高爐鼓風機前脫濕技術

胡志勇

(中冶賽迪上海工程技術有限公司，上海200940)

熱電

高爐鼓風機前脫濕技術

胡志勇

(中冶賽迪上海工程技術有限公司，上海200940)

高爐脫濕鼓風是高爐節能的重要措施，并對高爐的穩定生產具有重要作用。對高爐鼓風機前脫濕的工藝和特點進行說明，并簡述其在鋼鐵企業推廣的意義。

高爐；脫濕鼓風；機前；能耗

1 引言

鋼鐵工業消耗大量的能源，我國每年大約有10%～15%的能源用于鋼鐵工業，其中70%以上用于高爐。隨著高爐冶煉技術的發展以及高爐噴煤量的提高，脫濕鼓風是高爐節能的重要措施。高爐鼓風脫濕系統就脫濕裝置在鼓風機前后位置的不同分為機前脫濕和機后脫濕，目前機前脫濕得到較多的實際運用。本文結合寶鋼鼓風站脫濕系統的設計和實際生產，對高爐鼓風機前脫濕技術進行說明。

2 高爐脫濕鼓風的意義

空氣實際上是由干空氣和水蒸汽組成的濕空氣，其含濕量隨溫度升高而增大。上海夏季最熱月平均氣象條件下進入高爐的水份為32.5 g/m3左右，水分在高爐風口前將發生分解反應而吸熱，使風口前燃燒溫度下降，以至增加焦比；而且，大氣的含濕量無論是一年四季，還是一天中的24 h均是變化的，上海在冬季與夏季濕度相差可達30 g/m3左右，一天中的濕度波動一般為5 g/m3左右，濕度變化引起高爐風口火焰溫度波動，影響高爐的爐況穩定。

脫濕鼓風是通過降低送入高爐空氣的溫度，使其絕對含濕量穩定在一個較低的數值，然后再送入高爐。該技術對降低高爐焦比、穩定爐況，提高生鐵產量具有明顯的效果：

（1）降低焦比

脫濕鼓風可以減少進入高爐水分，消除因這部分水分分解吸熱的能耗，降低焦比。按寶鋼經驗，空氣濕度每減少1 g/m3可以節省焦比約0.6 kg/tFe。

（2）提高入爐風溫

由于脫濕，水的分解吸熱減少，入爐風溫可以提高。鼓風濕度每降低1 g/m3，可使空氣溫度上升6～7℃。這樣，將使高爐的噴煤量得到提高。

（3）穩定爐況

由于入爐空氣濕度恒定，減少高爐爐況波動，利于高爐穩定操作、延長高爐壽命，綜合結果將使焦比降低約0.2 kg/t。

綜合分析脫濕鼓風有利于高爐提高指標、降低成本?，F代高爐冶煉不僅要求“精料”，而且要求“精風”（指高風溫、高風壓、富氧、脫濕等），使高爐能在穩定、高效的狀態下運行。

3 機前脫濕鼓風工藝

（1）脫濕方式

用于高爐機前脫濕鼓風就其原理分可以分為物理脫濕(冷凍式和吸附式)和化學脫濕(干式氯化鋰和濕式氯化鋰)，不同的脫濕方式在設備運行、維護，以及能耗方面均各有特點。鼓風機吸入側冷凍脫濕法流程簡單，運行維護方便,，其冷凍機組耗電量可以從鼓風機入口風溫降低導致的鼓風機耗電量減少中得到補償，但鼓風殘余含濕量只能達到相應壓力和溫度下的飽和含濕量。

吸附脫濕法，可以將空氣的濕度脫得很低，但這種方法用于鼓風脫濕，由于再生吸附劑要消耗熱量，而且吸附過程會使濕空氣的潛熱變成顯熱，使鼓風機的入口溫度升高，導致鼓風機能耗增加。

化學脫濕效果好,經脫濕后鼓風殘余含濕量可達2～5 g/m3，遠低于相應壓力和溫度下的飽和含濕量。但化學脫濕系統復雜，能耗較大。氯化鋰有較高的腐蝕性，管道和設備需要采取防腐措施，還需要有再生熱源。

綜合以上分析，高爐鼓風一般對絕對含濕量敏感性不高，而關鍵是要求其穩定。因此，采用冷凍脫濕方式是合適的。

（2）制冷方式

高爐鼓風機前冷凍脫濕法實際上可以說是加在鼓風機入口管上的一個大容量空調系統，目前，國內外在空調冷熱源的選擇上有多種形式，其中常用的有電制冷機組和溴化鋰蒸汽制冷機組。

