高炉鼓风脱湿
关于高炉鼓风机机后脱湿工艺的研究
Ｃｈｉ ｎ ａ Ｎｅ ｗ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ Ｐｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｓ
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关于高炉鼓风机机 后脱 湿工艺 的研究
刘 翔 鹏
（ 中国钢研科技 集团吉林 Ｓ － 程技术有限公 司，吉林 长春 １ ３ ０ ０ ２ ２ ）
图 １脱 湿 过 程 含 焓 湿 空气 的干燥 温度 ， 使空气 中的水分 析 出， 从 而达到脱湿 的要求 。 现有 的机前脱 湿技 术是在 高炉鼓 风机 前采用物理冷凝 法对 空气进行脱 湿 ， 位于高 炉鼓风机 前的脱 湿器 内设有换 热管束 ， 空气 在 管外流 动 ， 冷水 在管 内流动 ， 两者通 过管 壁进行换热并凝析空气 中的水分 。 ３机后脱湿 系统组成 机后脱湿 系统布置在高炉鼓风机 出 口， 经 高 炉 鼓 风 机 增 压 后 大气 压 力 约 为 ｏ ３ — ０ ． ６ Ｍ Ｐ ａ ， 温度 约 为 １ ８ ～ ２ ８ ， 温度 和压 力较 高 的空气 进人机后脱湿 系统 ， 在 机后脱湿 系 统 中被 常温水 冷却到 ３ ０ － － ４ ０ ￣ （ ］ 以脱除空气 中 多余 的水 分。由于高炉鼓风 机风量大 ， 经鼓 风 机压缩 后的 空气温 度高 ， 热 焓高 ， 如果直 接采用 冷却水 进行脱湿 ， 脱湿 系统换热量非 常大 ， 脱湿所需换 热面积和冷却水 量大大增
离。 水量 见表 ３ 。 回热流程 ： 在预冷器中被加热后热媒 回 表 ３脱 湿系统耗水量
流到膨胀罐 ， 然后再送至 回热器被脱湿后 的 冷空气 冷却 ， 冷空气 被加热 ， 热媒再 由循 环 物理 冷凝 法脱 湿工作 原理 均是通 过上 泵加压 送回预冷器人 口 循环使用 。
一
高炉鼓风脱湿系统流程
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1. 预冷塔：鼓风机将环境空气吸入预冷塔，通过与填料接触而预冷。
高炉除湿技术与高炉稳定
一、前言钢铁工业是国民经济的基础工业，钢铁产品在各类原材料中用途最广泛。
当今世界的文化和经济的发展与钢铁生产有着非常密切的关系，它对国家工业化和国防现代化具有举足轻重的作用。
20世纪90年代以来，我国炼铁工业取得了巨大的成绩，生产指导思想也逐步由过去的重产量、抓速度，转变为重质量、抓品种、节能降耗、提高经济效益。
而鼓风脱湿技术的应用，就可以在一定程度上提高高炉运行的经济性和稳定性。
二、鼓风脱湿2.1鼓风湿度对高炉冶炼的影响高炉冶炼过程中，高炉鼓风是不可或缺的一个重要环节，而进入高炉的鼓风中总是含有一定的水分，其中的含湿量是与当地气候密切相关的，并且随着季节的变化是不断波动的。
当空气通过鼓风机送向高炉时，也同样将水蒸气送入高炉，所含的水分在高炉风口前发生化学反应而吸热（H2O=H2+0.5O2-2580*4.1868 kg/m3水），对炉缸燃料燃烧产生影响，主要表现在以下几方面：（1）燃料中1千克碳消耗的风量略有减少，形成的煤气量也略有减少；（2）燃烧1千克碳形成的煤气中CO、H2的浓度增加，N2浓度降低；（3）燃烧达到的理论燃烧温度降低；（4）风口前的燃烧带有所扩大，会使炉缸中心延伸。
