冶金行业表冷器替代产品—热管余热锅炉（热管蒸发器）
2023-02-10 12:05:00
冶金行业表冷器替代产品—热管余热燃烧器定制（热管蒸发器）
一、表冷器及布袋除尘器在冶金主工艺中的用途
1、表冷器在冶金主工艺中的用途 表冷器将冶炼炉中排出的高温烟气冷却到一定的温度，使之通过后段工艺流程中的布袋除尘器，而不影响布袋除尘器的功能（经表冷器处理过的烟气温度偏高，就会烧坏布袋；温度偏低，烟气湿度增大，就会粘袋，影响其功能）。在实际过程中，经过表冷器后的烟气温度很难保持稳定，布袋除尘器的使用寿命及除尘效果均受到不利影响，最终影响主工艺的稳定性。再者烟气经过表冷器后，热量没得到回收，直接排到大气中，造成一定程度的能量浪费。 2、布袋除尘器在冶金主工艺中的用途 用纤维编制物制作的袋式过滤布，在含尘气体单向通过滤布，尘粒在绕过滤布纤维时因惯性力作用与纤维碰撞而被拦截；细微的尘粒（粒径1μm 或更小）则受气体分子冲击（布朗运动）不断改变运动方向，由于纤维间的空隙小于气体分子布朗运动的自由路径，尘粒便与纤维碰撞而被分离出来；足够多的尘粒堆积在滤布纤维表面，形成滤饼（或称滤床），这种滤饼又通过上述筛滤等机理，得以捕集更细的尘粒。尘粒留在上游或滤布的含尘气体侧，而干净气体通过滤布到下游或干净气体侧；当尘粒沉积到一定程度后，借助气力或机械方法，将尘粒从滤布上除去，收集并输走。从而使排除的烟气含尘量达到相关的排放标准。
二、冶金行业表冷器替代余热回收分析
1、余热回收现状 在冶金行业生产过程中会产生大量的高温烟气，将这部分烟气经表冷器降温，布袋除尘器除尘后排放。虽然在冶金主工艺上达到了烟气排放的相关标准。但是高温烟气经过表冷器降温，只是一个简单的降温过程，白白浪费了巨大温差中存在的能量。当排烟温度出现波动，表冷器不能保证布袋除尘器入口烟气的温度，影响其功能，从而影响整个生产的稳定性。
2、企业的需求 在冶金行业生产过程中，需要确保布袋除尘器进口烟温稳定，从而保证生产的稳定运行；有效利用低品位能源来降低生产成本、提高生产效益是企业的不断需求和责任，冶金行业是我国基础产业中的支柱产业，同时也是能耗最大的行业之一。如果能将冶金工艺中产生的高温烟气中热量进行科学的回收、有效地利用，不仅会给该行业带来意外的收益，也符合我国走可持续发展道路，建设和谐社会的基本国策。
三、替代表冷器的热管余热燃烧器定制（热管蒸发器）及用途介绍
1、热管的工作原理
热管余热燃烧器定制系统主要分为三部分：换热部分、水系统部分、落丸清灰系统部分。其中换热部分主要分成三个阶段：预热段、加热段、过热段。预热段从烟道吸收的热量将保温水箱出来的除氧水加热后供给汽包。在预热段的热管冷凝段加水套管，使除氧水在套管内流动，强化换热；加热段热管利用从烟道吸收的热量对汽包中的水继续加热，使之产生饱和蒸汽；从汽包中出来的饱和蒸汽通过过热段，使之被加热产生过热蒸汽。 烟气系统、水系统工艺流程如下图： 2、热管余热燃烧器定制（热管蒸发器）
技术特点
1）使用场合 替代冶金行业布袋除尘器前端表冷器，使冶金主工艺更加完善。
2）热管余热燃烧器定制的主要优点：
a、有富余换热能力、可以稳定排烟温度；
b、使用热管余热燃烧器定制，可以精确的控制排烟温度避免露点腐蚀，有效保证了布袋除尘器的正常工作；
c、采用落丸清灰系统，可以保持换热元件的最佳换热效果；
d、本系统作为常态工作使用；出现意外故障时，启动表冷器作为临时替换。
3）热管余热燃烧器定制（热管蒸发器）的实现机理a、热管在预先设定的温度下是不换热的，只有当排烟温度高于设定的温度时才开始热交换。因此可保障燃烧器定制的排烟温度为恒定值，而且不随燃烧器定制工况波动而波动。
