WANG Lu and WANG Jiazhen ( Baosteel N SC /A celor Au tom otive Steel Sheets C o. , Ltd. , Shanghai 200941, Ch ina)
Abstract: It is a comm on problem that the tem pera ture of flue gases from co ld strip annealing furnaces is high and the energy consumpt ion is grea.t In order to provide som e schem es for reference in energy saving and consum pt ion reducing for annea ling furnaces, Baostee l N o. 4 cold m ill plan t w as taken as an analyt ical object and the ex ist ing residua l heat recovery m ethods fo r co ld strip an nealing furnacesw ere com pared. A fter strong and w eak po ints o f each m ethod had been d iscussed, the over hot w ater recovery technique w as considered the m ost conven ient of al.l Through ana ly zing a heat balance sam p le, som e other energy sav ing m ethods that cou ld be im plem ented in annea ling furnaces w ere d iscovered.
王 鲁等 连续退火炉余热回收技术应用与节能方案
73
表 3 三种余热回收形式的简单比较
T ab le 3 Com parison o f three types of residua l heat recovery system s
比较项目
投资 设备复杂程度
热回收效果 热回收能力
低压热交换器
较高 复杂 一般 一般
1CGL 机组的热回收系统采用余热锅炉 [ 1] , 更 有效地回收烟气余热。如图 2所示, 退火炉加热段 ( RTF )烧嘴排出的烟气温度为 675 左右。首先经 过预热炉热交换器将保护气体加热, 可以将带钢从 35 预 热 到 200 。被热 交换 后 的烟 气 温度 为
515 , 经余热锅炉回收后, 排放的烟气温度一般 不超过 200 , 在烧嘴最大工作能力时, 余热锅炉 产生的蒸汽量为 8. 2 t / h, 该生产线的最大蒸汽消 耗需要量为 4. 8 t /h。当该生产线的蒸汽消耗量 低于最大消耗量时, 富裕的蒸汽将补充到蒸汽管 网中, 因此不存在产能高造成热回收不充分的问 题。余热锅炉的生产能力随着退火炉处理能力的 降低而降低。采用余热锅炉回收系统, 热能回收 率可以达到 14% ; 但是余热锅炉的投 资比较大, 属于压力容器, 管理比较麻烦, 每年要对安全阀校 验, 要定期探伤检查等, 维修费用也相对多一些。
表 4是某热镀锌机组热平衡测试的结果。
产品
CQ 720 DQ 760 DDQ 780 DDQ OU T 780 EDDQ 780 EDDQ OUT 780 SEDDQ 840 SED DQ OU T 840 H SS CQ 750 HSS DQ 800 H SS DDQ 800 H SS DDQ OU T 800 HSS BH 850 H SS BH OUT 850 全年平均 ( 包括机组 停机和短期维修 )
过热水系统是一个封闭的循环系统, 如果没 有泄漏, 是不用经常补水的。而余热锅炉为了产 生蒸汽实际上还要消耗很多纯水, 因此过热水系 统比余热锅炉要好得多。
三种余热回收形式的简单比较见表 3。
图 3 过热水余热回收系统
F ig. 3 R esidua l heat recovery system o f over hot w ater
其中四冷轧的 主要产品种类 为高级汽 车外 板、内板及部分高级家电用板。主要机组有连退 ( CAPL )、1#热镀锌 ( 1CG L )、2#热镀锌 ( 2CGL ), 概 况见表 2。这 3条以汽车板为主要产品的生产线 代表着国内冷轧带钢连续退火炉最为先进的水平。 本文重点对这 3条机组的节能情况进行讨论。
汽车板, 家电板
表 2 宝钢四冷轧 3条退火炉机组的概况
T able 2 G enera l situation of three annea ling furnace lines in B aostee lN o. 4 co ld str ip m ill
