轧钢加热炉汽化冷却蒸汽利用(0822)
线材轧钢厂加热炉汽化冷却控制改造__tr (2)

( 上接第 36 页) 根据 试 验 , 砂 型 铸 造 时 含 4% Cu 的 铝 合 金 [ C液 ] 始 ∃ 0. 12 mL / 100g 金属, 在大气压下结晶 , 没 有发现铸件形成 气孔。将数据代入得 : n无 = 1. 056 ( 1- 0. 12/ 0. 68) = 0. 88, 即 n< 1 时 , 已可获得无气 孔铸件。 连续铸造时铝液中允许的含氢量可增加 1 倍 , 即 0. 25 mL / 100 g 金属, 代入式 %得: n无 = 1. 056( 1 - 0. 25/ 0. 68) = 0. 67, 比砂型铸造时的临界凝固百 分比更小 , 即更不易产生气孔。 砂型铸造在高压釜中结晶时, 铝液中允许的原 始氢含量 可按下 式计算 : [ C液 ] 始 = ) , 今取 P外为 6 at m, 代入式 % 得: [ C液 ] 始= 6 # 0. 68( 1- 0. 88/ 1. 056) = 2. 45 # 0. 12= 0. 294 mL / 100g 铝, 即 [ C 液] 始允许比常压下 结晶时大 2. 45 倍。 K 液 ( 1 - n无 /
图1
加热炉汽化冷却循环系统示意图
和水蒸气, 为增加抗腐蚀性选用铸钢阀芯 , 耐温 - 20 ~ 200 4. 2. 2 。确定阀门型号为 ZKJWa- 6K 。 确定阀门的公称通径
2
改造前的状况
汽化冷却系统起初采用显示调节仪表 的开关
结合现用的蒸汽泵规格( 2QS- 21/ 17) , 通过饱 和水蒸气流通能力计算公式 [ 1] : C = 137. 29 M S / K 式中 : P - 阀前绝对压力 , M Pa; M S - 蒸汽质量 流量, kg/ h; K!- 蒸汽修正系数 , K!水蒸气= 19. 4;
210978714_加热炉汽化冷却与蒸汽发电技术综合应用

M etallurgical smelting冶金冶炼加热炉汽化冷却与蒸汽发电技术综合应用王称芳,付彦超摘要:加热炉汽化冷却技术的发展为蒸汽发电技术的应用提供了良好的能源,进而能有效地提高加热炉应用能源的质量和效率,降低能源消耗,促进我国工业应用技术发展进步。
因此本文主要就加热炉汽化冷却技术的应用优势和现阶段常见的蒸汽发电技术在加热炉中的综合应用进行介绍,进而提出一定的应用建议促进汽化冷却技术和蒸汽发电技术更好的应用在我国的工业发展中,促进我国相关企业顺应节能减排工作的要求,实现其提高经济效益和社会效益的目标。
关键词:加热炉;汽化冷却;蒸汽发电加热炉汽化冷却技术是我国近年来钢铁企业广泛应用的冷却技术之一,既能够满足钢铁企业在实际生产制造过程中对加热炉进行冷却的要求,又能够节约大量的水资源以及回收余热得到蒸汽等优点。
我国国家工业信息化部以及水利部门要求于2017年之前应用此技术全面替代传统的轧钢加热炉炉底梁的水冷技术。
但是由于汽化冷却技术中产生的蒸汽是低饱和蒸汽,其特点就是品质较低、输送距离有限以及冷凝水损失过大,所以在传统技术中对蒸汽利用的质量和效率极为有限,甚至大部分钢铁企业因为没有方法合理使用选择控制排放,造成了环境污染的同时也损失了大量的能源,因此如何利用这些低品质的蒸汽,是各钢铁企业需要重点关注的问题。
1 汽化冷却系统以及发电机组的构成1.1 汽化冷却系统组成汽化冷却系统内部主要是由除氧给水系统、水循环系统、蒸汽系统、排污系统以及配套的软水系统、加药系统以及冷却水系统组成。
不同的系统在汽化冷却系统内部发挥不同的作用。
除氧给水系统组主要包括除氧器、强制循环水泵设备。
通常情况下,强制循环水泵往往有多个,并且采用不同的能源驱动方式。
这样设计主要是为了避免在强制循环水泵在实际运行的过程中出现故障而另一台强制循环水泵不能自动投入运行。
采用不同的能源供应可以在出现紧急停电或者是循环水泵出水母管压力过低时能够使用柴油水泵,确保汽水冷却系统的循环动力充足。
轧钢加热炉汽化冷却蒸汽利用(0822)

