CN100523227C

CN100523227C - 三级冷却节能型高炉脱湿机

Info

Publication number: CN100523227C
Application number: CNB2007101352703A
Authority: CN
Inventors: 张�林; 朱志平; 王克勇; 刘宇峰; 陈瑞平; 汤昱; 伍中喜; 杨娟; 何小全
Original assignee: NANJING WUZHOU REFRIGERATION GROUP CO Ltd
Current assignee: NANJING WUZHOU REFRIGERATION GROUP CO Ltd
Priority date: 2007-11-15
Filing date: 2007-11-15
Publication date: 2009-08-05
Anticipated expiration: 2027-11-15
Also published as: CN101157960A

Abstract

本发明提供了一种三级冷却节能型高炉脱湿机，它包括第一级冷却器即高效热回收器、脱湿器、吸收式制冷机组、中温螺杆机组、风阀、除雾器、离心风机和冷却塔。其中，脱湿器由第二级冷却器和第三级冷却器组成，第二级冷却器由吸收式制冷机组提供7℃的冷冻水，第三级冷却器由中温螺杆机组提供0℃的冷冻水。本发明在两级冷却高炉脱湿优点的前提下，节省能源20%以上，同时机组运行可靠。

Description

三级冷却节能型高炉脱湿机

技术领域

本发明涉及一种高炉脱湿机，尤其涉及一种采用高效热回收器的三级冷却高炉脱湿机。

背景技术

高炉脱湿机(又称高炉鼓风机)，将进风脱湿处理后，送入高炉，可带来增产、带来效益，已在各大钢厂得到广泛的运用，并均得到论证。在国家节约能源的倡导下，怎么用最少的资源获取最大的收益是每个人、每个企业都考虑的问题，如何减低高炉脱湿机的能耗就是钢厂所要考虑的问题之一。

关于高炉脱湿怎样减低能耗、提高收益的技术，已有许多文章报道。如文献《高炉炼铁的脱湿鼓风》(《冶金动力》2004年第1期)、《韶钢5号高炉脱湿鼓风冶炼试验》(《炼铁》2005年第5期)、《高效节能型脱湿器用于高炉脱湿鼓风前景分析》(《冶金动力》2005第6期)以及《宝钢不锈钢2500m³高炉脱湿装置的使用及效果》(《炼铁》2006年第6期)等。

高炉脱湿机是高炉节能降耗的一项重要措施，其本身的节能降耗尚有很大的挖掘潜力。对高炉脱湿机的主要组成部件一一脱湿器，及高炉脱湿机的结构目前已有研究，并取得了一定的成果。如：

专利号为ZL 200520070056.0的实用新型专利公开了一种高效节能脱湿器，该脱湿器是一管程式换热器，由壳体、翅片、固定管板构成，按行排列的换热器列管是交叉排列的，翅片上设的孔，并紧套在换热管上，翅片是波纹形。

专利号为ZL 200420025578.4的实用新型专利公开了一种脱湿鼓风装置，它包括制冷机组、换热器、排水段和除雾器，该换热器、排水段和除雾器依次连接在一起。换热器的前侧和除雾器的后侧分别有空气入口和空气出口，排水段的底部有排水管。制冷机组外面有下壳体，下壳体的上面有上壳体，换热器、排水段和除雾器安装于该上壳体内。所说的空气入口和空气出口均伸出上壳体之外。换热器和制冷机组间接有载冷剂循环管道，该循环管道上接有水泵和膨胀水箱。

专利号为ZL 200620138156.7的实用新型专利公开了一种新型高炉鼓风除湿装置，它包括极速超导热管换热器和极速超导热管冷却器，前者预冷端的入口为除湿前的湿空气连接端，该预冷端的出口与所述的极速超导热管冷却器的冷却入口连接，该极速超导热管冷却器的冷却出口与所述的极速超导热管换热器的预热端入口连接；所述的极速超导热管冷却器中的低温介质来自溴化锂制冷机组或压缩式制冷机组。