b．单根热管的寿命可达10年以上。 热管余热燃烧器定制与原工艺表冷器比较3、热管换热技术在冶金行业的利用前景 热管技术在工业中的推广与普及，在一定程度上解决了如何合理回收不同品位的余热资源的问题，并且给出了一种高效的传热方法，解决了常规换热器无法解决的难题。 热管余热燃烧器定制除具有热回收效率高，流动阻力小，结构紧凑，安装方便，布置灵活，热管元件可单件更换，维修简便，工作可靠等，还有可以调节换热管壁温，精确的控制排烟温度，避免表面露点腐蚀，寿命长，并且排烟温度不随工况变化而变化等特点，在充分利用余热、满足工艺的要求的同时，也能避免烟灰在管壁上的黏结，从而保证生产长期稳定运行，提高生产效率。 随着热管技术研究的不断深入和定温控制技术的不断成熟，热管余热燃烧器定制已应用于工业、民用和国防等各个领域。
四、热管热管余热燃烧器定制产品设计
1、热管热管余热燃烧器定制系统原理图 2、清灰系统介绍 本系统采用钢丸循环落丸清灰技术对盘管及热管余热燃烧器定制表面进行清灰，以确保盘管及热管余热燃烧器定制高效的换热能力。钢丸的大小及其数量与循环清灰的时间和频率可以根据余热燃烧器定制受热面上积灰程度进行调整，以确保受热面上的积灰在设计的传热强度范围内，从而保证烟气余热在设计的温度范围内被充分回收。 五、热管余热燃烧器定制替代表冷器改造后的效益分析
利用热管余热燃烧器定制替代表冷器，能在工艺上更好的保证袋式除尘器正常工作，提高其使用寿命，以利于生产的稳定。除此之外，还能产生蒸汽以供它用。其经济效益分析如下：
a、年产蒸汽价值：以烟气量50000Nm3/h，烟气进口温度380℃，烟气出口温度160℃计算，能产0.5Mpa过热30℃干蒸汽5.6t/h，按年运行300天计算，则年产蒸汽量为： 5.6t/h×300d×24h/d=40320t 按每吨蒸汽80元计算，则全年蒸汽产生的价值为：
80元/t×40320t=322.56万元。
b、运行费用：
1、余热燃烧器定制水泵电耗；
2、排烟系统阻力增大后可能增加的电耗；
3、回收年限内，初投资折旧费用。
c、系统替换后带来的经济效益：
（1）利用热管余热燃烧器定制替代表冷器，使得烟气排放温度稳定，从而保证生产线长期稳定运行，提高了生产效率，由此带来的生产效益。
（2）由于热管余热燃烧器定制替换了表冷器从而提高了布袋除尘器的使用寿命，延长了更换时间，相应的节约了运行成本。
六、系统运行安全保障设计及风险评估 为了保证系统运行安全，应该在整个系统的设计和控制中都采取了有效的保障措施。
具体如下：
1、为了保障整个主工艺流程的正常运行，改造项目中保留原工艺流程中的表冷器。
2、系统出现故障或需要检修时，及时启动原工艺流程中的表冷器，保障下游布袋除尘器的安全有效工作；改造项目中：为减小设备占地空间增加一套体积较小的水冷式换热器作为备用；
3、为了保证燃烧器定制汽包的连续供水，采用一用一备的组合泵；系统除氧水供水管路中间设置了一个保温水箱集中供水，在供水端出现断水的情况时，保温水箱也能保证1小时的持续供水能力。
4、在汽包蒸汽出口也设置了旁通管路，以保证汽包的安全。
5、热管余热燃烧器定制的取热段长期处于有灰的高温环境中，为了确保取热段的换热效率，采用了循环钢珠落丸清灰系统，可以根据存灰情况，调整落丸数量、清灰时间，保持传热元件最佳换热效果。
6、为了及时有效保障系统的安全和工艺，系统设置全程的监控系统。
七、针对已安装余热燃烧器定制的项目，在余热燃烧器定制尾部引旁通加装低压饱和蒸汽热管余热燃烧器定制或者热管热水换热器。烟气温度降至160℃进布袋除尘。