轧钢加热炉汽化冷却蒸汽利用郑祖强(衢州元立金属制品有限公司)摘要:某公司一座年产80万吨轧钢加热炉在生产的过程中会产生4t/h、0.5Mpa(a)的汽化冷却蒸汽,为充分利用该部分蒸汽的能量,配套建设了的一套背压式汽轮发电机组、一套螺杆膨胀发电机和浴室,取得了较好的经济和环境效益。
关键词:蒸汽背压式汽轮发电机组螺杆膨胀发电机utilization of the vaporization cooling steam of steel-rolling heating furnaceZheng Zu Qiang(Quzhou Yuanli Metal Products Co.,Ltd.)Abstract: An reheating furnace that the annual output is 800000 tons will produce 4t-0.5Mpa vaporization cooling steam in an hour in the pruduction.To make full use of the steam energy, a set of back pressure turbine,a set of screw expansion of power generators and bathroom were built.It has obtained better economic and environmental benefit.Keywords: steam;back pressure turbine;screw expansion of power generator某公司的一座年产80万吨的轧钢加热炉,为提高加热炉的能源利用率,该加热炉的冷却系统采用汽化冷却的方式。
加热炉汽化冷却具有节省工业用水、节电、回收余热、提高炉底管使用寿命以及提高轧材质量的显著优点 ,特别是自然循环汽化冷却方式 , 目前已在我国钢铁厂的加热炉上广泛采用 ,显示出良好的经济效益【1】。
加热炉汽化冷却系统概述

第一章加热炉汽化冷却系统概述1.1加热炉(尤其蓄热式)一应用概况加热炉是轧钢生产中不可缺少的设备之一,它在很大程度上影响着产品的质量和技术经济指标⑴。
钢铁企业轧钢领域蓄热式换热技术的应用,可从以下几个方面来分:从炉型上分:有推钢式加热炉;步进梁式加热炉;车底式炉;均热炉;罩式炉;带材连续式热处理炉及冶炼连铸领域的烘烤设备。
从匹配的轧机分:棒材、高速线材、中厚板、热带、H型钢、及型钢等加热炉。
其中以步进梁炉为主。
从加热的钢种分,普碳、低和金和特殊钢加热炉。
(暂无加热硅钢坯的业绩)从加热钢坯规格分:方坯最长达16m断面最大为300X400mm板坯最长达15.6m;板坯厚:250mm~300mm在轧钢生产中加热炉必须满足几方面的要求:生产率高、加热质量好、燃耗低、劳动条件好、寿命长。
为了达到这几方面的要求,必须很好的掌握加热炉的结构、原理和设计方法,以便选好、用好、改造好和设计好所需的加热炉。
采用这项技术的企业主要还是集中在地方中小型和民营钢铁企业,并且大部分都是烧纯高炉煤气的蓄热式加热炉,因此这些企业加热钢坯的燃烧成本低,钢铁产品的价格竞争性强,利润率高。
其中代表性的烧高炉煤气的蓄热式步进梁式加热炉有:一是唐山国丰的1450m连铸连轧工程,加热的板坯长15.6m,小时产量达290t的步进梁式加热炉,采用的也是烧高炉煤气的蓄热式步进梁式加热炉,该座炉子已经顺利投产。
加热质量、产量、热耗都达到预想的效果。
唐钢连铸连轧,板坯长15m 产量250t/h,也是烧高炉煤气的蓄热式步进梁式炉,也成果显著[2]。
1.2加热炉的组成结构及热工控制1.2.1加热炉的结构一般加热炉由以下几部分组成:炉膛、燃料系统、供风系统、排烟系统、冷却系统、余热利用装置等。
按钢料在炉内的运动方式分类:推钢式炉、步进式炉、辗底式炉等等。
按空气和煤气的预热方式分类:不预热式炉、换热式炉、蓄热式炉。
蓄热式燃烧系统由蓄热室、煤气燃烧室、换向系统、供风系统、煤气系统、排烟系统等组成,主要由蓄热式烧嘴和换向系统组成。
浅析炼钢余热蒸汽利用方案

浅析炼钢余热蒸汽利用方案摘要:针对炼钢余热蒸汽的有效回收利用进行了研究分析,提出了几种利用方案,并进行了对比,希望能够开拓余热蒸汽利用的新思路,解决生产实际问题。
