余热回收在步进梁式加热炉应用

余热回收在步进梁式加热炉的应用及研究【摘要】加热炉是钢铁产业主要耗能设备，在生产过程中会产生大量余热资源，然而回收利用率普遍较低。本文介绍了2250mm 热轧厂余热回收系统的组成、工艺流程、结构特点。

【关键词】加热炉能源余热回收

1 概述

随着人类社会的发展以及新的能源种类的不断出现，能源的利用量及利用方式也随之发生了变化，能源的再回收利用逐渐成为当今研究的重要课题[1]。

邯钢2250mm热轧厂共设有四座额定产量为375t/h的具有国际一流板坯加热技术的步进梁式加热炉，由法国斯坦因-霍特公司设计，加热炉加热采用数字化燃烧技术，2级采用模糊逻辑控制，具有很高的板坯加热精确性和稳定性。需要加热的板坯在加热炉内接受混合煤气燃烧产生的热量进行升温，加热时加热炉环境温度达到1300℃左右，水梁立柱的冷却方式采用汽化冷却[2]。汽化冷却产生的蒸汽通过蒸汽管网送往公司发电机组进行发电。近年来，随着钢材市场走近低谷，生产成本压力越来越大，因此如何降低生产成本成为钢铁企业的一项重要任务[3]。

2 余热回收主要组成

邯钢2250热轧厂共有4台烟道式余热锅炉，每台余热锅炉为独立的强制循环系统。4台余热锅炉采用集中给水除氧系统。单座余热锅炉和集中给水除氧的基本流程如图1所示。

（1）烟气流动系统：余热锅炉布置在加热炉的主烟道内，不设旁通烟道，不设排烟风机，因此，烟气的流动与排放依靠烟囱的抽力。

（2）给水除氧系统：该系统由软水箱、软水泵、除氧器、给水泵等组成。补给水经自动调节阀门后分为两路。一路引入补水箱，经补水泵升压后送入除氧器；另一路直接经过阀门引入除氧器。除氧器是旋膜式热力除氧器，管网蒸汽经减压阀进入除氧器，在除氧器头部水和蒸汽充分混合将水加热到105℃，从水中分离出的空气由除氧器顶部排入大气，除氧后的水进入除氧水箱。由除氧水箱出来的水经给水泵加压送入每个汽包。

（3）循环水系统：汽包设有两根下降管，接至循环水泵的进水集管，供给两台电动循环水泵（开一备一）。各循环水泵出口管均接至循环水泵出水集管，从该集管接出两根供水母管，将循环水分别送入两组受热面（蒸发器）。两组蒸发器内的循环水与烟气进行的热交换中吸热后，部分水汽化，汽水混合物通过上升管道进入汽包，在汽包内汽水分离，产生的饱和蒸汽输送至蒸汽管网或通过放散管道经消音器排入大气。蒸发器主要作用是吸收烟气余热后把欠饱和水变为汽水混合物。汽水混合物在汽包进行汽水分离，分离出来的蒸汽送至发电厂发电；分离出来的水与补给水混合后再进入蒸发器重复上述过程。

3 工艺流程

烟气流动系统：本工程的余热锅炉布置在加热炉的主烟道内，

不设旁通烟道，不设排烟风机，因此，烟气的流动与排放依靠烟囱的抽力。本系统流程为：加热炉烟气→空气预热器→余热锅炉蒸发器→烟道闸板→烟囱→排入大气。

水循环系统：本工程是在现有烟道的基础上增设余热锅炉，受烟道条件的限制，本余热锅炉的水循环系统采用强制循环方式。其系统流程为：汽包→循环水泵→蒸发器→汽包。

辅助系统：本余热锅炉的辅助系统为给水除氧系统。采用集中给水除氧系统，其系统流程为：厂区补给水→补给水箱→补水泵→除氧器→给水泵→给水母管→各个汽包。

4 炉型特点及效益分析

4.1 炉型特点

邯钢2250mm热轧厂加热炉余热锅炉采用如下的炉型结构，见图2。

（1）蒸发器分为二组受热面，便于检修；（2）蒸发器断面呈梯形结构，有效的利用了烟道截面，减少烟气扰动，以充分回收烟气余热，节约能源；（3）每组蒸发器均设有独立的进水集管和出水集箱，且在蒸发器顶板上设有吊耳，便于生产过程中受损蒸发器的起吊、更换；（4）蒸发器采用光管“蛇形管”的型式，其水循环方式为强制循环，减少了烟道的改动量。

4.2 效益分析

余热锅炉装置把烟气损失的热量以饱和蒸汽的形式获得并收集，输送至工厂蒸汽管网发电，是一笔可观的财富。以邯钢2250mm

热轧厂为例，3座加热炉同时运行时多回收蒸汽24.9t/h，年增效为4303万元。除去所耗电费、水费、压缩空气费等约年增效4061万元。

5 结语

通过实施一年后观察系统运行稳定，据2012年统计，热轧厂外送蒸汽量比往年同期增加了24.9t/h，全年多回收饱和蒸汽215136t，直接创效4061万元，取得了良好的社会效益和经济效益。

参考文献：

[1]吴学安.北京供热能源结构分析[j].北京节能，1999（2）.

[2]张文学.现代化步进梁式加热炉水梁的设计和结构[j].工业加热，2005.

[3]蔡九菊，王建军，陈春霞等.钢铁企业余热资源的回收与利用[j].钢铁，2007.