邯鋼連退線過熱水系統應用淺析

【摘 要】邯寶冷軋廠連續退火生產線由比利時DREVER公司設計，其最重要的組成部分就是連續退火爐。本文介紹了過熱水系統的組成，在連退線的用途和引進的意義。在實際生產中，退火爐加熱段高溫煙氣如何有效利用一直制約著連退線的發展，引進過熱水系統是煙氣熱回收技術最主要的應用，充分實現了變廢為寶，對節能減排，降本增效有著重要意義。

【關鍵詞】連退線 過熱水系統 熱回收 用途

1 前言

邯寶冷軋廠采用的是立式退火爐，過熱水系統就是將退火爐加熱段煤氣和助燃空氣燃燒后產生的高溫廢氣通過換熱器將常溫水變成過熱水，通過密閉的管道輸送到清洗段和烘干段等需要的地方，再通過換熱器將過熱水變成常溫水，從而達到一個循環。過熱水系統通過這樣的循環實現了能量的轉換，傳遞，使多余的熱量得到最充分的利用。

2 過熱水系統組成

過熱水循環系統由帶儲存罐，泵和放散閥的定壓系統，熱水增壓循環泵站（兩用一備），換熱器系統，輔助電加熱器系統，水PH分析儀以及相關管網組成。

2.1 定壓系統介紹

定壓系統主要由膨脹罐、液力單元和控制單元等組成。膨脹罐內安裝有氣囊，里面儲存適量的水，當系統檢測到膨脹罐內水位較低的時候，啟動自動補水閥進行補水，直到設定值。系統壓力調節由2個增壓泵和2個溢流閥（電動回水閥）完成。系統壓力低于設定值時，增壓泵啟動，系統壓力高于設定值時，溢流閥開啟。當檢測到系統壓力低的時候，會自動切斷溢流管線上的阻流閥。

定壓系統的作用包括以：（1）對過熱水在循環過程中的消耗進行補給；（2）調節過熱水循環過程中產生的壓力波動。

2.2 換熱器系統

加熱段的煙氣在到達各自段對應的熱回收系統后，通過煙氣/熱水換熱器，對過熱水進行加熱。過熱水換熱器入口水溫為90℃，出口水溫為140℃。為了保護換熱器，根據每一個換熱器里面的水流量給出過熱水溫度的設定值，溫度控制器的輸出作用到換熱器所在通道的流量控制閥以及旁通通道的流量控制閥。通過控制這兩個流量控制閥的開度來控制流進換熱器的煙氣流量，以此來調節過熱水的溫度。

2.3 輔助電加熱器系統

當煙氣量不足或者煙氣溫度不夠高，或者換熱器故障導致過熱水溫度不夠時，可以啟動輔助加熱系統來進行熱量的補充。輔助加熱系統采用氣/水換熱器利用飽和蒸汽對過熱水進行加熱。從目前運行狀況來看，輔助加熱系統日常情況基本是不運行的。

3 過熱水用途

過熱水在循環泵（兩用一備）的作用下被送往下級用戶使用，過熱水在連退線的主要用途主要是三部分：

（1）過熱水被送往連退線入口清洗段，在清洗段經過水/水換熱器產生漂洗所需要的熱水。清洗段主要是去除帶鋼表面的氧化物，雜質和油污，以保障后續工藝要求，熱水的使用提高了清洗效果，從而提高了清洗效率，縮短了清洗段所占面積。（2）過熱水被送往退火爐水淬段后面的烘干段，經過水/空氣換熱器將空氣加熱，產生帶鋼烘干需要的熱風。帶鋼在經過水淬段后由于速度很快，帶鋼表面會攜帶有大量積水，很容易發生氧化，從而無法實現工藝指標要求，所以，帶鋼從水淬段出來先經過三對擠干輥，帶鋼經過擠干輥擠壓，脫掉大部分水，再經過烘干段，將熱風吹向帶鋼，從而達到迅速烘干帶鋼的目的。（3）過熱水被送往平整機段，在平整機段經過換熱器水/空氣換熱器產生烘干需要的熱風。由于連退線平整機采用的濕平整，需要使用平整液，帶鋼經過平整段時表面有大量平整液，需要迅速用熱風烘干，過熱水被用于產生烘干需要的熱風。

4 引進過熱水的意義

4.1 提高熱量轉化率

連退爐的熱效率轉化一般只有20～30%，約有70～80%的熱量散失，在這些散失的熱量中，被煙氣帶走的熱量約占30～35%。過熱水系統的引進正是著眼于廢氣熱量的再利用，提高了連退加熱爐的熱效率，減少了連退加熱爐的燃耗量。

4.2 降低了高溫對廢氣排放設備的影響

加熱段煙氣排放設備長期處于高溫環境下，加速了設備老化。過熱水系統的引進降低了廢氣排放的出口溫度，減少了對管道及膨脹節的損害。連退線有6臺廢氣排放風機，所處的環境溫度很高，而且長期高負荷運行，由于沒有備用電機，一旦電機出現問題勢必影響生產。降低管道溫度是保證電機長期穩定運行的重要手段。

4.3 過熱水得到充分利用

過熱水在連退線清洗段，退火爐烘干段，平整機段都得到了充分利用，不必在為其單獨裝設加熱系統，降低了成本。

5 節能效益分析

連退線正常情況下，終端用戶過熱水進水溫度140℃，出水溫度90℃，連退線過熱水消耗量總為128m3/h，所回收的熱量為：

回收熱量=128×1000×4.2×1000×（140—90）÷4.18 =6430622kcal/h

折算成混合煤氣為：

6430622÷1800= 3572Nm3

煤氣價格按照0.52元/ Nm3進行計算，則利用煙氣余熱回收以后所帶來的年節能效益為：

3572×0.52×24×365=1627萬元

6 結語

市場對冷軋帶鋼需求量的增加，刺激著連續退火爐的不斷建設。在當前嚴峻的鋼鐵行業形勢面前，只有不斷的節能減排，降本增效，才能提高產品的市場競爭力。邯鋼2080mm連續退火爐使用過熱水余熱回收技術，降低了煙氣排放溫度，延長了煙氣排放相關設備的使用壽命，過熱水在連退線多個部位得到應用，使熱能得到充分利用，年節能效益達1627萬元，經濟效益十分可觀，是企業降低成本，節約能源，增強經濟效益的重要途徑。

參考文獻：

[1] 彭起.退火爐高溫煙氣的余熱回收與利用[J].世界金屬導報，2011（23）：1-4.

[2] 王魯，王家真.連續退火爐余熱回收技術應用與節能方案[J].寶鋼技術，2009（2）：70-74.

作者簡介：趙偉（1985—），男，河北深州人，本科，畢業于石家莊鐵道學院，助理工程師，現就職于河北鋼鐵集團邯鋼公司西區冷軋廠連退車間。