同时，由于鼓风湿度是不断变化的，会引起风口前火焰温度的波动，也会对炉况顺行产生影响。
因此，为了消除上述的不利影响，在冶炼过程中就必须进行热风补偿，这样必然会增加能源消耗。
当鼓风中含水1g/m3，其分解热由热风热量补偿时，根据热平衡可得：1*0.335*t补=2580*22.4/1800得t补=9℃即在1m3风中含水1g时，为补偿其分解热，应提高风温9℃。
但是考虑到水蒸汽分解出的H2，在高炉内上升过程中又进行还原变成水，又放出相当于3℃风温的热量，故当风中含水1g/m3时以相当于6℃风温的热量来进行补偿。
2.2鼓风脱湿对高炉冶炼的影响。
对鼓风进行脱湿处理后，空气含湿量相对稳定（如图1所示），不必在进行不必要的风温补偿，在其它冶炼条件不变的情况下，也就相当于提高了干风风温。
高炉鼓风脱湿
1 脱湿鼓风概述脱湿鼓风系指预先将空气中的湿度降低到某一较低数值之后而送往高炉，又称鼓风的除湿。
以前高炉的鼓风大都采用自然湿度鼓风，其生产都普遍存在着一个现象，即夏季产量较低，焦比较高，而冬季产量较高，焦比较低。
冬季被看作是高炉生产的黄金季节，这主要是因为冬季气温较低，空气湿度较小，密度较大，因而使鼓风的水分减少，质量流量增加的缘故。
2 高炉脱湿鼓风的意义。
2.1 稳定炉况由于脱湿鼓风使进入高炉的湿度相对稳定，能有效地降低高炉风口前火焰温度的波动，稳定高炉炉况，实现高炉生产的“四季如冬”。
2.2 降低焦比脱湿鼓风能够减少高炉风口水分分解热而节约焦碳，降低焦比。
风中湿度每减少1 g/m3，焦比降低约0.6~0.8 kg/t，关于这一点已为炼铁界所公认。
2.3 提高入炉干风温度脱湿鼓风可提高入炉的干风温度。
风中湿度每减少1 g/m3，进入高炉的干风有效温度可提高6 ℃，进而能够多喷煤粉。
3. 脱湿鼓风工艺冷却法是将湿空气通过冷却器冷却，使其温度降至空气压力及所含湿量相对应的饱和温度下，将空气中的水分凝结而析出，又称冷冻脱湿法。
冷却法又分为鼓风机出口侧冷却法和鼓风机吸入侧冷却法。
鼓风机出口侧冷却法不需要冷冻机，但会导致冷风的热量损失及鼓风机出口压力的损失。
鼓风机吸入侧冷却法在鼓风机吸风管道上设置脱湿器，易安装，调节性能好，无需吸附剂，不消耗热量，技术成熟，尤以节能与增加鼓风机的风量为其主要特点。
鼓风机吸入侧冷却的高炉脱湿鼓风工艺，脱湿装置采用双效蒸汽型溴化锂吸收式制冷方式制造低温冷却水。
4. 脱湿鼓风工艺流程鼓风机吸入侧冷却脱湿装置采用双效蒸汽型溴化锂吸收式制冷方式制造低温冷却水，低温冷却水通过布置在鼓风机入口管道中的高效换热器冷却空气，使空气中的水蒸汽冷凝成水而析出，以达到空气脱湿的目的。
其核心设备是蒸汽式双效溴化锂吸收式制冷机组和高效节能型换热器。
(1)气路系统流程外界大气进入空气过滤器，除去灰尘，进入脱湿器，高温高湿空气，在脱湿器内（冷却器）进行热交换，降温脱湿后进入鼓风机，经鼓风机升压后送往高炉。
高炉鼓风机前脱湿技术
高炉鼓风机前脱湿技术随着高炉冶炼技术的发展以及高炉喷煤量的提高，脱湿鼓风是高炉节能的重要措施。
鼓风脱湿就脱湿装置在鼓风机前后位置的不同分为机前脱湿和机后脱湿，目前机前脱湿得到较多实际应用。
这种技术的特点：1、脱湿方式高炉机前脱湿鼓风分为冷冻式脱湿、吸附式脱湿、化学脱湿等。
冷冻式脱湿流程简单，运行维护方便，其冷冻机组耗电量可以从鼓风机入口风温降低导致的鼓风机耗电量减少中得到补偿，但鼓风残含湿量只能达到相应压力和温度下的饱和含湿量。
吸附脱湿可以将空气的湿度脱得很低，但这种方法由于吸附剂要消耗热量，而且吸附过程会使湿空气的潜热变成显热，使鼓风机的入口温度升高，导致鼓风机能耗增加。
