蒸汽預熱是預熱燒結混合料進而強化燒結過程的措施之一，其操作的基本流程如下:鍋爐分汽包~蒸汽~高效汽水分離~控制閥~流量檢測~壓力檢測~蒸汽噴嘴。
基本介紹
- 中文名：蒸汽預熱
- 外文名：Steam preheating
- 學科：熱力學
- 領域：冶金工程
- 套用：預熱燒結混合料
- 作用：強化燒結過程，提高生產效率
簡介,蒸汽預熱工作原理,工藝流程,生產中問題,主要改進措施,國內技術套用實例,
簡介
在燒結生產中，燒結混合料溫是影響燒結生產的重要因素之一。點火前的料溫如過低，水氣就會從料層中冷凝析出，低於露點溫度〔約60-65 ℃)時，就會在下部凝結成水，形成過濕帶。過濕帶的形成和增厚會使料層阻力大幅增加，使料層透氣性變壞，降低垂直燒結速度，從而導致燒結礦產量和質量的波動。因此，為穩定和提高燒結產量和質量，應嚴格控制和提高燒結混合料的溫度。
目前國內燒結生產中，提高混合料溫的方法和途徑有很多，從熱源上講，有採用熱返礦加熱混合料、熱廢氣預熱混合料、熱空氣預熱混合料和蒸汽預熱混合料等。從預熱位置上講，又有在混合筒前配加熱返礦和生石灰及熱水、混合筒內通蒸汽和混合筒後部加熱等不同。
蒸汽預熱工作原理
蒸汽預熱裝置一般由截止閥、疏水閥、汽液分離器、電動調節閥、節流流量裝置、強力燕汽噴頭及連線管路組成。來自豎爐的餘熱蒸汽先經過汽液分離器除去其中的水分後，經電動調節閥、流量計和分布在機頭布料緩衝礦槽內的強力蒸汽噴頭，將蒸汽射人礦槽內，噴頭分兩排相對布置，對混合了進行預熱操作，整個裝置的工作要求蒸汽壓力一般約0. 3MPa。
工藝流程
蒸汽預熱操作的簡易工藝流程為: 蒸汽~汽液分離器~流量計~壓力表~調節閥~貯礦槽強力噴頭，蒸汽先經過汽液分離器除去其中的水分後，經流量計、壓力表、調節閥，再到分布在貯礦槽周圍和中心的強力噴頭，將蒸汽射人貯礦槽內。
生產中問題
由於實際生產的受熱交換和運輸環節及天氣等中間過程的影響，普遍存在初始料溫偏低和熱量散失較大的問題，預熱效果並不理想，這也是預熱技術不能普及和沒有較大突破的主要原因。
主要改進措施
一、最佳化設計參數，改善加熱質量
從熱工原理上講，燒結混合料蒸汽預熱裝置是一種豎式移動散料床的逆流式氣固熱交換設備，該裝置中的供熱主體是蒸汽噴嘴。因此，蒸汽噴嘴的參數及設計直接關係著預熱效果的好壞。為減少散熱和工藝本身的限制，設計將預熱裝置安裝在混合料礦槽的中間位置，此處空間小、料流速度快，蒸汽與混合料接觸時間短，如蒸汽噴嘴的結構參數和安裝參數設計不準確，則無法滿足正常預熱的需要。根據熱工設備的工作特性，合理的結構參數是特定的產量和合理的操作參數相對應的，即產量、蒸汽量和蒸汽噴嘴的結構、數量、噴出速度及安裝方法存在特定的對應關係。對於本裝置中汽固兩相間的熱交換過程來說，主要取決於噴嘴的數量和蒸汽的噴出速度，而當產量一定和蒸汽量也相對一定時，則蒸汽的噴出速度又是由噴嘴的喉口尺寸決定的。根據實際生產情況，按產量220t/h為計算依據，通過計算確定蒸汽噴出速度在亞音速工作段，並參照此設計了新的蒸汽噴嘴。新噴嘴不僅供熱量大、噴射角度廣，而且還防堵、防鏽，更換方便。通過最佳化結構參數和增加噴嘴數量以及採取錯排密布的安裝方式，使加熱介質的分配和供入都更加合理。在噴嘴布局上減少了間隔，基本消除了加熱盲區，加大了換熱區域，改善了加熱質量。
二、兩次加熱，強化熱交換
通過測試和總結，發現在原有的預熱過程中，混合料與加熱蒸汽間的接觸時間太短，熱交換不充分，混合料大多還來不及被加熱其預熱過程就已結束了。所以料溫偏低，效果不好。據此，將原來的1次加熱過程改進為兩次加熱，即在第1次加熱結束後立即進行第2次加熱，強化換熱，使混合料在第1次加熱的基礎上又迅速進入到第2次加熱段，料溫得以大幅提高。
三、縮短運輸距離，減少散熱損失
選擇在離點火器最近的混合礦料槽為加熱點，使混合料預熱後立刻布到台車上並進入到點火爐內點火，最大限度減少了運輸過程中的散熱損失。
四、高效脫水，嚴控料內水量
根據工藝要求，應嚴格限制燒結料的含水量。而蒸汽本身經幾百米的遠距離輸送後會產生部分冷凝水，如不將這部分水去除，混合料的水分將大量增加。所以專門採取了兩項措施控制水分，一是在蒸汽管路上安裝疏水器，以去除沿途產生的冷凝水;二是在預熱器前專門設計高效低阻的脫水裝置，採用離心、絲網和重力等多種方法以儘可能脫去蒸汽中的殘留水分，嚴格控制了混合料內的水分不因蒸汽帶入而增加。
國內技術套用實例
比萊鋼廠採用蒸汽預熱提高燒結機生產率
燒結機的生產能力因冷燒結混合桿燒結時下層水蒸汽的再冷凝而減少。採用燒結混合桿預熱工藝後，由於預熱的混合料溫度高於露點溫度，從而抑制了水蒸汽的再冷凝。
比菜(BHILAI)鋼廠第二燒結廠的蒸汽預熱系統裝在圓筒造球機之前的混合料槽內。通過工業性試驗，研究了燒結混合料溫度對粒化程度、燒結機速度和燒結礦質量的影響。在燒結混合料溫度提高到52℃時，拉化率提高了5. 0%，燒結機的平均生產率提高了4.0%，單位固體燃料消耗降低了5.0%，燒結礦落下強度提高了2.0%。當粉礦(-1毫米粒級)的含量和單位生石灰消耗都較高時，預熱的效果尤為顯著。