关键词:汽化冷却余热蒸汽冶金工业是耗能大户,不论是有色冶金或黑色冶金工业都存在大量的节能问题。
以钢铁企业为例,焦炉、高炉及炼钢工序均有相当数量的余热未能回收利用。
钢铁工业的二次能源主要包括各种副产煤气、余热、余能(压)。
国际上主要产钢国家的二次能源产生量占其钢铁工业一次能源消耗量的40%~50%,其中各种副产煤气(焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气)占绝大多数。
其余热的温度最高可达1600℃,热能的形态有固体、气体、液体,其中很多为间隙排放,因之给余热回收带来了一定的难度。
由于热管的众多特点,特别适用于上述场合的余热回收利用。
高温热管及高温热管空气预热器、高温热管蒸汽发生器开发运用成功,给冶金企业的高品位余能利用带来了新的希望。
一、ESSE加热炉和均热炉的余热利用轧钢连续加热和均热炉是钢铁企业中耗能较多的设备。
其热效率一般只有20%~30%,约有70%~80%的热量散失于周围环境和被排烟带走。
其中烟气带走的热损失约占30%~35%。
加热炉的烟气量根据炉型大小不同,一般在(标准状态)7000~300000m3/h的范围内。
烟气温度一般为550~990℃,也有超过1000℃以上的。
从直接节能来考虑,工程界希望将烟气的余热用来加热助燃空气。
当助燃空气被加热到400℃时,可以得到节能20%~25%的效果。
二、轧钢连续加热炉的余热回收轧钢连续加热炉排出的烟气温度很高,有时可达1000~1100℃,余热回收利用的方式首推采用空气预热器。
这样虽然可以达到节能的目的,但不能直接节约燃料,也得不到由于燃烧条件改善而对产品产量质量方面带来的好处。
当前很多工厂采用余热锅炉和空气预热器相结合的办法来达到兼顾的目的。
三、ESSE余热锅炉流程国内外许多轧钢加热炉采用了余热锅炉和空气预热器相结合的流程来回收烟气的高温余热。
某钢铁公司轧钢饱和蒸汽的高效利用

【Abstract] The steam waste heat from vaporization cooling of the heating furnaces in rolling lines is recovered and delivered to the heat regenerative system of power plant.The high efficiency waste heat recovery technology is introduced.taking actual project as an ex- ample.
冶 金 动 力
METAI1.I】Ii G1CAL POW ER
2016年第 2期 总 第 192期
某钢铁公 司轧钢饱和蒸汽的高效利用
刘 璐
(中冶京诚工程技术有限公司 ,北京 100176)
【摘 要】以实际工程为例,介绍了通过将轧钢加热炉汽化冷却所产生的蒸汽余热并入电厂回热系统,使余 热得 到高效利用 的技术 。
1千克新蒸汽获得的热量为 : qd=QJD=Ds(hd"-hd’)/D= ̄d(hd"-hd’) kJ/kg 相应的等效焓降为 : AH=qax ̄j=f la(ha”-ha’)× 式 中 : ‰’一进入蒸汽回收装置的出水焓值 ,kJ/kg
一 离开蒸 汽 回收装置 的 出水 焓值 ,kJ/kg D 一进入蒸汽回收装置的凝结水流量 ,kg/h
【关键词】饱和蒸汽 ;蒸汽回收;发电 【中图分类号】TK229 【文献标识码】B 【文章编号】1006—6764(2016)02—0030—03
加热炉汽化冷却的原理

加热炉汽化冷却的原理引言:加热炉汽化冷却是一种常用的加热方式,通过将加热炉内的液体物质加热至汽化温度,然后利用汽化冷却的原理将其冷却,实现物质的加热和冷却效果。
本文将详细介绍加热炉汽化冷却的原理及其应用。
一、加热炉的工作原理加热炉是一种用于加热物质的设备,其工作原理是通过加热源提供热量,使加热炉内的物质温度升高。
一般来说,加热源可以是燃烧器、电加热器等,加热炉内的物质可以是液体、气体或固体。
二、汽化冷却的原理汽化冷却是一种利用物质的汽化过程带走热量的方法,实现物质的冷却。