内容来源：烟气余热利用
一、表冷器及布袋除尘器在冶金主工艺中的用途
1、表冷器在冶金主工艺中的用途 表冷器将冶炼炉中排出的高温烟气冷却到一定的温度，使之通过后段工艺流程中的布袋除尘器，而不影响布袋除尘器的功能（经表冷器处理过的烟气温度偏高，就会烧坏布袋；温度偏低，烟气湿度增大，就会粘袋，影响其功能）。在实际过程中，经过表冷器后的烟气温度很难保持稳定，布袋除尘器的使用寿命及除尘效果均受到不利影响，最终影响主工艺的稳定性。再者烟气经过表冷器后，热量没得到回收，直接排到大气中，造成一定程度的能量浪费。 2、布袋除尘器在冶金主工艺中的用途 用纤维编制物制作的袋式过滤布，在含尘气体单向通过滤布，尘粒在绕过滤布纤维时因惯性力作用与纤维碰撞而被拦截；细微的尘粒（粒径1μm 或更小）则受气体分子冲击（布朗运动）不断改变运动方向，由于纤维间的空隙小于气体分子布朗运动的自由路径，尘粒便与纤维碰撞而被分离出来；足够多的尘粒堆积在滤布纤维表面，形成滤饼（或称滤床），这种滤饼又通过上述筛滤等机理，得以捕集更细的尘粒。尘粒留在上游或滤布的含尘气体侧，而干净气体通过滤布到下游或干净气体侧；当尘粒沉积到一定程度后，借助气力或机械方法，将尘粒从滤布上除去，收集并输走。从而使排除的烟气含尘量达到相关的排放标准。
二、冶金行业表冷器替代余热回收分析
1、余热回收现状 在冶金行业生产过程中会产生大量的高温烟气，将这部分烟气经表冷器降温，布袋除尘器除尘后排放。虽然在冶金主工艺上达到了烟气排放的相关标准。但是高温烟气经过表冷器降温，只是一个简单的降温过程，白白浪费了巨大温差中存在的能量。当排烟温度出现波动，表冷器不能保证布袋除尘器入口烟气的温度，影响其功能，从而影响整个生产的稳定性。
2、企业的需求 在冶金行业生产过程中，需要确保布袋除尘器进口烟温稳定，从而保证生产的稳定运行；有效利用低品位能源来降低生产成本、提高生产效益是企业的不断需求和责任，冶金行业是我国基础产业中的支柱产业，同时也是能耗最大的行业之一。如果能将冶金工艺中产生的高温烟气中热量进行科学的回收、有效地利用，不仅会给该行业带来意外的收益，也符合我国走可持续发展道路，建设和谐社会的基本国策。
三、替代表冷器的热管余热燃烧器定制（热管蒸发器）及用途介绍
1、热管的工作原理
热管余热燃烧器定制系统主要分为三部分：换热部分、水系统部分、落丸清灰系统部分。其中换热部分主要分成三个阶段：预热段、加热段、过热段。预热段从烟道吸收的热量将保温水箱出来的除氧水加热后供给汽包。在预热段的热管冷凝段加水套管，使除氧水在套管内流动，强化换热；加热段热管利用从烟道吸收的热量对汽包中的水继续加热，使之产生饱和蒸汽；从汽包中出来的饱和蒸汽通过过热段，使之被加热产生过热蒸汽。 烟气系统、水系统工艺流程如下图： 2、热管余热燃烧器定制（热管蒸发器）
技术特点
1）使用场合 替代冶金行业布袋除尘器前端表冷器，使冶金主工艺更加完善。
2）热管余热燃烧器定制的主要优点：
a、有富余换热能力、可以稳定排烟温度；
b、使用热管余热燃烧器定制，可以精确的控制排烟温度避免露点腐蚀，有效保证了布袋除尘器的正常工作；
c、采用落丸清灰系统，可以保持换热元件的最佳换热效果；
d、本系统作为常态工作使用；出现意外故障时，启动表冷器作为临时替换。
3）热管余热燃烧器定制（热管蒸发器）的实现机理a、热管在预先设定的温度下是不换热的，只有当排烟温度高于设定的温度时才开始热交换。因此可保障燃烧器定制的排烟温度为恒定值，而且不随燃烧器定制工况波动而波动。
