板式換熱器在中小高爐爐體冷卻中的應用

發(fā)布時間：2010-1-7 瀏覽：2965

      1前言

　　國內中小高爐爐體軟水冷卻大多采用冷器，由于空冷器以空氣為冷媒，受季節(jié)影響大，進高爐軟水溫度隨季節(jié)變化而波動。在夏天時最高進高爐水溫達到70℃以上，遠高丁最佳供水溫度35～40℃�？绽淦鞴苁�易腐蝕、漏水，而對腐蝕管束采用“盲死”措施后，空冷器換熱面積減少，更使進入高爐的軟水溫度升高。隨著煉鐵工藝的完善及高爐利用系數的提高，空冷器冷卻能力不足的矛盾日益突出，已嚴重影響高爐的安全高產和使用壽命.

　　2板式換熱器的選用

　　2.1板式換熱器的特點

　　板式換熱器是以波紋板為傳熱面的新型、高效換熱器，具有以下特點：

　　(1)傳熱系數高。由于波紋板片相互倒置，在流道中形成網狀觸點，流道交叉變化，流體方向多變，在臨界雷諾數約為200時就能達到湍流，使膜傳導系數大大提高，增強了傳熱。

表1板式換熱器選型計算

　　(2)體積小，占地面積小，重量輕，特別適用于空間有限的場合。板式換熱器結構緊湊，體積小，占地面積漢為列管換熱器的l／5～1／10。

　　(3)組裝靈活，拆裝清洗方便。

　　2 2板式換熱器的型式

　　由于中小高爐爐體冷卻軟水系統的特點為大流量、小溫差，由此決定了板式換熱器的結構特點為矮胖型，即寬高比較大。這樣的結構，既保證了，良好的換熱效果，又可使壓力損失降到最小。

　　2 3板式換熱器技術參數

　　2、3.1板式換熱器數量根據中小高爐的特點，其爐體冷卻軟水系統采用板式換熱器的數量宜為3臺并聯，每臺流量為最大流量的5O%，正常運行開二備一。

　　2.3.2流量根據水在冷卻壁的合理流速，并重點考慮高爐后期內壁耐熱層減薄、傳熱量急劇增加的情況，按后期最大傳熱量來確定軟化水流量。

　　2.3.3軟化水進出換熱器溫度根據現有高爐軟水供應的經驗，軟水供應溫度在3 5～40℃之間時，對高爐穩(wěn)產高產、安全生產最有利，同時考慮到夏季冷媒水及冷卻塔的冷卻能力，軟化水進高爐溫度在夏季最不利工況時宜小于40℃，軟化水出高爐溫度宜小于4 5℃，即軟化水進換熱器溫度宜為4 5℃，出換熱器溫度宜為40℃。

　　2.3.4換熱器軟水側壓力損失

　　由于軟水系統除停開空冷器、并入板武換熱器外，其它部分不變，因此，板式換熱器軟水側壓力損失須小于原有空冷器軟水側壓力損失。原有空冷器軟水側壓力損失小于0.05MPa，因此板式換熱器軟水側壓力損失必須小于’0.05M Pa。

　　 2.3、5換熱器板片材質板式換熱器板片材質基本上采用不銹鋼、鈦合金兩

　　種。由于鈦材料價格為不銹鋼的4～6倍，且高爐冷卻系統板式換熱器板片材質采用不銹鋼即可滿足要求，為此板式換熱器板片材質選用不銹鋼。

　　2.3.6換熱器板片厚度換熱器板片厚度與傳熱系數成反比關系，板片厚度越小，傳熱效果越好，但同時也容易腐蝕泄漏。現國內板式換熱器板片厚度一股為0.5～1.0mm，考慮到廠家制造工藝、現場操作水平及腐蝕、除垢等因素，換熱器板片厚度宜選擇0.7～0.9ram。

　　2.3.7密封墊材質考慮現場實際情況及板式換熱器工作溫度、軟化水成分等諸多因素，密封墊材質宜選用三元乙丙橡膠。

　　2.3.8換熱器正常工作壓力根據軟水系統閉路循環(huán)的特點，換熱器正常工作壓力最小值應為軟水系統循環(huán)水泵出口壓力與高爐高位膨脹水箱水位高度之和。

　　2.3.9冷卻水進、出換熱器溫度根據夏季冷卻水供水溫度及冷卻塔工作能力，冷卻水進換熱器溫度宜小于32℃，出換熱器溫度宜小于3 7℃。

　　2.3.10進出口管徑進出口管徑的大小以介質在管道內的流動速度小于3m／S為宜來確定，最大流速宜小于4m／s。

　　3.板式換熱器選型計算

　　高爐冷卻系統運行參數、板式換熱器選型及結構參數的確定見表1。

　　4.應用效果

　　高爐在2004年7月用板式換熱器2替代空冷器，經過2年來的運行，效果良好。已在其它高爐上陸續(xù)應用。板式換熱器使用前后高爐進水溫度統計數據對比情況見表2。采用板式換熱器后，在軟水流量及冷卻水均穩(wěn)定在960～1200m／h的情況下，軟化水進高爐溫度全年基本穩(wěn)定在34～39℃之間，遠遠低于在2004年7月份以前采用空冷器的進水溫度。

表2使用空冷器及板式換熱器的高爐進水溫度比較℃

　　5.結語

        高爐爐體冷卻軟水系統采用水--水板式換熱器，可使高爐進水溫度保持在最佳溫度35～40C~fd]，水溫波動小，徹底解決了制約高爐高產、穩(wěn)產、安全生產和影響高爐使用壽命的冷卻能力不足問題，滿足日益提高的高爐冶煉強度要求，延長高爐使用壽命。

　　參考文獻

　　【1】化工機械手冊編輯委員會.化工機械手冊換熱器，1991

　　【2】邱樹林，錢濱江.換熱器原理，結構，設計.上海交通大學出版社.

　　【3】換熱器設計.化工設備設計全書.上�？茖W技術出版社，1988.

　　【4】崔繼哲.化工機器與設備檢修技術.北京：化學工業(yè)出版社，2000.