烧结料蒸汽预热技术及应用
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严 控料 内水分 。 蒸汽 预热 系统 的基本 流程如 下 ：锅炉 分汽包一
收 稿 日期 ：０ ８ ０ — １ ２ ０ — ３ ３
过优化结构参数和增加喷嘴数量以及采取错排密布 的安 装方式 ，使加热介质 的分 配和供入都更 加合理 。
在喷嘴布局上减少 了间隔 ，基本消 除了加 热盲 区 ， 加 大 了换热 区域 ， 了加 热质量 。 改善
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第３ ０巷 第 ３期
２０ ０ ８年 ６月
山 东 冶 金
ｔｌ ｇ ｕ Ｓ ａ ｄ ｎ Ｍｅａｌ ｒ ｙ ｈｎ ｏｇ
Ｖｏ．０． ． １３ Ｎｏ３
Ｊ ｅ ０８ ｕｎ ２ ｏ
・
节能减排 ・
烧 料 蒸 汽 预 热 技 术及 应 用
１ 前
言
蒸汽一 高效汽水 分离一 控制 阀一 流量 检测一压 力检 测一 蒸汽喷 嘴 。主 要参数 ： ＋ 脱水 效率 ９％ ～９％； ７ ９ 蒸
汽 用量 ３５— ．ｔ ； ． ４５ ／ 蒸汽 压力 ０５— ． ＭＰ ； 汽温 ｈ ． ０６ ａ 蒸
在烧结生产中，烧结混合料温是影响烧结生产 的重要因素之一。 点火前 的料温如过低 ， 水气就会从 料层 中冷 凝析 出 ， 于露点 温 度 （ ６ 低 约 Ｏ一６ ） ， ５℃ 时 就会在下部凝结成水 ， 形成过湿带。 过湿带的形成和 增厚会使 料层 阻力大 幅增加 ， 料层透 气性 变坏 ， 使 降 低垂直 烧结速 度 ，从而 导致烧 结矿 产量 和质量 的波 动。因此， 为稳定和提高烧结产量和质量 ， 应严格控 制和提高烧结混合料的温度。 目前国内烧结生产中，提高混合料温的方法和 途径有很多 ，从热源上讲 ，有采用热返矿加热混合 料、 热废气预热混合料 、 热空气预热混合料和蒸汽预 热混合料等。 从预热位置上讲 ， 又有在混合筒前配加 热返矿和生石灰及热水、混合筒内通蒸汽和混合筒 后部加 热等不 同 。 由于受 热交换 和运输 环节及天 气 等中间过程的影响，普遍存在初始料温偏低和热量 散失 较大 的问题 ， 预热效果并 不 理想 ， 也是预 热技 这
响。应用 表明 ， 系统运行稳定 ， 预热 料层厚度增加了 ６ 一 ０ ｍ， ｏ ７ ａ 固体燃耗平均下降 了 １ — ．ｋ ｔ ． ２ ｇ。 ８ ０ 关键词 ： 烧结混合 料； 汽预热 ； 蒸 稳定汽源 ； 两次加热
中图分类号 ：Ｆ ４ ． Ｔ ０ ６４ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ：０ ４－６ ０２ ０ ）３－０ ６ ０ １０ － ２ （０ ８ ０ － １． ２ ４ ０ －
术 不能普及 和没有较大 突破 的主要原 因。
度 ２０℃ ； ０ 平均料 温 ７ Ｏ℃以上 。 ２１ 并联 锅炉 。 定热源 ． 稳
经计算 ，、 号机现有的 ２ ６／ 余热锅炉， ２３ 台 ｔ ｈ 如 仅用于混合料加热 ，单台产汽量足以满足混合料预
热 的需 要量 ，但 由于该锅炉 蒸汽还 要部分 用于其 他
唐 贤军 ， 谢福利 ， 秦大 刚 ， 尹雄峰 ， 窦宝芬
（ 济南钢铁集 团有限责任公 司， 山东 济南 ２００ ５１１）
摘 要 ： 为改善料层透气性 ， 利用蒸汽对烧结混合 料进行 预热 。 该技术采用 ２台锅 炉并联 的方式稳定热源 ， 通过优化结构参
数、 两次加热 、 增加喷嘴数量及采取错排 密布的安装方式 ， 改善 了加热质量 ， 通过 高效脱 水 ， 并 控制蒸 汽对混 合料水分的影
需要和冬季厂区供暖 ， 蒸汽量有时不足并存在季节 性 波动 ，这 种波动 直接影 响 了蒸 汽预热 的工艺稳定
性 。为此 ， 采取 了将 ２台余 热锅 炉并联 的措施 ， 以平 衡 用汽量 ， 消化波动 ， 稳定热源 。 同时 ， 最大 限度地 回
