中小高爐爐體軟水冷卻采用的空冷器冷卻效果隨季節(jié)變化而波動,夏天時最高進高爐水溫達到70C以L,影響了高爐的安全高產(chǎn)和使用壽命。板式換熱器以波紋板為傳熱面,傳熱系數(shù)高、體積小、拆裝清洗方便,換熱強度高,換熱效果好,根據(jù)中小高爐爐體冷卻軟水系統(tǒng)流量大、溫差小等特點,宜選用316或316L不銹鋼材質(zhì)、結(jié)構(gòu)矮胖型、開二備一、3臺并聯(lián)的板式換熱器。采用BR1.1xC(1.0/100)200.2型水水板式換熱器,軟化水進高爐溫度全年穩(wěn)定在34~39C.
1、前言
國內(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,進高爐軟水溫度隨季節(jié)變化而波動。在夏天時最高進高爐水溫達到70℃以上,遠高丁最佳供水溫度35~40℃?绽淦鞴苁赘g、漏水,而對腐蝕管束采用“盲死”措施后,空冷器換熱面積減少,更使進進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)的進步,空冷器冷卻能力不足的矛盾日益突出,已嚴重影響高爐的安全高產(chǎn)和使用壽命。
2、板式換熱器的選用
2.1板式換熱器的特點
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:
(1)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,流道交叉變化,流體方向多變,在臨界雷諾數(shù)約為200時就能達到湍流,使膜傳導(dǎo)系數(shù)大大進步,增強了傳熱。
表1板式換熱器選型計算
。2)體積小,占地面積小,重量輕,特別適用于空間有限的場合。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。
22板式換熱器的型式
由于中小高爐爐體冷卻軟水系統(tǒng)的特點為大流量、小溫差,由此決定了板式換熱器的結(jié)構(gòu)特點為矮胖型,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。
23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,其爐體冷卻軟水系統(tǒng)采用板式換熱器的數(shù)目宜為3臺并聯(lián),每臺流量為最大流量的5O%,正常運行開二備一。
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。
2.3.3軟化水進出換熱器溫度根據(jù)現(xiàn)有高爐軟水供給的經(jīng)驗,軟水供給溫度在35~40℃之間時,對高爐穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)、安全生產(chǎn)最有利,同時考慮到夏季冷媒水及冷卻塔的冷卻能力,軟化水進高爐溫度在夏季最不利工況時宜小于40℃,軟化水出高爐溫度宜小于45℃,即軟化水進換熱器溫度宜為45℃,出換熱器溫度宜為40℃。
2.3.4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。
2.3.6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,但同時也輕易腐蝕泄漏,F(xiàn)國內(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)場實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。
2.3.8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,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、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,冷卻水進換熱器溫度宜小于32℃,出換熱器溫度宜小于37℃。
2.3.10進出口管徑進出口管徑的大小以介質(zhì)在管道內(nèi)的活動速度小于3m/S為宜來確定,最大流速宜小于4m/s.
3.板式換熱器選型計算
高爐冷卻系統(tǒng)運行參數(shù)、板式換熱器選型及結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定見表1.
4.應(yīng)用效果
高爐在2004年7月用板式換熱器2替換空冷器,經(jīng)過2年來的運行,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水溫度統(tǒng)計數(shù)據(jù)對比情況見表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,軟化水進高爐溫度全年基本穩(wěn)定在34~39℃之間,遠遠低于在2004年7月份以前采用空冷器的進水溫度。
表2使用空冷器及板式換熱器的高爐進水溫度比較℃
5.結(jié)語
高爐爐體冷卻軟水系統(tǒng)采用水——水板式換熱器,可使高爐進水溫度保持在最佳溫度35~40C~fd],水溫波動小,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,滿足日益進步的高爐冶煉強度要求,延長高爐使用壽命。