退火爐熱能回收系統(tǒng)的應(yīng)用與管理

孟鋼

【摘 要】 熱能的回收和利用對企業(yè)來說意義重大，文章介紹了連退爐過熱水系統(tǒng)的組成和原理 ，分析了過熱水系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用過程中存在的問題和優(yōu)化調(diào)整措施。

【關(guān)鍵詞】 熱回收 過熱水 應(yīng)用 管理

1 過熱水系統(tǒng)簡介

連退機(jī)組在正常生產(chǎn)過程中，依靠控制連退爐內(nèi)的燃?xì)馊紵O(shè)備，對帶鋼完成加熱作業(yè)，燃?xì)馊紵笮纬傻膹U氣溫度高達(dá)600℃左右，根據(jù)節(jié)能和環(huán)保的要求，對廢氣具有的熱能進(jìn)行了多種方式的回收和利用，比如對預(yù)熱段循環(huán)氣體的加熱，對過熱水系統(tǒng)的換熱等，對企業(yè)的節(jié)能減排意義重大。熱回收系統(tǒng)是利用回收的廢氣熱量，通過熱交換來產(chǎn)生過熱水，過熱水用于清洗段的熱水漂洗和干燥等設(shè)備的加熱，熱水的產(chǎn)生量根據(jù)爐子的產(chǎn)量和爐子的使用率不同而不同，而且不可能完全滿足整條機(jī)組的熱需求，因此一些設(shè)備由過熱水回路加熱，另外一些設(shè)備由其他的方法加熱，如用蒸氣加熱的輔助加熱器將安裝在過熱水回路中。

2 過熱水系統(tǒng)的工作原理

過熱水系統(tǒng)由對流式熱交換器加熱，它位于廢氣收集管后的廢氣煙道內(nèi)，它還帶有關(guān)斷和調(diào)節(jié)碟閥以及旁通煙道（帶蝶閥）。此系統(tǒng)設(shè)計(jì)為在水循環(huán)流量一定的情況下運(yùn)行，熱回收系統(tǒng)由中央控制單元來控制，它根據(jù)熱水的高溫來設(shè)定點(diǎn)操縱煙道和旁通煙道中的關(guān)斷和控制蝶閥。廢氣溫度過高時(shí)，會摻入冷風(fēng)進(jìn)行降溫，此時(shí)排煙風(fēng)機(jī)全部打開，以保證流量足夠。當(dāng)爐子運(yùn)行功率不足以給清洗段提供熱量時(shí)，尤其加熱器是當(dāng)全線停車或啟動生產(chǎn)線的時(shí)候，輔助蒸氣加熱器將用來加熱此回路，因此加熱器的功率必須按照清洗段或其他需要熱能的設(shè)備的加熱能力總和來設(shè)計(jì)，因?yàn)檎Ｉa(chǎn)時(shí)基本不需要輔助加熱或需要的輔助熱量比較小。正常狀態(tài)下，過熱水的最小工作壓力為10bar。對流式熱交換器是整個(gè)系統(tǒng)的核心設(shè)備，屬于氣/水換熱器，是由經(jīng)過預(yù)熱段后的廢氣的再回收利用。廢氣的溫度從470℃降到150℃，而過熱水溫度從90℃上升到140℃，廢氣管路上設(shè)有測溫元件（TE），并設(shè)有顯示和報(bào)警元件（TIA），如果溫度過高，就會產(chǎn)生相應(yīng)的溫度過高信號，并傳送給熱回收控制序列，控制由電磁閥驅(qū)動的安全筏，減小流量，如果溫度過低，增大安全閥流量。廢氣通過換熱后進(jìn)入廢氣排放系統(tǒng)水經(jīng)過換熱器后變成熱水。管路上設(shè)有兩套測溫元件，進(jìn)入熱水器的管路上裝有一套轉(zhuǎn)換成信號再傳送到TIA模塊，返回管路上也有一套，把實(shí)際溫度傳送給FIC（流量控制系統(tǒng)和調(diào)節(jié)），F(xiàn)IC把實(shí)際值和和操作者制定的設(shè)定值進(jìn)行比較整理，輸出信號給廢氣回路的控制擋板，通過控制廢氣流量來達(dá)到控制水溫的目的。如果廢氣管路的流量增大，則旁通管路的流量減小，反之，增大。擋板有儀表氣源驅(qū)動。

3 過熱水系統(tǒng)的管理

過熱水系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行效果與各單體組成設(shè)備的能力和控制精度有著密切的聯(lián)系，能否保證達(dá)到生產(chǎn)需要的過熱水的溫度要求，這對設(shè)備的設(shè)計(jì)、安裝調(diào)試精度及設(shè)備管理提出了更高的要求，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，過熱水系統(tǒng)存在的常見問題有如下幾個(gè)方面：