收利用锅炉蒸汽余热 ， 节能效果明显。 ２２ 优化设计 参数 。 加热质量 ． 改善 从热工原理上讲 ， 烧结混合料蒸汽预热装置是一 种竖式移动散料床的逆流式气固热交换设备 ， 该装置 中的供热主体是蒸汽喷嘴。因此 ， 蒸汽喷嘴的参数及 设 计直接关系着预热效果 的好坏 。 为减少散热 和工艺 本身的限制 ， 设计将预热装置安装在混合料矿槽的中 间位置 ， 此处空 间小 、 料流速度快 ， 蒸汽与混合料接触 时间短 ， 如蒸汽喷嘴的结构参数和安装参数设计不准 确， 则无法满足正常预热 的需要 。根据热工设备 的工 作特性 ， 合理的结构参数是与特定的产量和合理的操 作参数相对应 的 ， 即产量 、 汽量 和蒸汽 喷嘴的结构 、 蒸 数量 、 喷出速度及 安装方 法存在特定 的对应关 系。对
２ 改进方案及实施
根据 济钢 第 一烧 结 厂 ３号烧 结机 的具体 情 况 ， 提出了以下改进方案 ：）充分利用济钢第一烧结厂 １ 现有的余 热锅炉 ， 用蒸汽 作为热 源 ， ２３号锅 炉并 将 、
联使用 ， 以减少蒸汽负荷波动带来的影响， 提高系统 工作 的稳 定性 ；） ２设计新 型蒸 汽喷 嘴 ， 优化参 数及 布 置， 改善加 热质 量 ；） 预热过 程 的一 次加热 改为两 ３将 次加热 ，强化蒸汽与混合料间的热交换 ，以提高料 温 ；） 择在离 点火器最 近 的混 合矿 料槽 为加热点 ， ４选 最大限度减少运输过程 中的散热损失 ；） ５ 高效脱水 ，
于本装置 中汽 固两 相间的热交换过程来说 ， 取决 主要 于喷 嘴的数 量和蒸 汽的喷 出速度 ， 当产量 一定和蒸 而 汽量也 相对一定时 ， 则蒸汽 的喷 出速度 又是 由喷 嘴的 喉 口尺寸决定 的。根据现场实际情况 ， 产量 ２０ｔ 按 ２ ／ ｈ 为计算 依据 ， 通过计算确定蒸汽喷 出速 度在亚音速工 作段 ， 照此设 计 了新 的蒸汽喷 嘴。新 喷嘴 不仅供 并参 热量 大 、 喷射角度广 ， 而且还防堵 、 防锈 ， 更换方便 。 通
收 稿 日期 ：０ ８ ０ — １ ２ ０ — ３ ３
过优化结构参数和增加喷嘴数量以及采取错排密布 的安 装方式 ，使加热介质 的分 配和供入都更 加合理 。
在喷嘴布局上减少 了间隔 ，基本消 除了加 热盲 区 ， 加 大 了换热 区域 ， 了加 热质量 。 改善
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第３ ０巷 第 ３期
２０ ０ ８年 ６月
山 东 冶 金
ｔｌ ｇ ｕ Ｓ ａ ｄ ｎ Ｍｅａｌ ｒ ｙ ｈｎ ｏｇ
Ｖｏ．０． ． １３ Ｎｏ３
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节能减排 ・
烧 料 蒸 汽 预 热 技 术及 应 用
１ 前
言
蒸汽一 高效汽水 分离一 控制 阀一 流量 检测一压 力检 测一 蒸汽喷 嘴 。主 要参数 ： ＋ 脱水 效率 ９％ ～９％； ７ ９ 蒸
汽 用量 ３５— ．ｔ ； ． ４５ ／ 蒸汽 压力 ０５— ． ＭＰ ； 汽温 ｈ ． ０６ ａ 蒸
在烧结生产中，烧结混合料温是影响烧结生产 的重要因素之一。 点火前 的料温如过低 ， 水气就会从 料层 中冷 凝析 出 ， 于露点 温 度 （ ６ 低 约 Ｏ一６ ） ， ５℃ 时 就会在下部凝结成水 ， 形成过湿带。 过湿带的形成和 增厚会使 料层 阻力大 幅增加 ， 料层透 气性 变坏 ， 使 降 低垂直 烧结速 度 ，从而 导致烧 结矿 产量 和质量 的波 动。因此， 为稳定和提高烧结产量和质量 ， 应严格控 制和提高烧结混合料的温度。 目前国内烧结生产中，提高混合料温的方法和 途径有很多 ，从热源上讲 ，有采用热返矿加热混合 料、 热废气预热混合料 、 热空气预热混合料和蒸汽预 热混合料等。 从预热位置上讲 ， 又有在混合筒前配加 热返矿和生石灰及热水、混合筒内通蒸汽和混合筒 后部加 热等不 同 。 由于受 热交换 和运输 环节及天 气 等中间过程的影响，普遍存在初始料温偏低和热量 散失 较大 的问题 ， 预热效果并 不 理想 ， 也是预 热技 这
