毕业论文课题相关文献综述

文 献 综 述

一、课题背景 钢铁行业是国内主要的高耗能行业之一，轧钢加热炉是钢铁行业的能源消耗大户，因此，轧钢加热炉已成为我国节能的重要前沿阵地。虽然加热炉设计时已采取了一系列节能措施，但烟气实际排放温度还是较高，对烟气余热进行有效地回收利用，是加热炉节能的一项重要措施。烟气余热回收装置不仅具有投资少、见效快回收期短使用寿命长，节能效益大等优势，而且适用性极其广泛，可以灵活配置于燃气发电装置、工业锅炉、热电联产锅炉、电站锅炉、油田注气炉、石化加热炉等各类锅炉，涉及电力、石油、化工、石化、冶金、纺织等行业，具有明显的可持续开拓的强大技术优势，节能效果明显，前景非常广阔。二、烟气余热回收装置在国内外的应用情况^[13] 国内：外高桥电厂三期2*1000MW机组进行了低温省煤器改造，低温省煤器布置在引风机后脱硫吸收塔前，根据性能考核报告，其节能效果明显。为利用烧结余热，宝钢采用与日本合作设计的形式，设置了冷却机废气及主排气余热回收两套装置来产生蒸汽。江苏利港电厂一期2350 MW燃煤机组在采用两炉一塔,烟塔合一的湿法脱硫系统前加装烟气余热回收装置有效地提高了机组经济性。国外：在上个世纪80年代，德国的OSCHATZ公司为欧洲钢铁厂的4座电炉设计和制造了汽化冷却系统，在120～140t 超功率电炉的炉体炉盖和内排烟上都实现了汽化冷却 其中德国克虏伯150t 超高功率电炉的炉壳和内排烟采用的汽化冷却装置，蒸汽压力1.0～2.5MPa，蒸汽产量1～13t/h 。日本的常陆那珂电厂采用了水媒方式的管式GGH 烟气放热段的GGH布置在电除尘器上游，烟气被冷却后进入低温除尘器（烟气温度在90-100摄氏度左右）。

三、烟气余热回收利用技术^[6]

1.烟气余热回收装置

目前国内外烟气余热回收装置有回转式换热器、 焊接板( 管) 式换热器、 热管换热器、 热媒式换热器、 有效吹灰或加装程控吹灰装置、 加装低压省煤器等, 其中以热媒式和热管式为主。 热媒式换热器由于运转设备多, 设备维护和运转费用高, 对系统的要求十分苛刻, 在国内应用较少。 热管是一种新型、 高效的传热元件, 其内部是靠工质循环实现热量传递, 它的当量热导率可达金属的数倍。 以热管为传热元件的热管换热器较其他换热器在利用热能、 回收废热、节约原料 、 降低成本等方面 , 具有独特的优点, 特别适用于中低温的余热回收, 广泛应用于锅炉余热回收, 取得了明显的节能效果。

2.烟气余热回收方式 回收余热时, 可通过空气预热器, 用于加热燃烧用空气, 提高进入锅炉的空气温度, 提高炉膛温度和降低排烟温度, 以提高燃烧效率; 一般排烟温度每降低10 ℃, 锅炉效率可提高0.5% ～0.6%; 另外也可采用省煤器 , 将废气加热锅炉给水 , 提高给水温度。 如某电站排烟余热有两种回收方式: 一种是通过能量转换设备, 转化为其他形式的能源回收; 另一种通过能量转化, 仍以热能形式回收至热力系统。

3.余热回收利用的难点及解决方法 在实际应用中, 余热回收利用有一定的难度, 这是因为若排烟温度低, 采用常规换热器, 锅炉尾部受热面中烟气与工质的传热温差减小, 传热面积增大, 在有限空间布置的管多而密, 造成烟气流阻大, 引风机动力消耗大、 金属消耗和设备初投资增多。一般情况下, 排烟温度每升高15 ～20 ℃, 锅炉热效率大约降低1%; 反之, 排烟温度每降低15～20℃, 锅炉热效率大约升高1%。 在实际应用当中, 排烟温度过低, 会使低温受热

面的壁温低于酸露点, 引起受热面金属的严重腐蚀, 危及锅炉运行安全。若采用近来发展起来的热管式换热器, 在省煤器后进行烟气余热的回收、 降低排烟温度, 既可避免上述问题, 又可提高热能利用效率、 减轻高温烟气造成的热污染,这种热管式换热器热阻极小, 热流密度极高 , 在温压较小的情况下也能满足换热量大的需要, 可克服常规换热器的缺陷。四、轧钢加热炉概述

轧钢加热炉为高温炉窑, 其出炉钢坯温度通常在1100℃左右, 烟道内温度一般也在300℃以上 。 如果加热炉的出钢口和烟道的热能不能有效利用, 不但浪费能源,也会污染生产环境, 影响设备使用寿命。要使这些余热得到合理应用, 又不影响生产与设备的正常运行, 利用这些余热生产蒸汽是一种理想的做法。国内轧钢加热炉, 过去大多数是以燃煤方式加热钢坯, 由于环保等原因, 逐渐为燃气 、 燃油方式加热所替代, 在燃气或燃油的轧钢加热炉上装置列管式热交换器, 再配上完善的水 、 汽 、 电控制装置, 即可组合成简单实用的加热炉余热生产蒸汽系统, 能为企业生产和生活供应充足的蒸汽 。

五、轧钢加热炉余热利用系统的工作原理^[15]