以上除湿设备虽然在一定程度上节省了能源，提高了效率，但是高炉脱湿机的节能尚有很大挖掘空间，其节能研究还有待进一步深入。

某典型的一级冷却高炉脱湿机，在额定风量下的性能测试数据见表1。

表1：一级冷却高炉脱湿机在额定风量下的性能测试数据

其中主机采用中温螺杆机组(因吸收式制冷机组无法提供0℃的冷冻水)，压缩机输入功率为746.48kW，脱湿机总耗电为1007.48kW，单位功率脱湿能力为2.20kg/(h·kW)。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种三级冷却节能型高炉脱湿机，比两级冷却高炉脱湿机节省能源20％以上，同时两级冷却又比普通一级冷却高炉脱湿机节省50％以上的运行成本。

技术方案：为了达到上述的发明目的，本发明所述的三级冷却节能型高炉脱湿机，包括第一级冷却器、脱湿器、吸收式制冷机组、中温螺杆机组、风阀、除雾器、离心风机和冷却塔。其中，脱湿器由第二级冷却器和第三级冷却器组成，第二级冷却器由吸收式制冷机组提供冷冻水，第三级冷却器由中温螺杆机组提供温度低于第二级冷源的冷冻水。

本发明与普通高炉脱湿机的主要不同之处在于：脱湿器分成两级冷却器，并且增设了热回收器。

上述机组的空气流程是：新风先经过空气过滤器除尘，再经过第一级冷却器即高效热回收器初步降温脱湿处理，再经过第二级冷却器脱湿处理，再经过第三级冷却器深度脱湿处理，然后经过高效热回收器升温处理，最后由离心风机将处理后的干空气送进高炉。

工作时，高温高湿的新风与被处理后的低温低湿空气在热回收器中换热，进行初步的降温脱湿处理。热回收器充分利用脱湿后低温空气与进风高温高湿空气进行热量交换，达到对进风初步降温脱湿的目的，由于这一过程不需要额外提供动力，因而达到节能的效果。

第二级冷却器脱湿处理工作时，发生器中溴化锂稀溶液被高温蒸汽加热，溶剂水蒸发，然后经过冷凝器被冷凝成饱和液体，再经过节流装置，成低压的湿蒸气，再进入吸收器中的蒸发器喷淋蒸发；同时溴化锂稀溶液因溶剂的蒸发而变成浓溶液，降压后进入吸收器，浓溶液因吸收蒸发后的水蒸气因变成稀溶液，并由泵输送回发生器，充分利用钢厂废弃的高温蒸汽对稀溶液进行再生。

第三级冷却器深度脱湿处理工作时，低温低压的制冷剂蒸汽被压缩机从蒸发器吸入压缩，压缩机将压缩后的高温高压气体排进油分离器，经过油分离器将制冷剂中的油分离后送入水冷冷凝器，经水冷冷凝器冷凝后进入节能器初步蒸发，再进入蒸发器，最后回到压缩机，完成制冷循环。

有益效果：本发明与现有技术相比，其显著优点是：

1、在继承以往一级冷却高炉脱湿优点的前提下，将脱湿器分为第一级冷却器和第二级冷却器，因此：

(1)名义工况(进风干球温度为35℃，相对湿度为60％)下，机组可减少50％以上的运行成本。

本发明在额定风量时各工况性能测试数据如下表2所示：

表2：两级冷却高炉脱湿机在额定风量下的性能测试数据

其中第一级冷却器主机(吸收式制冷机组)蒸汽耗量为2680kg/h，第二级冷却器主机(中温螺杆机组)压缩机输入功率为219.95kW，脱湿机总耗电为487.45kW，单位功率脱湿能力为4.55kg/(h·kW)。