响。应用 表明 ， 系统运行稳定 ， 预热 料层厚度增加了 ６ 一 ０ ｍ， ｏ ７ ａ 固体燃耗平均下降 了 １ — ．ｋ ｔ ． ２ ｇ。 ８ ０ 关键词 ： 烧结混合 料； 汽预热 ； 蒸 稳定汽源 ； 两次加热
中图分类号 ：Ｆ ４ ． Ｔ ０ ６４ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ：０ ４－６ ０２ ０ ）３－０ ６ ０ １０ － ２ （０ ８ ０ － １． ２ ４ ０ －
术 不能普及 和没有较大 突破 的主要原 因。
度 ２０℃ ； ０ 平均料 温 ７ Ｏ℃以上 。 ２１ 并联 锅炉 。 定热源 ． 稳
经计算 ，、 号机现有的 ２ ６／ 余热锅炉， ２３ 台 ｔ ｈ 如 仅用于混合料加热 ，单台产汽量足以满足混合料预
热 的需 要量 ，但 由于该锅炉 蒸汽还 要部分 用于其 他
唐 贤军 ， 谢福利 ， 秦大 刚 ， 尹雄峰 ， 窦宝芬
（ 济南钢铁集 团有限责任公 司， 山东 济南 ２００ ５１１）
摘 要 ： 为改善料层透气性 ， 利用蒸汽对烧结混合 料进行 预热 。 该技术采用 ２台锅 炉并联 的方式稳定热源 ， 通过优化结构参
数、 两次加热 、 增加喷嘴数量及采取错排 密布的安装方式 ， 改善 了加热质量 ， 通过 高效脱 水 ， 并 控制蒸 汽对混 合料水分的影
需要和冬季厂区供暖 ， 蒸汽量有时不足并存在季节 性 波动 ，这 种波动 直接影 响 了蒸 汽预热 的工艺稳定
性 。为此 ， 采取 了将 ２台余 热锅 炉并联 的措施 ， 以平 衡 用汽量 ， 消化波动 ， 稳定热源 。 同时 ， 最大 限度地 回
收利用锅炉蒸汽余热 ， 节能效果明显。 ２２ 优化设计 参数 。 加热质量 ． 改善 从热工原理上讲 ， 烧结混合料蒸汽预热装置是一 种竖式移动散料床的逆流式气固热交换设备 ， 该装置 中的供热主体是蒸汽喷嘴。因此 ， 蒸汽喷嘴的参数及 设 计直接关系着预热效果 的好坏 。 为减少散热 和工艺 本身的限制 ， 设计将预热装置安装在混合料矿槽的中 间位置 ， 此处空 间小 、 料流速度快 ， 蒸汽与混合料接触 时间短 ， 如蒸汽喷嘴的结构参数和安装参数设计不准 确， 则无法满足正常预热 的需要 。根据热工设备 的工 作特性 ， 合理的结构参数是与特定的产量和合理的操 作参数相对应 的 ， 即产量 、 汽量 和蒸汽 喷嘴的结构 、 蒸 数量 、 喷出速度及 安装方 法存在特定 的对应关 系。对
２ 改进方案及实施
根据 济钢 第 一烧 结 厂 ３号烧 结机 的具体 情 况 ， 提出了以下改进方案 ：）充分利用济钢第一烧结厂 １ 现有的余 热锅炉 ， 用蒸汽 作为热 源 ， ２３号锅 炉并 将 、
联使用 ， 以减少蒸汽负荷波动带来的影响， 提高系统 工作 的稳 定性 ；） ２设计新 型蒸 汽喷 嘴 ， 优化参 数及 布 置， 改善加 热质 量 ；） 预热过 程 的一 次加热 改为两 ３将 次加热 ，强化蒸汽与混合料间的热交换 ，以提高料 温 ；） 择在离 点火器最 近 的混 合矿 料槽 为加热点 ， ４选 最大限度减少运输过程 中的散热损失 ；） ５ 高效脱水 ，
于本装置 中汽 固两 相间的热交换过程来说 ， 取决 主要 于喷 嘴的数 量和蒸 汽的喷 出速度 ， 当产量 一定和蒸 而 汽量也 相对一定时 ， 则蒸汽 的喷 出速度 又是 由喷 嘴的 喉 口尺寸决定 的。根据现场实际情况 ， 产量 ２０ｔ 按 ２ ／ ｈ 为计算 依据 ， 通过计算确定蒸汽喷 出速 度在亚音速工 作段 ， 照此设 计 了新 的蒸汽喷 嘴。新 喷嘴 不仅供 并参 热量 大 、 喷射角度广 ， 而且还防堵 、 防锈 ， 更换方便 。 通