（1）在主換熱器投入時(shí)發(fā)現(xiàn)過熱水的水溫過高現(xiàn)象。其主要原因是其前后擋板閥的自動控制不能與過熱水溫度實(shí)現(xiàn)同步的精確調(diào)節(jié)，控制位置誤差超過規(guī)定要求，這時(shí)需要檢查確認(rèn)擋板的開啟有無卡阻發(fā)生，儀表人員還要定期對擋板進(jìn)行零位調(diào)節(jié)，并保證旁通管道的暢通，所以，整個(gè)擋板裝置的動作靈敏性和控制精度是保證過熱水水溫達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值的前提條件。主換熱器運(yùn)行過程中，輸出的過熱水的溫度與廢氣的溫度及流量有直接的關(guān)系，在設(shè)備安裝調(diào)試期間基本上就能夠確定擋板閥的開啟范圍，現(xiàn)場設(shè)備管理人員需要對該設(shè)備的開啟位置進(jìn)行認(rèn)真確認(rèn)和記錄，以便于在發(fā)生過熱水溫度過高等故障時(shí)，能夠及時(shí)地找出故障點(diǎn)。

（2）雖然過熱水系統(tǒng)屬于生產(chǎn)線的輔助設(shè)備，但該系統(tǒng)應(yīng)該始終保持良好的運(yùn)行狀態(tài)，盡量避免故障停機(jī)的發(fā)生。在生產(chǎn)過程中要注意，如果主換熱器長期不投入使用，高溫以及高壓將對換熱器本體的密封性能造成破壞，嚴(yán)重影響其使用壽命。同時(shí)，主換熱器不投入使用，僅僅依靠輔助蒸氣加熱裝置，則獲得的過熱水溫度很難達(dá)到設(shè)計(jì)要求，因此，對帶鋼表面殘余脫鹽水不能進(jìn)行有效烘干，影響了連續(xù)退火爐預(yù)熱段的露點(diǎn)。使露點(diǎn)溫度升高，造成不良影響。所以，過熱水系統(tǒng)應(yīng)該納入重點(diǎn)設(shè)備管理之中，需要對主泵和備用泵之間定期進(jìn)行切換使用，保證備用泵的使用可靠性；對換熱器定期做打壓實(shí)驗(yàn)，保證該設(shè)備氣密性；對系統(tǒng)過濾器及時(shí)清洗，避免因水系統(tǒng)存在異物而造成的系統(tǒng)堵塞；同時(shí)旁通管路的擋板系統(tǒng)的可靠性也特別重要。

（3）過熱水系統(tǒng)的壓力波動對熱回收效率影響較大。設(shè)備檢修過程中，往往為了便于檢修，需要將系統(tǒng)內(nèi)的水部分或全部排放，檢修結(jié)束后再進(jìn)行加水，這時(shí)管道內(nèi)將存有一定量的空氣，所以轉(zhuǎn)車前必須用排氣閥將系統(tǒng)內(nèi)的空氣進(jìn)行排放，以預(yù)防系統(tǒng)內(nèi)部壓力瞬間增大，造成法蘭等聯(lián)結(jié)處泄漏發(fā)生。根據(jù)實(shí)際需要，正確設(shè)定系統(tǒng)安全閥的壓力值，保證系統(tǒng)壓力突變時(shí)能夠及時(shí)打開，同時(shí)，通過系統(tǒng)減壓閥的開啟，將系統(tǒng)內(nèi)的部分水釋放到儲存罐內(nèi)，來實(shí)現(xiàn)降壓的過程。系統(tǒng)內(nèi)的安全閥等各類閥體需要進(jìn)行定期的檢測與保養(yǎng)，避免發(fā)生銹蝕卡阻現(xiàn)象的發(fā)生，它們功能的完好是系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的必要條件。

（4）由于脫鹽水的腐蝕性嚴(yán)重，在補(bǔ)充水之前需要對水質(zhì)進(jìn)行處理，在這里安裝一套水處理設(shè)備，對水質(zhì)進(jìn)行必要的防腐和抗氧化處理，如加注N2H4等化學(xué)試劑。該系統(tǒng)一般由藥劑罐、定量泵等設(shè)備組成。在檢修狀態(tài)下，系統(tǒng)管路需要斷開作業(yè)時(shí)，要進(jìn)行必要的包扎，盡量避免管路的敞口，預(yù)防灰塵等異物的進(jìn)入，并防止長時(shí)間的敞口，造成管路內(nèi)壁的氧化結(jié)垢。

4 結(jié)語

隨著國家對企業(yè)環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)要求的逐年提高，過熱水系統(tǒng)已經(jīng)成為退火爐廣泛采用的重要熱回收工藝設(shè)備，它能有效運(yùn)行將對企業(yè)的節(jié)能、環(huán)保工作形成長遠(yuǎn)影響，可以實(shí)現(xiàn)企業(yè)節(jié)能降耗、控制運(yùn)行成本等指標(biāo)得到最佳的效果和收益。這也是同類企業(yè)設(shè)備管理所追求的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

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