板式換熱器在中小高爐爐體冷卻中的應用

時間：2025-01-11作者：濟南張夏旭能換熱設備有限公司瀏覽：209

中小高爐爐體軟水冷卻采用的空冷器冷卻效果隨季節(jié)變化而波動，夏天時進高爐水溫達到70C以L，影響了高爐的高產(chǎn)和使用壽命。板式換熱器以波紋板為傳熱面，傳熱系數(shù)高、體積小、拆裝清洗方便，換熱強度高，換熱效果好，根據(jù)中小高爐爐體冷卻軟水系統(tǒng)流量大、溫差小等特點，宜選用316或316L不銹鋼材質(zhì)、結構矮胖型、開二備一、3臺并聯(lián)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(wěn)定在34～39C.

1、前言

國內(nèi)中小高爐爐體軟水冷卻大多采用冷器，由于空冷器以空氣為冷媒，受季節(jié)影響大，進高爐軟水溫度隨季節(jié)變化而波動。在夏天時進高爐水溫達到70℃以上，遠高丁供水溫度35～40℃?？绽淦鞴苁赘g、漏水，而對腐蝕管束采用“盲死”措施后，空冷器換熱面積減少，使進進高爐的軟水溫度升高。隨著煉鐵工藝的完善及高爐利用系數(shù)的進步，空冷器冷卻能力不足的矛盾日益，已嚴重影響高爐的高產(chǎn)和使用壽命。

2、板式換熱器的選用

2.1板式換熱器的特點

板式換熱器是以波紋板為傳熱面的新型、換熱器，具有以下特點：

（1）傳熱系數(shù)高。由于波紋板片相互顛倒，在流道中形成網(wǎng)狀觸點，流道交叉變化，流體方向多變，在臨界雷諾數(shù)約為200時就能達到湍流，使膜傳導系數(shù)大大進步，增強了傳熱。

表1板式換熱器選型計算

（2）體積小，占地面積小，重量輕，特別適用于空間有限的場合。板式換熱器結構緊湊，體積小，占地面積漢為列管換熱器的l/5～1/10.

（3）組裝靈活，拆裝清洗方便。

22板式換熱器的型式

由于中小高爐爐體冷卻軟水系統(tǒng)的特點為大流量、小溫差，由此決定了板式換熱器的結構特點為矮胖型，即寬高比較大。這樣的結構，既保證了，良好的換熱效果，又可使壓力損失降到小。

23板式換熱器技術參數(shù)

2、3.1板式換熱器數(shù)目根據(jù)中小高爐的特點，其爐體冷卻軟水系統(tǒng)采用板式換熱器的數(shù)目宜為3臺并聯(lián)，每臺流量為大流量的5O%，正常運行開二備一。

2.3.2流量根據(jù)水在冷卻壁的公道流速，并考慮高爐后期內(nèi)壁耐熱層減薄、傳熱量急劇增加的情況，按后期大傳熱量來確定軟化水流量。

2.3.3軟化水進出換熱器溫度根據(jù)現(xiàn)有高爐軟水供給的經(jīng)驗，軟水供給溫度在35～40℃之間時，對高爐穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)、生產(chǎn)有利，同時考慮到夏季冷媒水及冷卻塔的冷卻能力，軟化水進高爐溫度在夏季不利工況時宜小于40℃，軟化水出高爐溫度宜小于45℃，即軟化水進換熱器溫度宜為45℃，出換熱器溫度宜為40℃。

2.3.4換熱器軟水側壓力損失

由于軟水系統(tǒng)除停開空冷器、并進板武換熱器外，其它部分不變，因此，板式換熱器軟水側壓力損失須小于原有空冷器軟水側壓力損失。原有空冷器軟水側壓力損失小于0.05MPa，因此板式換熱器軟水側壓力損失小于‘0.05MPa.

2.3、5換熱器板片材質(zhì)板式換熱器板片材質(zhì)基本上采用不銹鋼、鈦合金兩

種。由于鈦材料價格為不銹鋼的4～6倍，且高爐冷卻系統(tǒng)板式換熱器板片材質(zhì)采用不銹鋼即可滿足要求，為此板式換熱器板片材質(zhì)選用不銹鋼。

2.3.6換熱器板片厚度換熱器板片厚度與傳熱系數(shù)成反比關系，板片厚度越小，傳熱效果越好，但同時也輕易腐蝕泄漏?，F(xiàn)國內(nèi)板式換熱器板片厚度一股為0.5～1.0mm，考慮到廠家制造工藝、現(xiàn)場操縱水平及腐蝕、除垢等因素，換熱器板片厚度宜選擇0.7～0.9ram.

2.3.7密封墊材質(zhì)考慮現(xiàn)場實際情況及板式換熱器工作溫度、軟化水成分等諸多因素，密封墊材質(zhì)宜選用三元乙丙橡膠。

2.3.8換熱器正常工作壓力根據(jù)軟水系統(tǒng)閉路循環(huán)的特點，換熱器正常工作壓力小值應為軟水系統(tǒng)循環(huán)水泵出口壓力與高爐高位膨脹水箱水位高度之和。

2.3.9冷卻水進、出換熱器溫度根據(jù)夏季冷卻水供水溫度及冷卻塔工作能力，冷卻水進換熱器溫度宜小于32℃，出換熱器溫度宜小于37℃。

2.3.10進出口管徑進出口管徑的大小以介質(zhì)在管道內(nèi)的活動速度小于3m/S為宜來確定，大流速宜小于4m/s.

3.板式換熱器選型計算

高爐冷卻系統(tǒng)運行參數(shù)、板式換熱器選型及結構參數(shù)的確定見表1.

4.應用效果

高爐在2004年7月用板式換熱器2替換空冷器，經(jīng)過2年來的運行，效果良好。已在其它高爐上陸續(xù)應用。板式換熱器使用前后高爐進水溫度統(tǒng)計數(shù)據(jù)對比情況見表2.采用板式換熱器后，在軟水流量及冷卻水均穩(wěn)定在960～1200m/h的情況下，軟化水進高爐溫度全年基本穩(wěn)定在34～39℃之間，遠遠在2004年7月份以前采用空冷器的進水溫度。

表2使用空冷器及板式換熱器的高爐進水溫度比較℃

5.結語

高爐爐體冷卻軟水系統(tǒng)采用水——水板式換熱器，可使高爐進水溫度保持在溫度35～40C~fd]，水溫波動小，解決了制約高爐高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、生產(chǎn)和影響高爐使用壽命的冷卻能力不足題目，滿足日益進步的高爐冶煉強度要求，延長高爐使用壽命。


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