[实用新型]一种高炉热风炉烟气/煤气/空气双预热器

说明书

本实用新型提供的一种高炉热风炉烟气/煤气/空气双预热器，包括烟气换热器、空气换热器、煤气换热器、第一换热管、第二换热管、第三换热管；所述第一换热管、第二换热管、第三换热管的结构相同，分别包括一组平行设置的直管和弯管，且相邻直管通过弯管连接；所述第二换热管、第三换热管并联后，两端分别与第一换热管的两端连接，所述第一换热管的进口管道上或出口管道上设有热媒泵；第一换热管、第二换热管、第三换热管内使用导热油作为热媒。该双预热器耐高温、无泄漏、性能稳定，寿命长，投资低，布置灵活，智能控制。

技术领域

本实用新型属于锅炉设备领域，特别涉及一种高炉热风炉烟气/煤气/空气双预热器。

背景技术

目前，国内的高炉热风炉烟气/煤气/空气双预热器、或者是烟气/空气单预热器、烟气/煤气单预热器均采用以热管作为传热元件的热管式换热器。热管式换热器具有一定的优点，如流体流动阻力小、热侧和冷侧都可以加翅片扩展传热面等。但是，热管元件的材质一般均采用碳钢，热管内的工作介质采用水，这样做成的传热元件就是水-碳钢热管，在工程上使用极为普遍。在高温条件下，碳钢中的铁Fe和水会发生化学反应，生成Fe₃O₄、Fe₂O₃，同时释放出氢气。

3Fe+4H₂O＝Fe₃O₄+4H₂↑

4Fe+6H₂O＝2Fe₂O₃+3H₂↑

为了避免热管内表面发生上述反应，在制作时需要对热管的元件进行钝化处理。然而，在钝化的薄弱处、无法钝化的焊缝处仍会发生上述反应，无法从根本上杜绝热管内产生氢气的现象，氢气的不断产生使热管内的真空度不断下降，换热效率逐年递减；同时，热管在制作时不能达到绝对真空，氢气和空气占据了热管冷凝段内一定的长度，主要表现在排烟温度逐年升高，煤气和空气的出口温度逐年下降。

据文献报道，一般热管性能下降的趋势表现为使得空气、煤气的预热温度每年下降5～10℃左右，也就是烟气的排放温度每年升高5～10℃左右。热管换热器的正常使用寿命为～5年。当5年以后，空气、煤气的温升比最初下降最多达～50℃，烟气的降温幅度也近似下降～50℃。如对于5500m³高炉，热风炉的烟气量为～490000Nm³/h，50℃温降的热量大约有21590kW，相当于多燃烧了高炉煤气～19820Nm³/h(按照高炉煤气热值～938kCal/Nm³)；如果采用高炉煤气燃烧产蒸汽发电，通常发电效率为～33％，则此部分热量相当于每小时损失高品位的电能约7125kW。另外，从高炉炼铁的效率方面考虑，据文献报道，热风风温降低100℃，炼铁的焦比增加20kg/吨铁，5500m³高炉的风量一般为61.4×10⁴Nm³/h，因此，热风炉烟气排放温度增加50℃，可近似认为高炉热风的温度下降～40℃，以每天炼铁量13000吨计算，则每天增加焦炭耗量～104吨。

由上述效能分析可知，热管式空气、煤气预热器换热效率的下降，给整个高炉炼铁工艺会带来巨大的经济损失。

高炉煤气的硫化物组成为H₂S、COS、CS₂、噻吩、硫醇，折合成SO₂含量为～50mg/Nm³，湿法除尘后的高炉煤气含水率为饱和状态，同时含有～30g/Nm3的机械水(液态)、及一定的Cl^-。而由高炉煤气燃烧产生的烟气成分相对稳定，其含水量～4.5％，由高炉煤气中硫化物燃烧后带来的SO₂含量～30mg/Nm³，根据苏联锅炉烟气露点温度计算公式：