烟气补燃型溴化锂机组在工业炉窑余热中的应用

烟气补燃型溴化锂机组在工业炉窑余热中的应用

摘要：烟气补燃型溴化锂机组以燃气发电机组、工业炉窑或其它装置排放的高温余热烟气作为驱动热源，制取满足工艺或采暖及空调用热水，能有效回收利用高温余热，节能效果显著，是余热供热领域中的重要技术装备。本文介绍了一种工业炉窑高温烟气余热利用装置，通过与以往常规设计对比，有一定的推广价值。

关键词：烟气补燃型溴化锂机组；工业炉窑；高温烟气；余热利用；

abstract：the fume complementary type lithium bromide unit will adopt high-temperature residual heat fume emitted from gas turbine generators, industrial furnaces or other devices to make hot water which can meet the process requirement, heating or air conditioning requirement. therefore

high-pressure residual heat can be recovered effectively and energy can be saved significantly, which is an important technical installation in the field of heating with residual heat. this article introduces a kind of high-pressure residual heat utilization device produced by industrial furnace, comparing with traditional design; it is valuable to be popularized.

key words： the fume complementary type lithium bromide, industrial furnaces, high-temperature fume, residual heat

utilization;

中图分类号： tu201.5文献标识码：a 文章编号：2095-2104（2013）

0 引言

工业生产中产生大量的费烟气，对于那些流量大、流量稳定的高温烟气（一般大于600℃），其余热回收比较容易，但对于那些流量不稳定和温度较低的烟气，由于回收比较困难，往往利用率不高。在冶金行业中，钢坯加热炉、均热炉等工业炉窑将产生大量的高温烟气，这部分烟气通过与设置在烟道内的空气预热器换热后，温度由800℃降为300℃左右，经烟道排入烟囱直接排放，空气预热器的空气被加热到450℃左右作为加热炉的助燃空气使用。在上述过程中，高温烟气的一部分热量被回收利用，但300℃左右所谓的低温烟气被直接排放，不仅造成能量损失，而且大量的排入大气也对城市环境带来不利影响。

目前，对于加热炉等工业炉窑产生的这部分低温烟气余热利用较少，其重要原因如下：（1）烟气温度较低，回收率低；（2）烟气量较少，余热回收无合适的用处；（3）加热炉因加热钢坯的数量、品种不同导致烟气量变化较大，热量回收不稳定；（4）由于余热利用设备风机的抽力会影响炉窑内压力及温度的稳定，影响工艺生产。针对现有技术中的缺点，本文介绍一种利用烟气补燃型溴化锂机组来回收这部分烟气余热的方式，在不影响工艺生产的前提下，当烟气量，能满足空调负荷负载时，全部利用烟气余热来抵消空调负

荷用热量，多余烟气排放；当烟气回收热量不能满足负载需求时，启动补燃燃烧器，通过天然气辅助加热来满足末端用户冷热负载的需求。

1余热利用装置

北方某钢厂热轧无缝钢管生产过程中，需要把室温状态的钢坯通过环形加热炉加热到1250℃以便轧制加工。环形加热炉燃料为天然气，燃烧后的烟气温度为700℃～800℃。为了充分利用排放的烟气余热，提高热效率，在烟道内设置空气预热器，利用烟气将助燃空气加热到450℃左右，送入环形加热炉助燃。通过空气预热器后烟气温度降至300℃左右，在以往的设计中该部分烟气一般都由烟道引入烟囱直接排放入大气中。为了利用这部分烟气的余热，本次在烟道上设置烟道支管，烟气由风机抽引经该支管通入补燃型溴化锂机组中，通过与制冷剂溶液换热为末端用户提供冷、热水。

图1 环形加热炉烟气余热利用工艺图[1]

1 环形加热炉

2 烟囱i

3 补燃型溴化锂机组

4 变频风机5烟囱

ii6 空调冷冻水系统7 末端用户8 空调冷却水系统9 电动调节阀i10 电动调节阀ii11 电动调节阀iii12 电子温度计13 电磁阀14 天然气接入管15 燃烧机

如图1所示，环形加热炉内的烟气经变频风机抽引与发生器内的制冷剂溶液换热后并由烟囱ii排放，通过测量蒸发器出口的冷冻水温度来控制进入补燃型空调机组内的烟气量，当冷冻水管道上的

电子温度计显示值大于设定值7℃时，变频风机变到高档工作增大进入补燃型空调机组的烟气量，当电子温度计显示值小于7℃时，变频风机变到低档工作减少进入补燃型空调机组的烟气量，当变频风机处于高档工作且冷冻水出水温度稳定后，电子温度计显示值仍大于7℃时，此时天然管道上的电磁阀动作并开启燃烧机，天然气辅助加热发生器内的制冷剂溶液，以满足空调末端用户要求；考虑到风机的抽力会影响加热炉内温度及压力的稳定，在环形加热炉出口烟道上设电动调节阀i，该调节阀与加热炉内压力检测装置连锁，保持加热炉内压力稳定。当余热利用设备检修时，电动调节阀iii 关闭，烟气由烟囱i排放。

2 对比分析

热轧主车间内辅助间包括主控室、电气室以及办公室等，以上房间为了满足功能要求，夏季要求空调降温，冬季有采暖要求，以往设计存在以下弊端：

办公室为了满足工作人员的工作环境要求，夏季设分体空调，用于人体降温,并兼作过渡季调节室温之用；冬季设散热器采暖；热源由厂区的集中供热外网供热，由于新建厂区热源输送距离较远及用户采暖耗热量较小，往往比较困难。

主控室由于有大量电气设备，因规范要求不允许采用散热器采暖，常年采用风冷热泵型空调机组，夏季满足人体和设备降温要求，冬季满足人体采暖要求；当冬季室外温度低于-5℃时，风冷热泵空调不能正常工作，主控室内工作人员的工作环境急剧下降；