化学脱湿效果好，经脱湿后鼓风残余湿度含量在2-5g/m3,远低于相应压力和温度下饱和含湿量。
但化学脱湿系统复杂，能耗较大。
由于高炉鼓风一般对绝对含湿量敏感性不高，而关键是要求其稳定。
因此，采用冷冻脱湿方式是合适的。
2、制冷方式制冷方式分为电制冷和溴化锂制冷两种。
电制冷冷水机组，制冷能力大，调节性能好，技术成熟、工作可靠、维护管理方便；但耗电量大。
溴化锂制冷利用蒸汽热能制冷，其耗电量低，无运动部件，振动噪音小，适合有较多蒸汽富余的钢厂采用。
缺点是维护费用高，工作稳定性差。
两种方式都可以采用。
但更侧重于电制冷方式3、装置脱湿装置一般采用高炉轴流式鼓风机。
机前冷冻脱湿的意义是：可以使高炉高炉焦比保证在成绩最好的水平，可以提高入炉干风温度和增加鼓风量，一般鼓风量增加15%,使高炉在较高温度下提高产量。
机前冷冻脱湿技术在国内多座高炉采用，技术成熟，特别是在气温较高、湿度较大的地区采用，其产生的效果更为明显。
钢铁企业高炉的鼓风脱湿技术探析
钢铁企业高炉的鼓风脱湿技术探析目前，有许多炼铁企业对气象因素给高炉炼铁带来的影响已有所认识，他们根据气温、下雨等气象情况及时调整高炉炼铁配料、焦比、喷煤、风量等工艺参数，使高炉稳定顺产，如不及时调整就会导致焦比偏高、高炉的炉况波动甚至失常。
因此，采用高炉鼓风除湿技术，使鼓风空气状态全年恒定，四季如冬，从而避免气象变化对高炉炼铁的影响，使高炉炉况稳定、高产顺产并产生节能降焦等较大经济效益而被越来越多的炼铁企业认识和采用。
经过鼓风机和热风炉进入高炉的热风，其水分含量和温度对炼铁焦比有直接影响，实践已证明水分越低，风温越高，焦比越低。
经过冷凝除湿后的空气密度提高还能降低鼓风机的动力消耗，可谓一举多得。
有的钢铁企业采用加湿来稳定炉况，虽然炉况得到稳定，但是造成焦炭和煤粉的大量浪费，应予以避免。
高炉除湿改造可以提高高炉鼓风的送风温度，稳定高炉运行炉况，降低高炉的能耗以及降低炼铁焦比，提高喷煤比，从而降低能源消耗成本。
阳春新钢铁位于广东阳春市靠近沿海，常年湿度较大。
利用高炉鼓风脱湿技术能够解决高炉鼓风温度、湿度变化的问题，从而增加炼铁生产能力，提高企业效益。
1 高炉鼓风脱湿对炼铁的提高1.1 降低综合焦比降低综合焦比反映在两个方面：一方面，高炉鼓风中的水分除湿后通过加热炉燃烧同样多的燃料，可提高热风温度，含湿量每降低1g/m3，焦比降低0.3kg/t；另一方面，高炉内的化学反应热的节能，含湿量每降低1g/m3，理论燃烧温度降低7.6℃（首钢经验值），焦比降低1kg/t，合计可降低综合焦比1.3kg/t。
根据我公司项目实例，保守取含湿量每降低1g/m3，焦比降低0.8kg/t。
1.2 提高喷煤煤比、置换焦比，从而降低能源成本鼓风湿分对喷煤的影响也是很明显的。
因为湿分造成风口燃烧温度降低，直接影响煤粉的燃烧，从而限制了喷煤量的提高。
仅从保持理论燃烧温度不变的因素考虑，湿分每降低1g/m3，煤比要增加1.5～2.23kg/t，可置换焦比1.2～1.8kg/t。
高炉鼓风机前冷冻脱湿工艺规范编制说明(2011.3)
《高炉鼓风机前冷冻脱湿工艺规范》编制说明一、工作简介1、任务来源根据工信部工信厅科[2010]74号“关于印发2010年第一批行业标准制修订计划的通知”要求，由全国钢铁标准化技术委员会全面负责组织和协调，由马鞍山钢铁股份有限公司和冶金工业信息标准研究院负责起草《高炉鼓风机前冷冻脱湿工艺规范（计划号2010-2469T-YB）》行业标准。
