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卢维强

(临沂钢铁投资集团特钢有限公司)

摘 要 随着烧结生产的精益化管理,烧结生产管理对各生产环节成本控制,效益分析尤为重视。而烧结混匀料的加水温度直接影响制粒机成球,影响烧结矿的质量,因此设计一款经济实用的混合机配水加热系统,是烧结生产迫切需要。

关键词 烧结机 混合机 换热器 石灰

烧结生产时,各种原燃料需混合均匀后进行烧结,烧结原料混合是利用一次混合机混合。混合过程需要在混合机内同步加水,而水温直接影响混合料温及生石灰的硝化,水温越高,混合料温度越高,生石灰反应也更充分。生石灰加水反应生成熟石灰,生石灰的主要成分是Ca(OH)2,生石灰熟化时放出大量的热,体积增大1-2倍,这样有利于混合料成球。生石灰是强化烧结生产最有效的添加剂,不仅可以提高烧结矿的质量,而且也提高了烧结机的生产效率。

1 混合机配水加热系统设计

增加混合机加水水温的方法有多种:有利用烧结环冷机热矿冷却余温加热;有直接向水池冲蒸汽加热;有在水池加蒸汽盘管加热;这些加热的方法总体上来说有的投资大,有的水温提高不明显,并且热量浪费也比较严重;本技术基于以上加热方式方法的优缺点考虑,在原给水管理旁通一路水管,增加换热器,利用蒸汽进行加热。换热管换热效率高,热损失小,换热后的蒸汽并入预热发电蒸汽,从而做到了蒸汽的有效回收利用。另外换热器只对送往混合机的水加热,这样大大减少了加热冷水量,从而提高加热效率;

2 换热器选择

换热器主要有固定板式和列管式换热器。列管式有固定列管式、浮头列管式和U形列管式

固定板式和固定列管式换热器适用于管壁温与壳体壁温不大的工况;浮头列管式和U形列管式换热器适用于温差较大工况;U形列管式换热器每根换热管皆弯成U形,两端分别固定在同一管板上下两区,借助于管箱内的隔板分成进出口两室。此种换热器完全消除了热应力;浮头式换热器管束一端的管板可自由浮动,完全消除了热应力,浮头式换热器的应用较广。

因此从工况温度及成本考虑,本技改选用浮头式列管换热器。

3 浮头式列管换热器设计

确定物理常数

(1)流程介质选择:介质在换热管内流动,其行程称为管程;介质在换热管外流动,其行程称为壳程。考虑到加热介质为饱和蒸汽,冷介质为污水,易结垢;按照换热器流程选择一般经验原则,选择管程介质为水,壳程介质为蒸汽;

冷水按照年平均15℃,加热水按照行业比较高的水平80℃设计。见表1

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4 换热管排列机换热器构造

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5 混合机配水加热系统改造

具体实施方案为:在原给水泵出口加DN100旁通管,旁通管和原来管道各加一DN100闸阀作为切换阀,需要加热水就关掉原系统阀门,开启加热系统阀门,需要冷水关加热系统阀门,开启原系统阀门,具体如图3所示。

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6 结语

蒸汽进入加热器后通过换热管束,对换热管束进行加热,冷水从换热器冷水入口进入换热管束加热,经加热的冷水从换热器热水出口送出,到烧结混合机。水温的控制从两个方面控制,一方面控制加入蒸汽的量,另一方面根据需求控制冷水进入量;通过改造混合机加热水系统,水温可达80℃,从而为烧结原料的混匀制粒及烧结矿的质量提供了有力保障。

7 参考文献

[1] 姚玉英.《化工原理(上册)新版》天津大学出版1999年.

[2] 兰州石油机械研究所编.《换热器(上册)》中国石化出版社出版2013年.

[3] 周艳,李超,隋春杰编著.《热工基础》 化学工业出版社2022年.

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