電爐煙氣余熱回收技術(shù)

電爐第四孔的爐氣，經(jīng)爐蓋彎管和移動彎管煙道之間的間隙，進(jìn)入移動彎管煙道，同時抽入一定量的爐外空氣，以燃燼爐氣中的CO等可燃?xì)怏w形成高溫?zé)煔猓邷責(zé)煔庖来谓?jīng)過沉降室、汽化煙道、余熱鍋爐及節(jié)能器生產(chǎn)一定壓力的蒸汽供生產(chǎn)生活使用，同時經(jīng)余熱利用系統(tǒng)后的煙氣溫度降到約250℃，與來自大密閉罩及屋頂除塵罩溫度為6O℃的二次廢氣相混合，混合后的廢氣溫度低于130℃，進(jìn)除塵器凈化，并經(jīng)風(fēng)機(jī)排往大氣。

目前，電爐煙氣余熱利用已經(jīng)實現(xiàn)了汽化冷卻產(chǎn)生蒸汽供鋼鐵廠生產(chǎn)生活使用，這樣可大大降低除塵系統(tǒng)運行的電耗，降低煉鋼成本，是電爐煙氣冷卻除塵的最佳工藝方向。但國內(nèi)電爐煙氣冷卻除塵處理還一直停留在水冷方式上，在生產(chǎn)蒸汽方面尚無成熟的技術(shù)。

鋼鐵工業(yè)是環(huán)境污染、能源消耗大戶，煙氣除塵、余熱回收利用是鋼鐵工業(yè)保護(hù)環(huán)境 、 節(jié)約能源的對策之一。電爐在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量含塵、CO的高溫?zé)煔猓骄繃嶄摦a(chǎn)生的煙塵量為18-20kg，隨煙氣帶走的熱量約150M .嚴(yán)重浪費能源、污染環(huán)境。隨著電爐技術(shù)迅速、全面的發(fā)展，其煙氣余熱回收利用及除塵技術(shù)也得到了發(fā)展。中國鋼鐵工業(yè)能耗總量占全國能耗總量的12%～15%，其中，電爐煉鋼占全國鋼鐵產(chǎn)量的10%（2009年）。電爐煉鋼過程中會產(chǎn)生大量的高溫含塵煙氣（約1000～1400℃），煙氣顯熱占電爐煉鋼總能耗的10%以上。目前國內(nèi)對煙氣冷卻方式主要為水冷方式，即冶煉所產(chǎn)生的一次煙氣從其第四孔抽出，經(jīng)水冷彎頭、水冷滑套、燃燒沉降室、水冷煙道冷卻后，再經(jīng)空冷器或噴霧冷卻塔降到約350℃ ，最后與來自大密閉罩及屋頂除塵罩溫度為60℃的二次廢氣相混合，混合后的廢氣溫度低于130℃，進(jìn)除塵器凈化，并經(jīng)風(fēng)機(jī)排往大氣。該方式實現(xiàn)了煙氣降溫除塵的目的，缺點是：一方面消耗大量的電能和水，另一方面大量高溫?zé)煔獾臒崃繘]有得到回收利用。

根據(jù)系統(tǒng)所處工況的不同，工藝系統(tǒng)可分別采用低壓強(qiáng)制循環(huán)汽化冷卻系統(tǒng)、中壓強(qiáng)制循環(huán)汽化冷卻系統(tǒng)、 煙氣余熱回收中壓自然循環(huán)汽化冷卻系統(tǒng)及直流系統(tǒng)，最大限度回收煙氣余熱，同時綜合考慮系統(tǒng)安全可靠、經(jīng)濟(jì)運行、延長系統(tǒng)使用壽命及降低投資等因素。余熱鍋爐設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)為：合理的煙氣量、汽化冷卻方式和強(qiáng)制循環(huán)倍率的選擇，受熱面的形式選擇及對煙氣中的粉塵適應(yīng)性（含耐磨性和粘結(jié)性），合理的煙道流速選擇。

技術(shù)指標(biāo)：

1）回收蒸汽量：140～200kg/噸鋼；

2）余熱利用系統(tǒng)排煙溫度：≤250℃。

又稱埋弧電爐或礦熱電爐，采取電極插入爐料的埋采用敞口固定式電爐（圖1a鐵合金還原電爐），隨著環(huán)境保護(hù)要求的提高和余熱利用技術(shù)的進(jìn)展，對不同產(chǎn)品分別采用封閉式電爐（圖1b鐵合金還原電爐）或矮煙罩、半封閉式電爐（圖1c鐵合金還原電爐）。爐體旋轉(zhuǎn)可以消除懸料、減少結(jié)殼“刺火”使布料均勻、反應(yīng)區(qū)擴(kuò)大，以利爐況順行。電爐容量（在鐵合金生產(chǎn)中指電爐變壓器容量,按千伏安計,用以標(biāo)志電爐能力）在50年代以前一般從幾百至一萬千伏安左右，后來逐漸向大型化發(fā)展。70年代新建電爐一般為20000～40000千伏安,最大的封閉式電爐達(dá)75000千伏安，最大的半封閉爐達(dá)96000千伏安。

現(xiàn)代鐵合金電爐一般為圓形爐體，配備三根電極。大型錳鐵電爐有采用矩形多電極的。大型硅鐵電爐有些裝備旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，爐體以30～180小時旋轉(zhuǎn)360°的速度沿水平方向旋轉(zhuǎn)或往復(fù)擺動。封閉電爐設(shè)置密封的爐蓋，半封閉電爐在煙罩下設(shè)有可調(diào)節(jié)開啟度的操作門，以控制抽入空氣量和煙氣溫度。

電極系統(tǒng)廣泛采用連續(xù)自焙電極，最大的直徑可達(dá)2000毫米，有的還做成中空式。連續(xù)自焙電極由薄鋼板電極殼和電極糊組成，在運行中電極糊利用電流通過時產(chǎn)生的熱量和爐熱的傳導(dǎo)輻射自行焙燒。隨著電極的消耗，電極殼要相應(yīng)逐節(jié)焊接，并向殼內(nèi)充填電極糊。電極把持器由接觸頰板（導(dǎo)電銅瓦）、銅管和把持環(huán)等構(gòu)件組成，它的作用是將電流輸向電極，并將電極夾持在一定的高度上，還可以調(diào)節(jié)電極糊的燒結(jié)狀態(tài)。電極升降和壓放裝置吊掛著整根電極，用以調(diào)整電極插入深度。

從變壓器低壓側(cè)到電極把持器的饋電線路通稱短網(wǎng)，是一段大截面的導(dǎo)體，用以輸送大電流至爐內(nèi)。大型電爐變壓器的二次繞組多數(shù)通過短網(wǎng)在電極上完成三角形接線。整個網(wǎng)路由硬母線束、軟母線束和銅管組成。

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電爐優(yōu)點

1） 與燃料爐相比容易得到高溫。

2） 可從材料內(nèi)部加熱使其升溫。

3） 便于在可控氣氛爐和真空爐中使用。

4） 電爐沒有燃料爐的排煙熱損失，所以熱效率高。

5） 容易控制溫度，便于遙控、細(xì)調(diào)。

6） 能進(jìn)行快速加熱。

7） 操作性能好，不污染環(huán)境。

電爐缺點

1） 需要增加配電設(shè)備費用。

2） 電力成本高。

3） 電阻加熱溫度超過1000℃時，耐火材料有可能導(dǎo)電，需要注意絕緣問題。