当物质的温度达到汽化温度时,物质开始发生相变,由液态变为气态。
在相变过程中,物质吸收了大量的热量,使其温度降低。
三、加热炉汽化冷却的原理加热炉汽化冷却是将加热炉内的液体物质加热至汽化温度,然后利用汽化冷却的原理将其冷却。
具体而言,加热炉内的液体物质通过加热源的作用逐渐升温,当温度达到物质的汽化温度时,物质发生汽化,从液态转变为气态。
在汽化过程中,物质吸收了大量的热量,使其温度降低。
同时,由于气态物质的热容较小,其温度下降速度更加快速。
因此,通过加热炉汽化冷却的方法,可以将加热炉内的液体物质快速降温,实现物质的冷却效果。
四、加热炉汽化冷却的应用加热炉汽化冷却广泛应用于工业生产中的物质加热和冷却过程。
例如,在石油化工行业中,加热炉汽化冷却可用于将液态原油加热至汽化温度,然后通过冷凝器将其冷却,实现油品的提炼和分离。
加热炉汽化冷却还可以应用于金属加工、食品加工等领域。
例如,在金属加工过程中,加热炉汽化冷却可用于将金属材料加热至汽化温度,然后通过冷却装置将其迅速冷却,实现金属的淬火效果。
在食品加工过程中,加热炉汽化冷却可用于将食品液体加热至汽化温度,然后通过冷却设备将其冷却,实现食品的灭菌和保鲜效果。
五、总结加热炉汽化冷却是一种常用的加热和冷却方法,通过将加热炉内的液体物质加热至汽化温度,然后利用汽化冷却的原理将其冷却。
加热炉汽化冷却在工业生产中具有广泛的应用,可用于物质的提炼、分离、淬火、灭菌和保鲜等过程中。
轧钢加热炉汽化冷却系统简介

轧钢加热炉汽化冷却简介加热炉水平梁和立柱的冷却方式均采用汽化冷却,强制循环。
通过利用饱和温度的水,对冷却构件进行强制循环冷却,保证炉底支承构件能承受强热负荷,维持高机械强度,确保炉底支承构件安全可靠。
采用汽化冷却可改善钢坯产生的“黑印”现象。
同时,产生的蒸汽并入全厂蒸汽管网综合利用。
为防止冷却构件产生结垢和冷却不均现象,冷却水经过软化处理、热力除氧,水质好,温度稳定,从而确保冷却构件的运行安全可靠,延长使用寿命。
汽化冷却系统包括水平梁(固定梁、活动梁)及立柱构件、汽水强制循环设备、水处理设备、蒸汽及排汽设备、排污装置、系统加药设备、取样装置等组成。
厂区自来水直接与软水器连接,经过软水器处理后,去除水质硬度组成成份的钙、镁离子,从而获得水质软化的目的,软水贮存在软水箱。
软水箱安装有二台软水泵、一用一备,用于将软水送入除氧器除氧。
除氧器将软水加热至沸点,使氧的溶解度减小而逸出,再将水面上产生的氧气排除,使充满蒸汽,如此使水中氧气不断逸出,而保证给水含氧量降低,防止和减少管道设备腐蚀。
软化并除氧后由给水泵提升加入汽包,补充汽包产生蒸汽消耗的软水。
给水泵三台、一用二备,其中一台给水泵由蒸汽驱动,在停电故障时保证汽包内软水水位。
加热炉内固定和活动水梁及其立柱的冷却,由汽包下降管连通循环泵加压软水通入冷却,返回的高温软水呈过饱和状态,在汽包内分离出蒸汽,软水则继续参与强制循环。
循环水泵三台、一用二备,其中一台循环泵由柴油机驱动,在电力系统发生供电故障时,维持汽化冷却系统的循环,以保证冷却构件的安全。
汽化冷却系统中给水泵、循环水泵、取样冷却器需接净循环水冷却。
梁和立柱为管式结构,由厚壁无缝钢管加工焊接而成,材质为20g锅炉钢,可以承受较高的压力。
梁上固定有数十个耐热钢“压块”撑托钢坯,厚壁无缝钢管外侧包裹多层耐热材料,如下图:2。
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轧钢加热炉汽化冷却蒸汽利用
郑祖强
(衢州元立金属制品有限公司)
摘要:某公司一座年产80万吨轧钢加热炉在生产的过程中会产生4t/h、0.5Mpa(a)的汽化冷却蒸汽,为充分利用该部分蒸汽的能量,配套建设了的一套背压式汽轮发电机组、一套螺杆膨胀发电机和浴室,取得了较好的经济和环境效益。
关键词:蒸汽背压式汽轮发电机组螺杆膨胀发电机
utilization of the vaporization cooling steam of steel-rolling heating furnace
Zheng Zu Qiang
(Quzhou Yuanli Metal Products Co.,Ltd.)