表2所示数据在h-d图上的过程表示如图1所示。图中W-L为第一级冷却器脱湿过程，L-S为第二级冷却器深度脱湿过程。

(2)本发明一级冷却器由双效型溴化锂吸收式冷水机组提供冷源，二级冷却器由中温螺杆冷水机组提供冷源。一级冷却器的冷冻水温度高于二级冷却器的冷冻液温度，一级冷却器所用制冷机的效率比二级冷却器所用制冷机的效率高，即两级不同温度的冷冻液有利于提高高炉脱湿机单位功率的脱湿能力。

(3)本发明一级冷却器所需冷源利用钢厂排出的废弃高温高压蒸汽进行溶液再生而得到。

2、本发明的三级冷却节能型高炉脱湿机能有效地节省能源，在继承两级冷却高炉脱湿优点的前提下，节省能源20％以上，同时机组运行可靠。

(1)名义工况(进风干球温度为35℃，相对湿度为60％)下，机组可实现节能21.8％。

本发明在额定风量时各工况性能测试数据如下表3所示：

表3：三级冷却节能型高炉脱湿机在额定风量下的性能测试数据

表3-续：三级冷却节能型高炉脱湿机在额定风量下的性能测试数据

其中第二级冷却器主机(吸收式制冷机组)蒸汽耗量为2010kg/h，第三级冷却器主机(中温螺杆机组)压缩机输入功率为172.0kW，脱湿机总耗电为378.5kW，单位功率脱湿能力为5.87kg/(h·kW)。

表3所示数据在h-d图上的过程表示如图2所示：图中W-W’为热回收器初降温脱湿过程，W’-L为第二级冷却器脱湿过程，L-S为第三级冷却器深度脱湿过程，S-O为热回收器升温过程。

从表2和表中3可以看出，本发明的总耗电比两级冷却高炉脱湿机节省109.0kW，即节能22.3％。

(2)与两级冷却高炉脱湿机相比，本发明的第二级冷却器制冷量减少了24％，对应配置的冷却塔也相应配小；蒸发耗量减少25％，输送管道及输送风机也相应配小。

(3)与两级处理高炉脱湿机相比，本发明的第二级冷却器冷却水量、冷冻水量均减少了24％，第三级冷却器冷却水量、冷冻水量也均减少了8％，对应的冷却水泵、冷冻水泵均配小，管路配管也配小。

(4)与两级冷却高炉脱湿机相比，本发明吸收式制冷机组和中温螺杆冷水机组、配套的冷却塔、脱湿器均配小，占地面积减少。

(5)与两级冷却高炉脱湿机相比，本发明初期设备投入节省6％。

附图说明

图1是对应表2所示数据在h-d图上的过程表示图。

图2是对应表3所示数据在h-d图上的过程表示图。

图3是对应表2所示机组的空气流程图。

图4是本发明的结构示意图。

具体实施方式

实施例1：本实施例的节能型脱湿机包括高效热回收器1即第一级冷却器、第二级冷却器2、第三级冷却器3、吸收式制冷机组4、中温螺杆机组5、风阀6、空气过滤器7、除雾器8、离心风机9和冷却塔10和11。新风先经过高效热回收器1初步降温脱湿处理，再经过第二级冷却器2脱湿处理，再经过第三级冷却器3深度脱湿处理，然后经过高效热回收器1升温处理，最后由离心风机9将处理后的干空气送进高炉。其中，第二级冷却器2由吸收式制冷机组4提供7℃的冷冻水，第三级冷却器3由中温螺杆机组5提供0℃的冷冻水。

上述机组的空气流程是：新风先经过空气过滤器除尘，再经过第一级冷却器即高效热回收器初步降温脱湿处理，再经过第二级冷却器脱湿处理，又经过第三级冷却器深度脱湿处理，然后经过高效热回收器升温处理，最后由离心风机将处理后的干空气送进高炉。

