臥式烘干裝置熱風回收改造利用實踐

張大寶 龔志強 唐光進

（河鋼集團衡水板業有限公司,河北 衡水053400）

目前，生產冷軋薄板的酸洗、脫脂等機組在對帶鋼清洗后，都設有使用蒸汽進行交換的熱烘干裝置對帶鋼烘干，防止帶鋼表面生銹。熱烘干箱作為機組中一個重要的在線設備，當空氣在鼓風機作用下經過熱交換器加熱后吹掃至帶鋼表面，使用后的熱風會順著烘干箱出入口的縫隙往外擴散直接排廢，沒有回收利用，導致大量熱量的浪費。針對此情況，河鋼衡板公司對一條臥式脫脂機組的熱烘干裝置上，在原設備的基礎上改造了一套熱風回收利用裝置，蒸汽使用量減少了15.7KG/噸鋼，年節約成本47.1 萬元。此烘干裝置的熱風回收利用裝置改造成功所取得的效果，立即在其他的三條機組得到推廣使用。

1 臥式烘干裝置工作原理

臥式烘干裝置設備構成主要包括離心風機、手動風量調節閥、熱交換器、熱烘干箱體、熱風分配器、上下風刀、電動蒸汽調節閥和溫度檢測計等。烘干裝置的設備組成如圖1 所示。

圖1 改造前熱烘干裝置示意圖

其工作原理是通過離心風機的鼓風作業，產生帶壓的大流量空氣通過熱交換器加熱，熱風通過分配器分配至均勻安裝在烘干箱體內的8 組上風刀和下風刀，每個風刀有2.5mm 的開口縫隙供熱風通過對帶鋼的上下表面進行吹掃烘干，所布置的風刀吹掃熱風的方向逆著帶鋼的運行方向。熱交換器的出口管道上安裝有溫度檢測計，與PID 調節的電動蒸汽調節閥實現閉環控制。使用時，熱交換器的出口管道熱風溫度設定為95℃，通過溫度檢測計的檢測反饋給電動蒸汽調節閥進行調整，使熱風溫度達到穩定狀態。

2 原臥式烘干裝置存在的問題

2.1 因熱烘干箱體的出入口，分別留有10cm 左右的縫隙供帶鋼穿過，熱烘干箱內上下風刀吹掃后的熱風，通過熱烘干箱體的出入口兩端的縫隙往外擴散。經測量，擴散出來的熱風溫度達到62℃左右，風壓達到12KPa，熱風沒有回收，造成大量的能源浪費。

2.2 烘干帶鋼所需的風量大小無法檢測，操作人員只能憑借經驗通過調整手動風量調節閥來控制風量的大小，造成生產工藝、成本消耗的不穩定性。對手動風量調節閥調整在不同位置各使用一個星期，統計出風量變化與蒸汽消耗量情況如表1 所示。

表1 不同風量下蒸汽消耗情況

由表1 看出，風量的變化對蒸汽的消耗影響很大。經統計，正常生產情況下脫脂機組的綜合蒸汽消耗量為162.5 Kg/ 噸鋼。

3 熱烘干裝置改造方案

3.1 對熱烘干箱體的改造

增加烘干箱體體積，加大對熱風的容納量。原熱烘干箱是一個由2mm 厚的鋼板焊接的4.7*1.8*0.75 的長方體箱體，和由4根1.5 米長的槽鋼支柱組成，長方體箱體焊接在立柱的上半部分，這樣組成的熱烘干箱體的實際有效使用體積為4.7*1.8*0.75m3，下半部分立柱支撐內沒有封閉而空置無法使用。根據此情況，可以對原烘干箱體進一步改造，使箱體的下半部分也利用起來，增加烘干箱體的使用體積。具體實施方案為：去除原烘干箱體的下箱板，利用4 根槽鋼立柱作為支撐，在原烘干箱體的前、后、左、右、下五個方向重新焊接2mm 厚的鋼板，使之成為一個新的烘干箱體，這樣新烘干箱體的有效使用體積變為4.7*1.8*1.5 m3，體積變為原烘干箱體的2 倍。

3.2 增加風量檢測計并更換手動風量調節閥

圖2 改造后熱風回收利用裝置示意圖

風量是烘干帶鋼的一個重要工藝參數，使用過程中控制好風量可提高風機的運行效率，也可保證風機的運行安全[1]。根據生產需求對風量進行控制，也能起到降本增效的效果。由于原烘干裝置沒有流量檢測計，無法檢測風量的大小，所以需要安裝一套風量檢測計[2]，并更換能與風量檢測計實現閉環控制的電動風量調節閥。在熱交換器入口管道上，焊接安裝一套風量檢測計，并與PID 調節的電動風量調節閥進行閉環控制[3]，在控制器上設定好風量值，通過風量檢測計的檢測反饋給電動風量調節閥進行調整，保證風量的穩定狀態。

3.3 增加熱風回收管道

熱烘干箱體內的熱風，需要引致離心風機的入口端，才能讓熱風循環使用。其改造方案為：使用2mm 后鋼板焊接直徑φ500mm 的圓形熱風回收主管道，主管道的一端焊接至改造后的熱烘干箱體下方的箱板上，主管道的另一端安裝電動風量調節閥。在離心風機的入口端，安裝一條φ350mm 的風機入口管道并與烘干箱體引出的熱風回收主管道并接。在離心風機工作時，風機入口的大部分風量是通過熱風回收管道從烘干箱內提供，其他的一小部分風量通過電動風量調節閥的調節來滿足生產所需。熱風回收改造后，烘干裝置的設備組成如圖2 所示。

4 使用效果

改造后的熱烘干裝置熱風回收利用裝置，在脫脂機組得到正常使用。經過一年的正常使用后統計脫脂機組的綜合蒸汽消耗量為149.3Kg/噸鋼，相比改造前節約蒸汽量15.7Kg/噸鋼，按照脫脂機組的年產能12 萬噸，蒸汽成本250 元/噸來計算，年節約成本47.1 萬元。此烘干裝置的熱風回收利用裝置改造成功，投資少，效益顯著，衡板公司立即在其他的三條脫脂機組進行推廣使用，為企業的降本增效又增進一個強有力的措施。