Abstract: An reheating furnace that the annual output is 800000 tons will produce 4t-0.5Mpa vaporization cooling steam in an hour in the pruduction.To make full use of the steam energy, a set of back pressure turbine,a set of screw expansion of power generators and bathroom were built.It has obtained better economic and environmental benefit.
Keywords: steam;back pressure turbine;screw expansion of power generator
某公司的一座年产80万吨的轧钢加热炉,为提高加热炉的能源利用率,该加热炉的冷却系统采用汽化冷却的方式。
加热炉汽化冷却具有节省工业用水、节电、回收余热、提高炉底管使用寿命以及提高轧材质量的显著优点 ,特别是自然循环汽化冷却方式 , 目前已在我国钢铁厂的加热炉上广泛采用 ,显示出良好的经济效益【1】。
加热炉汽化冷却系统产生的蒸汽在未利用之前直接放散,不仅浪费了大量的能源资源,而且还会产生噪音和空气热污染,不符合清洁生产要求。
因此,公司组织相关部门及技术厂家研究这部分蒸汽的综合利用,决定采用背压式汽轮发电机组、螺杆膨胀发电机和浴室的综合利用方案,即先将加热炉出口蒸汽
送至背压式汽轮发电机组进行利用,背压式汽轮机出口排汽送至螺杆膨胀发电机进行利用,螺杆膨胀发电机产生的冷凝水送入浴室的水池加热箱,综合利用后的冷凝水回流至公司中水池。
背压式汽轮机的排汽压力大于大气压力,排汽可用于供热等用途,且排汽压
力可以根据不同的供热目而定。
背压式汽轮机不仅实现蒸汽能量逐级利用,同时结构简单,不需要庞大的凝汽器和冷却水系统,具有机组轻小、造价低的特点。
该轧钢加热炉正常生产时蒸汽流量为4t/h 、压力为0.5Mpa (a ),考虑到公司职工浴室的热水供应的情况,这部分蒸汽不仅需要用来发电,还需要加热公司浴室热水,因此选择背压式汽轮发电机组对这部分蒸汽进行利用。
根据国内小汽轮机发电机组的设计参数及我公司的实际情况,选择汽轮机排
气压力为0.12Mpa (a ),因此可以计算出汽轮机功率: W=3600
)(1∏-H H Q O =36007.0)52.250959.2748(4000⨯-⨯=185.94 kW 流量: Q=4000kg/h;
进口焓值为:H O =2748.59kj/Kg,出口焓值为:H 1=2509.52 kj/kg ;
汽轮机效率:∏=0.7;
电能当量值:3600kj/kW
故该部分蒸汽可以做功185.94 kW/h ,发电机效率为97%,并考虑机组留有10%的富余能力,因此发电机功率选择为200kW,计算过程如下:
发电机功率=1.1⨯∏⨯发电机p =1.197.094.185⨯⨯=198.40 kW
因此汽轮机、发电机功率均选择200 kW 。
目前机组已经稳定运行,平均小时发电量达180 kW ,自用电量7 kW 。