工作时，高温高湿的新风与被处理后的低温低湿空气在热回收器中换热，进行初步的降湿脱湿处理。

第二级冷却器脱湿处理工作时，发生器中溴化锂稀溶液被高温蒸汽加热，溶剂水蒸发，然后经过冷凝器被冷凝成饱和液体，再经过节流装置，成低压的湿蒸气，再进入吸收器中的蒸发器喷淋蒸发；同时溴化锂稀溶液因溶剂的蒸发而变成浓溶液，降压后进入吸收器，浓溶液因吸收蒸发后的水蒸气因变成稀溶液，并由泵输送回发生器。

在此过程中，本发明首先通过出风温湿度传感器及控制系统的模拟量扩展模块采集出风温度参数并与设定温度参数进行比较，然后PLC通过PID调节对压缩机能量调节阀发出指令，压缩机能量调节阀接受来自PLC的指令并自动调节排气量，进而控制压缩机能量，达到节能运行的目的。

本实施例为550m³熔炉配用，机组名义风量为132000m³/h，名义工况的除湿量为2220kg/h。主要配置为：高效热回收器1为R132(“HEATEX”品牌)，吸收式制冷机组4为SXZ6-174DH(“双良”品牌)，中温螺杆机组5为LSBLG480DZI(“五洲”品牌)，第二级冷却器2与第三级冷却器3集成为脱湿器，脱湿器为GLP-22(“五洲”品牌)，冷却塔10为KST900(“金日”品牌)，冷却塔11为KST250(“金日”品牌)，离心风机9为用户自备。

实施例2：本实施例的结构与实施例1相同，不同的是本实施例为2500m³熔炉专用，机组的恶劣进风工况为干球温度32℃相对湿度70％，名义风量为360000m³/h，恶劣工况下的除湿量为5960kg/h。主要配置为：高效热回收器1为R360(“HEATEX”品牌)，高温螺杆机组4为SXZ6-465DH(“双良”品牌)，中温螺杆机组5为LSBLG1320TZI(“五洲”品牌)，脱湿器为GLP-60(“五洲”品牌)，冷却塔10为一台KST900和一台KST1250(“金日”品牌)，冷却塔11为KST700(“金日”品牌)，离心风机9为用户自备。本实施例机组总耗电为972.6kW，与比两级冷却高炉脱湿机节省357.8kW，即节约能源26.9％；蒸汽耗量为5360kg/h，与比两级冷却高炉脱湿机节省2680kg/h；同时本实施例初期设备投入比两级冷却高炉脱湿机节省9％。

Claims

1、一种三级冷却节能型高炉脱湿机，其特征是：它包括第一级冷却器(1)、第二级冷却器(2)、第三级冷却器(3)、吸收式制冷机组(4)、中温螺杆机组(5)、风阀(6)、空气过滤器(7)、除雾器(8)、离心风机(9)和冷却塔(10)和(11)，新风先经过第一级冷却器(1)初步降温脱湿处理后，再依次经过第二级冷却器(2)脱湿处理、第三级冷却器(3)深度脱湿处理，然后再经过第一级冷却器(1)升温处理，最后由离心风机(9)将处理后的干空气送进高炉；其中，第二级冷却器(2)由吸收式制冷机组(4)提供冷冻水，第三级冷却器(3)由中温螺杆冷水机组(5)提供冷冻液。

2、根据权利要求1所述的三级冷却节能型高炉脱湿机，其特征是：第二级冷却器(2)和第三级冷却器(3)组成脱湿器；第二级冷却器由吸收式制冷机组(4)提供冷源，第三级冷却器由能自动调节排气量的中温螺杆冷水机组(5)提供温度低于第二级冷源的冷源。

3、根据权利要求1所述的三级冷却节能型高炉脱湿机，其特征是：第一级冷却器(1)为高效热回收器。

4、根据权利要求1所述的三级冷却节能型高炉脱湿机，其特征是：第二级冷却器(2)所需冷源利用钢厂排出的废弃高温蒸汽进行溶液再生而得到。