【學員問題】濟南板式換熱器在中小高(gao)爐(lu)爐(lu)體冷(leng)卻中的應用？

　　【解答】摘要：中小高爐爐體軟水冷卻采用的空冷器冷卻效果隨季節變化而波動，夏天時最高進高爐水溫達到70C以L，影響了高爐的安全高產和使用壽命。板式換熱器以波紋板為(wei)傳熱面，傳熱系數高(gao)、體積小(xiao)、拆裝(zhuang)清(qing)洗方(fang)便，換熱強度高(gao)，換熱效果好，根據中小(xiao)高(gao)爐(lu)爐(lu)體冷(leng)卻軟水系統流量大、溫(wen)差小(xiao)等特點，宜選用316或316L不銹(xiu)鋼材質、結構矮胖型、開(kai)二備(bei)

一、3臺并聯的板式換熱器。采用BR1.1xC（1.0/100）200.2型水水板式換熱器，軟化水進高爐溫度全年穩定在34～39C.

　　1、前言

　　國內中小高(gao)(gao)爐(lu)爐(lu)體軟水(shui)(shui)冷卻(que)大(da)(da)多采用(yong)冷器，由于空(kong)(kong)(kong)冷器以(yi)空(kong)(kong)(kong)氣(qi)為冷媒，受(shou)季節影響(xiang)大(da)(da)，進(jin)(jin)高(gao)(gao)爐(lu)軟水(shui)(shui)溫度(du)隨季節變化而波(bo)動。在夏天時最高(gao)(gao)進(jin)(jin)高(gao)(gao)爐(lu)水(shui)(shui)溫達到70℃以(yi)上，遠高(gao)(gao)丁最佳(jia)供(gong)水(shui)(shui)溫度(du)35～40℃。空(kong)(kong)(kong)冷器管束易腐蝕、漏水(shui)(shui)，而對腐蝕管束采用(yong)“盲死”措(cuo)施后，空(kong)(kong)(kong)冷器換熱(re)面(mian)積減少，更使進(jin)(jin)進(jin)(jin)高(gao)(gao)爐(lu)的(de)軟水(shui)(shui)溫度(du)升高(gao)(gao)。隨著煉(lian)鐵(tie)工(gong)藝的(de)完(wan)善及(ji)高(gao)(gao)爐(lu)利(li)用(yong)系數的(de)進(jin)(jin)步，空(kong)(kong)(kong)冷器冷卻(que)能力不足的(de)矛(mao)盾日益突出，已嚴重影響(xiang)高(gao)(gao)爐(lu)的(de)安全高(gao)(gao)產和使用(yong)壽命。

　　2、板(ban)式換(huan)熱器的選用

　　2.1濟南板式換熱器品牌的特點

　　板(ban)式換熱(re)器是以(yi)波紋板(ban)為傳(chuan)熱(re)面(mian)的新型、高效換熱(re)器，具(ju)有(you)以(yi)下特點：

　　（1）傳(chuan)熱(re)系數高。由(you)于波(bo)紋板片相互顛倒，在(zai)流(liu)(liu)(liu)道(dao)(dao)中形成(cheng)網(wang)狀觸(chu)點，流(liu)(liu)(liu)道(dao)(dao)交叉變(bian)化(hua)，流(liu)(liu)(liu)體(ti)方向多變(bian)，在(zai)臨界(jie)雷(lei)諾數約為200時(shi)就能達到湍(tuan)流(liu)(liu)(liu)，使(shi)膜傳(chuan)導系數大(da)大(da)進(jin)步，增強了傳(chuan)熱(re)。

　　表1板式換熱(re)器選(xuan)型計(ji)算(suan)

　　（2）體積(ji)(ji)小(xiao)(xiao)(xiao)，占地面積(ji)(ji)小(xiao)(xiao)(xiao)，重(zhong)量輕，特別(bie)適用于空間有(you)限(xian)的場合(he)。板式換(huan)(huan)熱器結構緊(jin)湊，體積(ji)(ji)小(xiao)(xiao)(xiao)，占地面積(ji)(ji)漢為列管(guan)換(huan)(huan)熱器的l/5～1/10.