電制冷冷水機組，制冷能力大，調節性能好，技術成熟、工作可靠、維護管理方便；但其耗電量大，。

溴化鋰蒸汽制冷機組利用蒸汽熱能制冷，其耗電量低，無運動部件，振動躁音小，適合有較多蒸汽富余的鋼鐵廠采用；但是，其運轉條件較難控制，對真空泵的真空度要求較高，工作穩定性差，設備維護費用高。

綜合以上因素，采用哪種制冷方式需根據具體情況進行經濟分析后確定。

（3）寶鋼的鼓風脫濕裝置

寶鋼的1#～4#高爐為4000 m3級大型高爐，配用5臺高爐軸流式鼓風機，均采用機前冷凍脫濕、電制冷方式，其主要參數如表1。

表1 寶鋼脫濕裝置主要參數

脫濕器入口風量按鼓風機正常運行7900 m3/ min設計，在設計條件下，脫濕器空氣出口溫度8.5℃，含濕量9.0 g/m3。脫濕裝置在每年3月至11月運行，這9個月為脫濕期，也可根據氣候情況稍作調整。

4 機前冷凍脫濕方法的特點

（1）節省能量

脫濕裝置本身是需要耗能的（冷凍機、水泵），但是冷凍脫濕后鼓風機入口空氣的溫度、濕度下降使鼓風機絕熱壓縮效率提高而省能，用以下公式簡單說明：

N——鼓風機內功率

G—吸入空氣重量流量

T—鼓風機吸氣絕對溫度

η—鼓風機絕熱內效率

ε—鼓風機壓縮比

R—氣體常數

脫濕裝置耗能與鼓風機的省能大致相當，甚至略有節余，這一點在寶鋼鼓風機的運用中已得到證明。

（2）增加風量

采用吸入側冷凍脫濕方法以后，由于空氣溫度降低，體積減小，將會由于空氣吸入狀態影響而使鼓風機的有效風量增加，用以下公式簡單說明：

下標0表示不脫濕氣體的狀態

在考慮電動機功率滿足的情況下，脫濕后可以增加鼓風機的出口風量，充分發揮鼓風機的能力。

5 機前冷凍脫濕方法的意義

高爐生產實踐中普遍存在冬季產量較高，或者冬季焦比較低的現象。通過吸入側冷凍脫濕方法可使鼓風機一年四季均在冬季的氣象條件下運行，而且可以使之穩定在一定的吸氣狀態，使焦比可以保證在成績最好的冬季水平上。

對國內正在生產的高爐，如果采用風口噴吹燃料技術，而感到熱風爐能力不夠或鼓風機風量不足，只要在鼓風機前設置一套冷凍脫濕裝置，就可達到提高入爐干風溫度和增加鼓風量的效果。

國內一般采用鼓風機串聯前置加壓機的方法來增加鼓風機風量，一般平均風量可以增加15%～20%，這種方法不但加壓機要消耗能量，而且由于加壓機之后空氣溫度升高，鼓風機能耗也要增加。采用吸入側冷凍脫濕方法無需多耗能量或者只是少耗能量就可以達到增加鼓風量的效果，一般在夏季風量的增加可以達到15%，高爐可以在溫度較高的條件下提高產量。

6 結論

機前冷凍脫濕技術在多座高爐采用，技術成熟，寶鋼的1#～5#鼓風機均采用機前脫濕鼓風，在國家節能環保的背景下，國內多家鋼鐵廠也陸續采用脫濕鼓風技術。脫濕鼓風在氣溫較高、濕度較大的地區采用，其產生的效果更為明顯。

Dewetting Process of Blast Furnace Blower

HU Zhi-yong
(CISDI Shanghai Engineering Co.,Ltd.,MCC,Shanghai 200940,China)

Blast furnace dewetting blast is an important measure for energy conservation of blast furnace and it plays an important role in stabilizing production of blast furnace.The dewetting process and features of blast blower are described.The significance to popularize the process in steel enterprises is introduced briefly.

blast furnace;dewetting blast;before blower;energy consumption

TF538.4

B

1006-6764（2013）07-0038-03

2013-02-18

胡志勇(1970-),男，大學本科，1992年重慶大學畢業,高級工程師,現從事冶金企業動力設計及研究工作。