2、工作过程2.1开展的阶段工作立项批准后，成立标准工作组，组织专家走访有关生产、设计、使用、施工等单位，了解国内高炉鼓风机前冷冻脱湿技术的应用情况，同时收集国外有关技术资料及应用情况，为制定标准打下基础。
2010年元月至2010年6月底开展国内外调研和收集工作；2010年7月15日召开标准工作组第一次工作会，并确定工作分工。
2011年5月开展标准征求意见稿，发送有关单位、并在网上征集意见。
2011年月收集标准征集意见并汇总，对标准意见处理提出标准送审稿。
2.2国内外情况调研高炉脱湿鼓风国外的高炉在二十世纪初就采用过，但由于当时高炉的操作水平较低，焦煤等燃料来源容易、价格低廉，加上脱湿设备投资较高，高炉脱湿鼓风没有得到发展。
上世纪70年代，由于对节能的日益重视，高炉脱湿鼓风技术发展较快，特别是从1974年广烟4号高炉投入脱湿鼓风装置并取得成功以来，其后五年间相继有16套脱湿装置投产。
这对推动脱湿鼓风技术的发展和应用，起到了重大的作用。
我国1920年在汉阳高炉、1956年在鞍钢采用过脱湿鼓风，因受当时技术限制未被推广。
1985年，宝钢1号高炉从日本引进了鼓风机吸入侧全冷冻脱湿装置，标志着脱湿鼓风技术在国内的大规模应用、推广的开始。
目前，国内应用空气脱湿技术的钢铁企业有上海宝钢、江西新钢、广东韶钢、湖南湘钢、安徽马钢等。
在本标准的制定过程中，在对脱湿鼓风技术在国内不同高炉的实际应用情况进行充分研究的基础上，综合考虑了高炉的产品、炉型特点，以及应用技术的限制条件（投资、生产用地等），并按照国家节能减排政策，吸取了国内外在此方面研究的最新成果，于2010年10月形成了初稿。
高炉鼓风机的脱湿技术
高炉鼓风机的脱湿技术作者：杨杰来源：《中国科技博览》2013年第33期摘要本文介绍了适合采用脱湿鼓风的高炉生产条件以及脱湿方法的选择和节焦增产的效果。
关键词高炉鼓风脱湿节焦中图分类号：TF541 前言在高炉炼铁技术的发展史上，鼓风中的水分需要脱除还是保留这一问题，经历了理论上的分析讨论和实践上的的螺旋式进展。
2 鼓风湿度对高炉冶炼的影响2.1 对炉缸燃料燃烧的影响在风口前燃烧带内，鼓风带入高炉内的湿分（水蒸气）与燃料中的C发生H2O+C=CO+H2反应，生成还原性气体。
同时，H2O的分解也吸收热量（13440kJ/kg水），造成风口燃烧带发生如下变化：（1）燃料中1kg的碳消耗的风量略有减少，燃烧形成的煤气量也略有减少；（2）燃烧1kg的碳形成的煤气中，CO、H2的浓度提高， N2的浓度降低；（3）燃烧达到的理论燃烧温度降低，在湿分较低时，每1%的湿分可降低风口前理论燃烧温度45℃左右，湿分高（如叶渚沛建议的10%）时，每1%的湿分可降低理论燃烧温度35℃左右；（4）风口前燃烧带有所扩大，这是因为水蒸气的分解吸热降低了燃烧温度，使碳的燃烧速度变慢，同时H2和H2O的扩散能力较CO和CO2强，按煤气中CO2和H2O含量1%～2%作为燃烧带边界，燃烧带会向炉缸中心延伸。
2.2 对高炉内还原的影响风口前燃料燃烧生成的煤气中，还原性气体的数量和浓度提高，使矿石中氧化铁的还原过程加快，高炉内直接还原度降低，有利于燃料比的降低。
但是，对难还原的元素来说，并不能得到很好的效果。
例如，高炉炼锰铁时，由于锰的高价氧化物很容易还原成MnO，而MnO基本上不能被气体还原剂还原，必须用碳才能直接将其还原成金属Mn，因此煤气中CO、H2的量和浓度对MnO的还原并没有什么影响。
MnO还原成Mn时需要吸收大量的热，需要有足够的热量来保证，因此在冶炼锰铁时，对于锰的还原、提高锰的回收效率以及降低单位锰铁燃料的消耗来说，炉缸内的高温较煤气中CO、H2的量和浓度重要得多。