b．单根热管的寿命可达10年以上。 热管余热燃烧器定制与原工艺表冷器比较3、热管换热技术在冶金行业的利用前景 热管技术在工业中的推广与普及，在一定程度上解决了如何合理回收不同品位的余热资源的问题，并且给出了一种高效的传热方法，解决了常规换热器无法解决的难题。 热管余热燃烧器定制除具有热回收效率高，流动阻力小，结构紧凑，安装方便，布置灵活，热管元件可单件更换，维修简便，工作可靠等，还有可以调节换热管壁温，精确的控制排烟温度，避免表面露点腐蚀，寿命长，并且排烟温度不随工况变化而变化等特点，在充分利用余热、满足工艺的要求的同时，也能避免烟灰在管壁上的黏结，从而保证生产长期稳定运行，提高生产效率。 随着热管技术研究的不断深入和定温控制技术的不断成熟，热管余热燃烧器定制已应用于工业、民用和国防等各个领域。
四、热管热管余热燃烧器定制产品设计
1、热管热管余热燃烧器定制系统原理图 2、清灰系统介绍 本系统采用钢丸循环落丸清灰技术对盘管及热管余热燃烧器定制表面进行清灰，以确保盘管及热管余热燃烧器定制高效的换热能力。钢丸的大小及其数量与循环清灰的时间和频率可以根据余热燃烧器定制受热面上积灰程度进行调整，以确保受热面上的积灰在设计的传热强度范围内，从而保证烟气余热在设计的温度范围内被充分回收。 五、热管余热燃烧器定制替代表冷器改造后的效益分析
利用热管余热燃烧器定制替代表冷器，能在工艺上更好的保证袋式除尘器正常工作，提高其使用寿命，以利于生产的稳定。除此之外，还能产生蒸汽以供它用。其经济效益分析如下：
a、年产蒸汽价值：以烟气量50000Nm3/h，烟气进口温度380℃，烟气出口温度160℃计算，能产0.5Mpa过热30℃干蒸汽5.6t/h，按年运行300天计算，则年产蒸汽量为： 5.6t/h×300d×24h/d=40320t 按每吨蒸汽80元计算，则全年蒸汽产生的价值为：
80元/t×40320t=322.56万元。
b、运行费用：
1、余热燃烧器定制水泵电耗；
2、排烟系统阻力增大后可能增加的电耗；
3、回收年限内，初投资折旧费用。
c、系统替换后带来的经济效益：
（1）利用热管余热燃烧器定制替代表冷器，使得烟气排放温度稳定，从而保证生产线长期稳定运行，提高了生产效率，由此带来的生产效益。
（2）由于热管余热燃烧器定制替换了表冷器从而提高了布袋除尘器的使用寿命，延长了更换时间，相应的节约了运行成本。
六、系统运行安全保障设计及风险评估 为了保证系统运行安全，应该在整个系统的设计和控制中都采取了有效的保障措施。
具体如下：
1、为了保障整个主工艺流程的正常运行，改造项目中保留原工艺流程中的表冷器。
2、系统出现故障或需要检修时，及时启动原工艺流程中的表冷器，保障下游布袋除尘器的安全有效工作；改造项目中：为减小设备占地空间增加一套体积较小的水冷式换热器作为备用；
3、为了保证燃烧器定制汽包的连续供水，采用一用一备的组合泵；系统除氧水供水管路中间设置了一个保温水箱集中供水，在供水端出现断水的情况时，保温水箱也能保证1小时的持续供水能力。
4、在汽包蒸汽出口也设置了旁通管路，以保证汽包的安全。
5、热管余热燃烧器定制的取热段长期处于有灰的高温环境中，为了确保取热段的换热效率，采用了循环钢珠落丸清灰系统，可以根据存灰情况，调整落丸数量、清灰时间，保持传热元件最佳换热效果。
6、为了及时有效保障系统的安全和工艺，系统设置全程的监控系统。
七、针对已安装余热燃烧器定制的项目，在余热燃烧器定制尾部引旁通加装低压饱和蒸汽热管余热燃烧器定制或者热管热水换热器。烟气温度降至160℃进布袋除尘。
内容来源：烟气余热利用