　　（3）組裝靈活(huo)，拆(chai)裝清(qing)洗方便。

　　22板式(shi)換熱(re)器的型(xing)式(shi)

　　由(you)于中(zhong)小高爐(lu)爐(lu)體冷(leng)卻軟(ruan)水系統的(de)(de)特點為大流量、小溫差，由(you)此(ci)決定了板式(shi)換熱(re)器的(de)(de)結構特點為矮(ai)胖型(xing)，即(ji)寬高比較大。這(zhe)樣的(de)(de)結構，既保(bao)證了，良好的(de)(de)換熱(re)效(xiao)果，又可使壓力損失降到最小。

　　23板式換熱器技術(shu)參數

　　2、3.1板(ban)式換(huan)熱(re)器(qi)數目根據中小高爐的(de)特點，其爐體冷卻(que)軟水系統(tong)采用板(ban)式換(huan)熱(re)器(qi)的(de)數目宜為3臺(tai)并聯，每臺(tai)流量為最大流量的(de)5O%，正(zheng)常運行(xing)開(kai)二備一。

　　2.3.2流(liu)量(liang)(liang)根據水(shui)在冷卻壁的公(gong)道流(liu)速，并重點考慮高爐(lu)后期(qi)內壁耐(nai)熱(re)層(ceng)減薄、傳熱(re)量(liang)(liang)急(ji)劇增(zeng)加的情況，按后期(qi)最大傳熱(re)量(liang)(liang)來(lai)確定軟化水(shui)流(liu)量(liang)(liang)。

　　2.3.3軟(ruan)(ruan)化(hua)(hua)水(shui)(shui)(shui)進(jin)出換(huan)熱器溫度(du)(du)根據現有高爐(lu)(lu)軟(ruan)(ruan)水(shui)(shui)(shui)供(gong)給的經(jing)驗，軟(ruan)(ruan)水(shui)(shui)(shui)供(gong)給溫度(du)(du)在35～40℃之間時(shi)，對高爐(lu)(lu)穩產高產、安全生產最有利(li)，同時(shi)考(kao)慮到夏季冷(leng)媒(mei)水(shui)(shui)(shui)及冷(leng)卻塔的冷(leng)卻能力，軟(ruan)(ruan)化(hua)(hua)水(shui)(shui)(shui)進(jin)高爐(lu)(lu)溫度(du)(du)在夏季最不利(li)工況時(shi)宜小于40℃，軟(ruan)(ruan)化(hua)(hua)水(shui)(shui)(shui)出高爐(lu)(lu)溫度(du)(du)宜小于45℃，即軟(ruan)(ruan)化(hua)(hua)水(shui)(shui)(shui)進(jin)換(huan)熱器溫度(du)(du)宜為(wei)45℃，出換(huan)熱器溫度(du)(du)宜為(wei)40℃。

　　2.3.4換熱器軟水側壓(ya)力損失

　　由于(yu)(yu)(yu)軟水(shui)(shui)系統除(chu)停開(kai)空(kong)(kong)冷器、并進板(ban)武換熱(re)器外，其(qi)它(ta)部分不變，因此(ci)，板(ban)式換熱(re)器軟水(shui)(shui)側(ce)(ce)壓(ya)力(li)(li)(li)損(sun)失(shi)須(xu)小(xiao)(xiao)于(yu)(yu)(yu)原有空(kong)(kong)冷器軟水(shui)(shui)側(ce)(ce)壓(ya)力(li)(li)(li)損(sun)失(shi)。原有空(kong)(kong)冷器軟水(shui)(shui)側(ce)(ce)壓(ya)力(li)(li)(li)損(sun)失(shi)小(xiao)(xiao)于(yu)(yu)(yu)0.05MPa，因此(ci)板(ban)式換熱(re)器軟水(shui)(shui)側(ce)(ce)壓(ya)力(li)(li)(li)損(sun)失(shi)必(bi)須(xu)小(xiao)(xiao)于(yu)(yu)(yu)‘0.05MPa.

　　2.3、5換熱器板(ban)片(pian)材質板(ban)式換熱器板(ban)片(pian)材質基本上采(cai)用不銹鋼(gang)、鈦合金兩

　　種(zhong)。由于鈦(tai)材(cai)料價格為(wei)不(bu)銹鋼的4～6倍(bei)，且高爐冷卻系統(tong)板式(shi)換熱器板片材(cai)質采用(yong)不(bu)銹鋼即(ji)可(ke)滿足要求(qiu)，為(wei)此(ci)板式(shi)換熱器板片材(cai)質選用(yong)不(bu)銹鋼。

　　2.3.6換熱器(qi)板(ban)片(pian)(pian)厚(hou)(hou)度(du)換熱器(qi)板(ban)片(pian)(pian)厚(hou)(hou)度(du)與(yu)傳(chuan)熱系數(shu)成反比(bi)關系，板(ban)片(pian)(pian)厚(hou)(hou)度(du)越小，傳(chuan)熱效果越好，但同時也輕易(yi)腐蝕(shi)泄漏。現(xian)國內(nei)板(ban)式換熱器(qi)板(ban)片(pian)(pian)厚(hou)(hou)度(du)一股為0.5～1.0mm，考慮到廠家制造(zao)工藝、現(xian)場操縱水(shui)平及腐蝕(shi)、除垢等因素，換熱器(qi)板(ban)片(pian)(pian)厚(hou)(hou)度(du)宜選(xuan)擇0.7～0.9ram.

