张全，陈姗，谢凯，王宝璐

(中南大学能源科学与工程学院，湖南长沙 410083)

韶冶鼓风炉空气脱湿系统分析改进

张全，陈姗，谢凯，王宝璐

(中南大学能源科学与工程学院，湖南长沙 410083)

鼓风脱湿对冶炼生产具有重要的意义，韶关冶炼厂针对鼓风炉增加了脱湿系统，但运行过程中发现该脱湿系统的制冷量不足，影响了脱湿效果。因此，本文结合冶炼厂自身条件，运用厂内余热资源制冷，提出了解决制冷量不足的改进方案。

鼓风炉;空气脱湿;含湿量;余热利用;溴化锂机组

1 前言

鼓风脱湿对冶炼生产来说具有重要的意义，其不仅能稳定炉况，提高入炉干风温度，降低鼓风机功率，还能节约焦炭，降低焦比，并且减少炉内结瘤，使高炉生产顺畅［1］。早在上世纪初，高炉鼓风脱湿技术就有人提出，但由于当时高炉工人操作水平低，这一脱湿技术没有发挥出作用。在现代大量喷煤的高炉上，都已采用鼓风脱湿技术［2］。1985年我国宝钢从日本引进了鼓风脱湿技术，取得了节能方面的显著成效，新余钢铁公司、韶关钢铁公司于近年内也相继采用这一技术，获得了成功的经验［3］。

2 韶关冶炼厂鼓风炉脱湿现状

韶关市地处广东省的北部，属中亚热带湿润型季风气候区，一年四季均受季风影响。地区雨量充沛，年均降雨1400～2400mm，3－8月为雨季，9－12、1－2月为旱季。鼓风气象条件如表1所示。

表1 鼓风气象条件

由上表可看出，韶关地区气候温暖，相对湿度大，如果能有效地降低鼓风中的含湿量，将给冶炼生产带来非常积极的意义。

因此，韶关冶炼厂采用了鼓风脱湿的技术，给鼓风炉增加了脱湿系统，属于冷凝脱湿类型［4］。整个脱湿系统的核心设备是脱湿器和制冷机组。脱湿器本质是热交换器。从冷水冷冻机出来的冷水经冷水泵，进入脱湿器的冷却水与进入脱湿器的空气进行热交换，空气经过降温脱湿后进入鼓风机，而冷水升温后由冷水泵抽走送入冷冻机内，经冷却后再循环使用［5］。所选脱湿器的设计处理空气量为60000m3，换热面积为2200m3。制冷机组是利用厂内多余蒸汽驱动的溴化锂机组，设计制冷量为1163kW，冷水机组出水温度7℃，回水温度12℃。

但目前冶炼厂一系统和二系统鼓风炉的脱湿装置共用的是一台溴化锂制冷机组，造成冷量不足，使脱湿器出口空温偏高，脱湿效果没有达到预期。下表是实测的一组脱湿参数。

表2 脱湿参数

由上表可以看出，脱湿后，出口空温为12℃，空气含湿量减少了21g/m3。干空气比热为1.303kJ/(m3℃)，水蒸气平均汽化潜热为2450.3kJ/kg。故空气脱湿过程中，空气释放显热为:

水分凝结释放的潜热为:

故共需要消耗的冷量为:

设脱湿器换热效率为95%，则冷水机组总制冷量要大于2627.31kW，而目前已有的溴机制冷量仅为1163kW，显然冷量不足。

3 利用余热资源制冷进行鼓风脱湿

根据国标GB/T1028－2000，余热是指以环境温度为基准，被考察体系排出的热载体可释放的热，余热资源是指技术经济分析可利用的余热，有其规定的等级及余热载体下限温度［6］。韶冶存在大量的余热资源，若可以利用起来驱动溴化锂吸收式制冷机组，鼓风脱湿面临制冷量偏小的问题有望得到缓解。下面以二系统热风炉余热为例。

二系统热风炉的排烟温度为280℃，根据国标GB/T1028－2000规定，此余热资源属于二类余热资源，应尽快回收利用，烟气作为余热载体，其下限温度为180℃［7］。二系统热风炉烟气余热计算如表3所示。

