步,增強(qiáng)了傳熱。 表1板式換熱器選型計(jì)算 ?。?)體積小,占地面積小,重量輕,特別適用于空間有限的場(chǎng)合。板式換熱器結(jié)構(gòu)緊湊,體積小,占地面積漢為列管換熱器的l/5~1/10. (3)組裝靈活,拆裝清洗方便?! ?2板式換熱器的型式 由于中小高爐爐體冷卻軟水系統(tǒng)的特點(diǎn)為大流量、小溫差,由此決定了板式換熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為矮胖型,即寬高比較大。這樣的結(jié)構(gòu),既保證了,良好的換熱效果,又可使壓力損失降到最小?! ?3板式換熱器技術(shù)參數(shù)
2、3.1板式換熱器數(shù)目根據(jù)中小高爐的特點(diǎn),其爐體冷卻軟水系統(tǒng)采用板式換熱器的數(shù)目宜為3臺(tái)并聯(lián),每臺(tái)流量為最大流量的5O,正常運(yùn)行開二備一。
2.3.2流量根據(jù)水在冷卻壁的公道流速,并重點(diǎn)考慮高爐后期內(nèi)壁耐熱層減薄、傳熱量急劇增加的情況,按后期最大傳熱量來確定軟化水流量?!?.3.3軟化水進(jìn)出換熱器溫度根據(jù)現(xiàn)有高爐軟水供給的經(jīng)驗(yàn),軟水供給溫度在35~40℃之間時(shí),對(duì)高爐穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)、安全生產(chǎn)最有利,同時(shí)考慮到夏季冷媒水及冷卻塔的冷卻能力,軟化水進(jìn)高爐溫度在夏季最不利工況時(shí)宜小于40℃,軟化水出高爐溫度宜小于45℃,即軟化水進(jìn)換熱器溫度宜為45℃,出換熱器溫度宜為40℃?! ?.3.4換熱器軟水側(cè)壓力損失 由于軟水系統(tǒng)除停開空冷器、并進(jìn)板武換熱器外,其它部分不變,因此,板式換熱器軟水側(cè)壓力損失須小于原有空冷器軟水側(cè)壓力損失。原有空冷器軟水側(cè)壓力損失小于0.05MPa,因此板式換熱器軟水側(cè)壓力損失必須小于0.05MPa. 2.3、5換熱器板片材質(zhì)板式換熱器板片材質(zhì)基本上采用不銹鋼、鈦合金兩 種。由于鈦材料價(jià)格為不銹鋼的4~6倍,且高爐冷卻系統(tǒng)板式換熱器板片材質(zhì)采用不銹鋼即可滿足要求,為此板式換熱器板片材質(zhì)選用不銹鋼?! ?.3.6換熱器板片厚度換熱器板片厚度與傳熱系數(shù)成反比關(guān)系,板片厚度越小,傳熱效果越好,但同時(shí)也輕易腐蝕泄漏?,F(xiàn)國(guó)內(nèi)板式換熱器板片厚度一股為0.5~1.0mm,考慮到廠家制造工藝、現(xiàn)場(chǎng)操縱水平及腐蝕、除垢等因素,換熱器板片厚度宜選擇0.7~0.9ram. 2.3.7密封墊材質(zhì)考慮現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及板式換熱器工作溫度、軟化水成分等諸多因素,密封墊材質(zhì)宜選用三元乙丙橡膠?! ?.3.8換熱器正常工作壓力根據(jù)軟水系統(tǒng)閉路循環(huán)的特點(diǎn),換熱器正常工作壓力最小值應(yīng)為軟水系統(tǒng)循環(huán)水泵出口壓力與高爐高位膨脹水箱水位高度之和。 2.3.9冷卻水進(jìn)、出換熱器溫度根據(jù)夏季冷卻水供水溫度及冷卻塔工作能力,冷卻水進(jìn)換熱器溫度宜小于32℃,出換熱器溫度宜小于37℃。 2.3.10進(jìn)出口管徑進(jìn)出口管徑的大小以介質(zhì)在管道內(nèi)的活動(dòng)速度小于3m/S為宜來確定,最大流速宜小于4m/s.
3.板式換熱器選型計(jì)算 高爐冷卻系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)、板式換熱器選型及結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定見http://m.tulanduo.net.cn/jszc.html.
4.應(yīng)用效果 高爐在2004年7月用板式換熱器替換空冷器,經(jīng)過2年來的運(yùn)行,效果良好。已在其它高爐上陸續(xù)應(yīng)用。板式換熱器使用前后高爐進(jìn)水溫度統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)比情況見表2.采用板式換熱器后,在軟水流量及冷卻水均穩(wěn)定在960~1200m/h的情況下,軟化水進(jìn)高爐溫度全年基本穩(wěn)定在34~39℃之間,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于在2004年7月份以前采用空冷器的進(jìn)水溫度?! ”?使用空冷器及板式換熱器的高爐進(jìn)水溫度比較℃ 5.結(jié)語 高爐爐體冷卻軟水系統(tǒng)采用水水板式換熱器,可使高爐進(jìn)水溫度保持在最佳溫度35~40C~fd],水溫波動(dòng)小,徹底解決了制約高爐高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、安全生產(chǎn)和影響高爐使用壽命的冷卻能力不足題目,滿足日益進(jìn)步的高爐冶煉強(qiáng)度要求,延長(zhǎng)高爐使用壽命。