　　2.3.7密封墊材質考慮現場實(shi)際情況及(ji)板式(shi)換熱(re)器工作(zuo)溫度(du)、軟(ruan)化水成分等諸多因(yin)素，密封墊材質宜選用三元乙丙(bing)橡膠。

　　2.3.8換熱(re)器(qi)正常(chang)(chang)工(gong)作壓(ya)力根據軟水(shui)系(xi)統閉路循環的(de)特點(dian)，換熱(re)器(qi)正常(chang)(chang)工(gong)作壓(ya)力最(zui)小值應為軟水(shui)系(xi)統循環水(shui)泵出口(kou)壓(ya)力與高(gao)爐高(gao)位膨脹水(shui)箱水(shui)位高(gao)度之和。

　　2.3.9冷(leng)卻水(shui)進、出(chu)換(huan)熱器溫度(du)根據夏季(ji)冷(leng)卻水(shui)供(gong)水(shui)溫度(du)及(ji)冷(leng)卻塔工作能力(li)，冷(leng)卻水(shui)進換(huan)熱器溫度(du)宜(yi)小于32℃，出(chu)換(huan)熱器溫度(du)宜(yi)小于37℃。

　　2.3.10進出口管徑(jing)進出口管徑(jing)的(de)大(da)小以介(jie)質在管道內(nei)的(de)活動速度(du)小于3m/S為(wei)宜來確定(ding)，最大(da)流速宜小于4m/s.

　　3.板式換熱器選型計算

　　高爐冷卻系(xi)統運行(xing)參數、板式換(huan)熱器選型(xing)及(ji)結構參數的(de)確定(ding)見(jian)表1.

　　4.應用效果

　　高(gao)爐在(zai)(zai)(zai)2004年7月用(yong)板(ban)式換熱(re)器2替換空冷器，經過(guo)2年來的運行，效果良(liang)好。已在(zai)(zai)(zai)其它高(gao)爐上陸續應用(yong)。板(ban)式換熱(re)器使用(yong)前后高(gao)爐進水(shui)(shui)溫(wen)度統計數據(ju)對比情況(kuang)見表(biao)2.采用(yong)板(ban)式換熱(re)器后，在(zai)(zai)(zai)軟水(shui)(shui)流量及冷卻水(shui)(shui)均穩定在(zai)(zai)(zai)960～1200m/h的情況(kuang)下，軟化水(shui)(shui)進高(gao)爐溫(wen)度全年基本穩定在(zai)(zai)(zai)34～39℃之間，遠遠低于在(zai)(zai)(zai)2004年7月份以前采用(yong)空冷器的進水(shui)(shui)溫(wen)度。

　　使(shi)用(yong)空(kong)冷(leng)器(qi)(qi)及板式換(huan)熱(re)器(qi)(qi)的(de)高爐進(jin)水(shui)溫(wen)度比較℃

　　5.結語

　　高(gao)(gao)(gao)爐(lu)(lu)(lu)爐(lu)(lu)(lu)體冷卻(que)軟水(shui)系統(tong)采用(yong)水(shui)——水(shui)板式換熱器，可(ke)使(shi)高(gao)(gao)(gao)爐(lu)(lu)(lu)進水(shui)溫(wen)(wen)度(du)保(bao)持在最佳溫(wen)(wen)度(du)35～40C~fd]，水(shui)溫(wen)(wen)波動小，徹底解決(jue)了制約高(gao)(gao)(gao)爐(lu)(lu)(lu)高(gao)(gao)(gao)產(chan)、穩(wen)產(chan)、安全(quan)生產(chan)和(he)影(ying)響高(gao)(gao)(gao)爐(lu)(lu)(lu)使(shi)用(yong)壽命的(de)冷卻(que)能力(li)不足題目，滿足日(ri)益(yi)進步(bu)的(de)高(gao)(gao)(gao)爐(lu)(lu)(lu)冶煉強度(du)要(yao)求，延(yan)長高(gao)(gao)(gao)爐(lu)(lu)(lu)使(shi)用(yong)壽命。