表3 二系统热风炉余热测算

而二系统热风炉烟气流量为33851 m3/h，则二系统热风炉余热资源总量为:

而利用这些余热解决脱湿系统冷量不足的方案可有以下两种:

方案一，新增一台蒸汽型溴化锂机组，利用烟气余热锅炉产出蒸汽，再用蒸汽驱动溴化锂机组制冷。这种余热制冷方式首先要通过余热锅炉将烟气余热转化为高温高压的蒸汽，利用厂内四通八达的蒸汽管网，输送到溴化锂制冷机组。新增主要设备为余热锅炉、溴化锂制冷机组。余热锅炉可以采用热管式余热锅炉和低温余热锅炉等形式，溴化锂制冷机组采用蒸汽型双效溴化锂吸收式冷水机组的定型产品，冷水出口温度7℃，进水温度12℃，电耗11kW，制冷量为1396kW(即120×104kcal/h)［8］。

方案二，新增一台直接用高温烟气驱动的溴化锂制冷机组。但此类溴化锂制冷机组还没有定型产品，可借鉴直燃式溴化锂机组，根据现场实际情况联系相关厂家设计生产。机组可以采用三效溴化锂机组，制冷量将达到2350kW(即202×104kcal/h)，制冷量较蒸汽双效溴化锂大幅度提高，但是冷水机组的投资也相应增大，按照每千瓦制冷量0.15万元计算，三效机组设备投资为352万元，而双效机组设备投资为184万元，但双效机组还要相应增加其他设备。两方案的比较结果如表4所示。

表4 二系统热风炉余热资源用于溴机制冷的方案比较

通过对比可知，两方案投资费用相差不大，但方案二的制冷量明显大过方案一，因此，改造原脱湿系统可采用方案二，来解决现有鼓风脱湿系统面临的冷量不足的问题。

4 结论

鼓风脱湿对冶炼生产具有重要的意义，韶关冶炼厂采用了这一技术，但运行过程中发现脱湿系统的制冷量不足，而利用厂内余热资源制冷，增加一台溴机的办法可以解决这一问题，建议采用文中的方案二，即增加一台直接用高温烟气驱动的溴化锂机组。

［1］陈道海，顾厚淳.鼓风脱湿与高炉稳定运行［J］.冶金动力，2008，1:59－61.

［2］王筱留.高炉鼓风脱湿技术［J］.鞍钢技术，2006，3:1－4.

［3］杨永斌.高炉鼓风脱湿技术方案的研究［J］.湖南冶金，2004，32(4):17－20.

［4］张云鹏，张旭，朱丽刚.高炉脱湿鼓风技术的生产应用［J］.江苏冶金，2005，35(5):37－39.

［5］邓航.高炉脱湿鼓风技术及其在马钢的应用与发展［J］.冶金动力，2009，4:62－68.

［6］杨猛，董辉，杜涛.钢铁企业余热吸收制冷［J］.节能，2009，9:39－41.

［7］赵钦新，王宇峰，王学斌，惠世恩，徐通模.我国余热利用现状与技术进展［J］.工业锅炉，2009，5:8－15.

［8］厉绍华.极具推广价值的溴化锂吸收式制冷技术［J］.化工生产与技术，1999，1:39－42.

The Analysis and Improvement of ISP Furnace Air Dehumidifying System in Shao Guan Smelter

ZHANG Quan，CHEN Shan，XIE Kai，WANG Bao－lu

(School of Energy Science and Engineering，Central South University，Changsha，China 410083)

Air dehumidifying technology is of great significance to smelting production.Shao Guan smelter increased a dehumidifying system for the ISP furnace，however，during the operation，it is found that the cool capacity of the system is insufficient，which affect the dehumidifying effect.As a result，we considered the conditions of the smelter，using afterheat resource to solution the problem.

blast furnace;air dehumidifying;moisture content;afterheat resource;Lithium bromide units

TF806.21

B

1009－3842(2011)01－0023－02

2010－11－23

张全(1962－)，男，湖南常德人，教授，从事新能源应用技术的研究开发和利用，E－mail:zhqcs333@163.com