在轧钢加热炉正常生产的时候,汽化冷却蒸汽能够连续供应且压力维持在0.5Mpa (a ),但是受钢坯和市场以及轧钢厂设备影响,带钢加热炉会出现停炉和检修,加热炉不产生蒸汽。
因此,我们将炼钢转炉蒸汽接送至带钢小机组,作为小汽轮机发电机组的备用蒸汽,以确保在加热炉无蒸汽时汽轮机机组和后续的蒸汽综合利用设备的连续性和可靠性。
公司加热炉汽化冷却蒸汽利用方案原先为背压式汽轮机发电后送往浴室加热热水,由于职工浴室加热热水所需的热量较少,有大量的蒸汽需放散,不仅有大量的能源浪费,还有大量的水资源损失。
为进一步利用这部分蒸汽的能量和回收水资源,并考虑经汽轮机做功后的蒸汽排汽压力0.12Mpa (a )时的饱和蒸汽已经处于汽液共存的情况,公司积极寻
找合适的相关节能设备和技术,最终决定在背压式汽轮机排气口与职工浴室之间新建一套螺杆膨胀发电机组,采用螺杆膨胀发电技术对这部分蒸汽的能量进行利用及回收蒸汽凝结水。
螺杆膨胀机可以回收汽轮机热力循环中无法利用的余热能量,如高温的热水、汽液两项流等【2】,螺杆式膨胀机利用低沸点有机工质的朗肯循环实现热工转换,螺杆式膨胀机组包含了螺杆膨胀机、蒸汽器、冷凝器等设备组成。
其中,有机工质在蒸发器内实现由液体变为蒸汽的过程,吸收了热源的负荷,温度升高。
高温蒸汽进入膨胀机后,在转子腔内实现膨胀,对外输出轴功率,同时工质温度、压力均下降。
降温后的工质,仍是蒸汽,需要在冷凝器内实现液化,此期间对外放出热量。
经冷凝液化后的工质,利用工质泵升到高压,然后进入蒸发器,实现下一轮循环。
具体工艺示意图见图1。
蒸
发
器S
冷凝器螺杆机发电机
蒸汽工质泵循环水给水泵凝结水泵冷却塔及
水
池
电网
工质储液罐
图1 螺杆膨胀机示意图
螺杆膨胀发电机组主要有蒸发器、冷凝器、螺杆机、发电机、冷却塔及水池等部分组成。
发电机组选用R245fa 作为有机工质,工质冷凝温度30℃、蒸发温度76.2℃,从而有利于机组能源利用效率的提高。
该螺杆膨胀发电机组利用压力0.12Mpa (a )、温度104℃、流量4t/h 的饱和蒸汽的能量,使有机工质在螺杆机内做功,机组实现装机容量100kW, 平均小时发电量达95kW ,
每小时自用电量12 kW,同时回收4t/h蒸汽凝结水。
加热炉汽化冷却蒸汽经螺杆膨胀发电机组吸收热量后变成80℃左右的冷凝水后,利用凝结水泵送往职工浴室加热热水,加热浴室用水后的凝结水排入公司中水池进行回用,从而实现水资源的重复利用。
背压式汽轮发电机组年经济效益:
年经济效益=(发电功率-自用电量)×年运行小时数×电价
=(180-7) Kw/h×7200h×0.63元/Kw·h=78.47万元/年螺杆膨胀发电机年经济效益:
年经济效益=(发电功率-自用电量)×年运行小时数×电价=效益
=(95-12)Kw/h×7200h×0.63元/Kw·h=37.65万元/年即轧钢加热炉汽化冷却蒸汽在采用背压式汽轮发电机组、螺杆膨胀发电机组及浴室的方案后,每年可实现外供电量184.32万kW·h,相当于年节省标准煤645.12吨(等价值),同时节水 2.88万吨,同时解决了职工洗浴问题,具有良好的经济效益和社会效益显著。
参考文献:
【1】:贾守忠、曲毅;加热炉汽化冷却技术的应用[J] 《工业炉》2001(08):
19-24
【2】:顾正皓;螺杆膨胀及在电厂热力循环中的应用及经济性分析[J] 《浙
江电力》2009(01):9-11。