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1 脱湿鼓风概述
脱湿鼓风系指预先将空气中得湿度降低到某一较低数值之后而送往高炉,又称鼓风得除湿。
以前高炉得鼓风大都采用自然湿度鼓风,其生产都普遍存在着一个现象,即夏季产量较低,焦比较高,而冬季产量较高,焦比较低。
冬季被瞧作就是高炉生产得黄金季节,这主要就是因为冬季气温较低,空气湿度较小,密度较大,因而使鼓风得水分减少,质量流量增加得缘故。
2 高炉脱湿鼓风得意义。
2、1 稳定炉况
由于脱湿鼓风使进入高炉得湿度相对稳定,能有效地降低高炉风口前火焰温度得波动,稳定高炉炉况,实现高炉生产得“四季如冬”。
2、2 降低焦比
脱湿鼓风能够减少高炉风口水分分解热而节约焦碳,降低焦比。
风中湿度每减少1 g/m3,焦比降低约0、6~0.8 kg/t,关于这一点已为炼铁界所公认。
2、3 提高入炉干风温度
脱湿鼓风可提高入炉得干风温度。
风中湿度每减少1 g/m3,进入高炉得干风有效温度可提高6 ℃,进而能够多喷煤粉。
3、脱湿鼓风工艺
冷却法就是将湿空气通过冷却器冷却,使其温度降至空气压力及所含湿量相对应得饱与温度下,将空气中得水分凝结而析出,又称冷
冻脱湿法。
冷却法又分为鼓风机出口侧冷却法与鼓风机吸入侧冷却
法。
鼓风机出口侧冷却法不需要冷冻机,但会导致冷风得热量损失及鼓风机出口压力得损失。
鼓风机吸入侧冷却法在鼓风机吸风管道上设置脱湿器,易安装,调节性能好,无需吸附剂,不消耗热量,技术成熟,尤以节能与增加鼓风机得风量为其主要特点。
鼓风机吸入侧冷却得高炉脱湿鼓风工艺,脱湿装置采用双效蒸汽型溴化锂吸收式制冷方式制造低温冷却水。
4、脱湿鼓风工艺流程
鼓风机吸入侧冷却脱湿装置采用双效蒸汽型溴化锂吸收式制冷方式制造低温冷却水,低温冷却水通过布置在鼓风机入口管道中得高效换热器冷却空气,使空气中得水蒸汽冷凝成水而析出,以达到空气脱湿得目得。
其核心设备就是蒸汽式双效溴化锂吸收式制冷机组与高效节能型换热器。
(1)气路系统流程
外界大气进入空气过滤器,除去灰尘,进入脱湿器,高温高湿空气,在脱湿器内(冷却器)进行热交换,降温脱湿后进入鼓风机,经鼓风机升压后送往高炉。
(2)冷水系统流程
从冷水冷冻机出来得冷水(7 ℃)经冷水泵,进入脱湿器得冷却器与进入脱湿器得空气进行热交换,大气被低温得冷水夺去热量。
降温脱去部分水份,而冷水由于夺取空气中得热量使温度升高(如12 ℃),升温后冷水由冷水泵抽走送到冷冻机内,经制冷之后送出低温(7℃)冷水,循环使用。
(3)冷却水系统流程
冷却水由外部集中循环冷却水系统送至2 台冷冻机内(冷凝器),在冷凝器内进行热交换后升温再回到外部集中循环冷却水系统,循环使用。
1- 空气过滤器; 2- 高效换热器; 3- 除雾器; 4- 自动排水器;
5- 排水泵; 6- 排水箱; 7- 冷水泵; 8- 膨胀水箱;
9- 溴化锂制冷机组
施工遇到得问题:
一、控制室与PLC柜距离较远,干扰较多,不能采用普通得网线进行
通讯,现场改用光纤进行通讯传输信号。
二、与制冷机组(即:第三方)得通讯,采用PROFIBUS-DP通讯,在做通
讯时一定要确定对方(即:第三方)给得通讯协议没有问题。
三、WINCC软件狗插件损毁,返厂检修。
四、湿度变送器
除湿总结:
在整个施工中,确定我们得通讯没问题前提下,与制冷机组得通讯就是最重要得,在今后得施工中,就是重点首要解决得对象。