设计能力 /万 t 辐射管数量 /根 折合 COG 消耗量 / km3 占本机组的工序能耗百分比 /% 主要烟气余热回收设备 烟气排放温度 /
关键词: 连续退火炉; 余热回收; 节能技术 中图分类号: TG155. 1 文献标志码: B 文章编号: 1008- 0716( 2009) 02- 0070- 05
App lication of R esidual H eat R ecovery Technology of th e Con tinuous Annealing Furnace and the Energy saving Schem es
生产单元
一冷轧 二冷轧 三冷轧 四冷轧 五冷轧
连续退火炉生产线
连退机组 1条, 热镀锌 1条, 在建连退 1条 连退机组 1条
连退机组 1条, 热镀锌 2 条 连退机组 1条, 热镀锌 2条, 在建热镀锌 1条
连退机组 1条, 热镀锌 2条 (刚投产 )
主要产品
家电板, 建材板 镀锡薄板
家电板, 建材板, 部分汽车板 高级汽车外板, 内板, 部分家电板
余热锅炉
最高 比较复杂
最好 最好
过热水
最低 简单 较好 较好
从这三种余热回收的比较看, 余热锅炉效果 最好, 但投资大, 维护成本高。过热水系统是一种 投资小、热回收效率高的最佳选择。
3 连续退火炉节能方案探讨
余热回收设备的应用, 的确可以回收一部分 热能, 但是, 由于回收能力毕竟有限, 一般最大回 收率只能达到 13% ~ 14% , 因此还必须同时考虑 在退火炉本体上实施节能技术。要在连续退火炉 机组上实施节能措施, 最重要的是要先对整个退 火炉的热平衡进行测试, 也就是说, 通过测试, 分 析出热能在各个环节的利用, 并针对热损失比较 大的环节采取节能措施。
图 1 连退机组余热回收系统
F ig. 1 R es idual heat recov ery system of the continuous annea ling line
因废气风机的极限耐热温度为 400 , 为确 保废气风机正常工作, 系统里设置了吸冷风口, 即 如果废气排放温度过高, 该吸冷风口的阀门会自
K ey w ords: cont inuous annea ling furnace; residua l heat recovery; energy sav ing techno logy
0 前言
随着家电及汽车行业的迅速发展, 汽车板及 家电板的市场前景非常广阔, 国内各大钢厂都在 相继建设连续退火炉 ( 包含热镀锌 ) 生产线。目 前仅宝钢的冷轧连续退火炉机组 (含热镀锌机组 ) 就有 14条 ( 在建 2条 )。作为连续退火机组的核心 设备, 退火炉 一般采用辐射管加热方式, 主要 消耗的能源介质是高炉煤气与焦炉煤气, 占工序 能耗的 35% ~ 45% 。退火炉的节能, 是企业降低
70
宝钢技术
2009年第 2期
连续退火炉余热回收技术应用与节能方案
王 鲁, 王家真 (宝钢新日铁汽车板有限公司, 上海 200941)
摘要: 冷轧带钢连续退火炉机组排烟温度高、耗能大是普遍存在的问题。为了提供一些退 火炉节能降耗技术方面的参考方案, 以宝钢四冷轧为分析对象, 对冷轧带钢连续退火炉的几种 余热回收方式进行了比较, 并讨论了各种余热回收形式的优缺点, 认为 过热水回收技术 是 比较便捷的余热回收方式, 并通过分析一个热平衡测试实例, 找出余热回收以外的几种在退火 炉本体可以实施的节能方法。
动打开, 从外界吸入冷空气, 来降低废气最终排放 温度。经过该回收系统, 热能被回收约 10% 。
该余热回收系统回收宝钢技术
2009年第 2期
了清洗工艺的用能需要, 但是在产能较大时, 烟气 温度很高, 有时为了确保热交换器不因过热受损, 必 须用大量的纯水来冷却热交换器, 经过热交换器的 热水大于本机组其他工序的用热水量, 因此, 多余的 热水就只有白白排放, 反而造成水资源的浪费。 2. 2 余热锅炉回收技术
2. 1 低压热交换器型余热回收技术 低压热交换器型余热回收技术的特点是利用
烟气热量通过热交换器来加热水或气, 应用到本 机组的其他工序中, 其最大的优点是热交换系统 压力低, 不构成压力容器, 维护方便, 没有安全隐 患; 缺点是热回收效率低, 投资比较大。
以连退机组 ( CAPL ) 为例热回收系统的构成 如图 1所示。
表 4 某热镀锌机组热平衡测试结果
T able 4 T he test results of heat ba lance on a CGL line
单耗 / ( M J t- 1 )
带钢吸热
预热
加热
炉墙
热损失
保护气体
水
809 891 931 926 966 965 1 038 1 038 867 961 965 977 1 055 1 057