铁渣量的波动大，进入蒸汽和渣池热量如何分配，是确定“脱白”系统 能力的重要因素。根据高炉铁渣的波动规律，冲渣水系统特点，进行热力 学模拟计算，合理分配热量比例。
水渣烟囱点的空气卷吸量的大小，是影响系统投资的重要因素。赛迪根 据水渣系统的结构特点，进行流场分析，合理控制空气比例，达到节省 系统投资的目的。
热媒条件等因素制约，为了降低“脱白”投资和运行，如何优化配置和运行方案， 都是白羽治理需要考虑的重点和难点。赛迪根据深厚的高炉水渣系统积累、水冲 渣系统及“脱白”系统的热力学机理研究、通过科学的分析手段对大气条件进行 模拟分析，并结合地方法规，确定了系统的高炉水渣白羽治理方案和运行方案。
“白羽”的严重程度和大气温度关系密切，“脱白”的大气温度基准如何 确定？ 通过大数据分析，结合地方法规的排放原则，得到治理白羽的大 气温度基准。
3、消除白羽规定
河北省有色烟羽排放控制标准规定，“钢铁烧结机、垃圾焚烧炉、危险废物
焚烧炉、污泥焚烧炉、炼焦炉夏季（4 月至 10 月）烟温应降低 8%以上，含湿
量应降低 15%以上；冬季（11 月至次年 3 月）烟温应降低 15%以上，含湿量应
降低 30%以上。 在对烟气冷凝脱水除湿后，再对冷凝后净烟气进行再热升温，
为了确保冲渣点不外溢蒸汽，冲渣点需保持微负压，因此系统配置引风机， 引风机电机采用变频电机，可根据湿空气量的变化变频运行，实现节能。引风机 安装在水冷换热器和混合换热器之间。引风机采用防腐蚀材质。 4.5.2 热风炉废气管道系统
热风炉废气温度在 140-150℃，采用碳钢卷焊管道，采用外保温。 在废气管道上设置废气引风机，电机采用变频电机，可根据系统加热的需 要调节废气量，并降低运行电耗。 4.5.3 混合气体管道系统 从混合换热器到现有的水渣烟囱间的混合气体，温度为超过饱和温度，不会 有凝结水析出，因此该管道采用碳钢卷焊管道，为了减少管道内气体降温，拟采 用外保温。 4.5.4 冷却水管道系统 水冷换热器的外部冷却水管道采用碳钢无缝钢管。 4.6 系统控制 高炉水渣白羽治理系统的治理，受到水渣蒸汽的温度、湿度等内因，大气温 度、湿度等外因的制约，同时外部冷却水、废热温度和量的影响，是一个多因素 相互干扰的过程，内在模型较为复杂。 该系统的自控控制拟采取以下措施，确保白羽治理的效果，并做到成本最优。
采暖水量 采暖水进
m³/h
水温度
℃
284-387
44
400-570
190-270
190-270
284-387
284-387
采暖水 出水温 度℃ 60-67
冲渣点蒸 汽温度℃
40-100
5.2 湿空气引风机
各高炉水渣白羽治理系统湿空气引风机主要技术规格见表 3。
表 3 湿空气引风机主要技术规格
序号
1# 2# 3# 4# 5# 6#
容积 m³ 750 1200 550 550 750 750
流量（工况） m³/h 70000 92000 40000 40000 70000 70000
全压 Pa ~3000 ~3000 ~3000 ~3000 ~3000 ~3000
电机功率 m³/h 110 145 65 65 110 110
5.3 废气引风机
度和含湿量，然后通过热风炉废气对烟气混合加热。
4.3 相关条件
4.3.1 水渣系统条件
唐山港陆共有 6 座高炉，，各座高炉的相关参数见表 1。
表 1 高炉及水渣系统基本数据表
序 容积 平均渣量
号 m³
t/min
1# 750 1.15
2# 1200 1.5
3# 550 0.84
4# 550 0.84
5# 750 1.15
无法直接利用）。
4、高炉水渣消除白羽方案
4.1 目标及系统能力
根据河北省的排放控制标准，高炉水渣消除白羽的目标为：5℃以上无白羽，
0℃时大大减轻，其中控制指标是烟温减低 15%、含湿量减低 30%以上。同时，
在-5-5℃时，白羽治理系统具有提升消除白羽效果的能力。
4.2 技术路线
唐山港陆钢铁高炉水渣消除白羽的技术路线为，首先通过水冷降低烟气的温
如何利用地方排放限值、大气条件、水渣蒸汽条件、卷吸空气条件、可 利用冷热媒条件，综合确定排烟点的参数，是系统整合的关键。赛迪通过
多专业协同仿真、设计，确保系统配置最优，投资最深的白羽治理方案， 在确保白羽治理效果的前提下，留有系统增强“脱白”效果的潜力。 “脱白”系统是环保工程，只有社会效益，没有经济效益，如何降低运 行成本，给自控系统带来了很高的要求。赛迪根据对“脱白”机理和排放 限值的深入研究，通过智能化的控制系统，实现优化的运行组合，降低 运行成本。 2、唐山气象条件 根据统计数据，绘制唐山历史逐日最高、最低气温曲线图（图-3），绘制历 史逐时气温累计比例图（图-4）
从机理上，治理“白羽”，就是使烟囱出口的湿烟气在与空气混合后的传热 传质过程中，混合气体的状态点轨迹不进入到饱和线下的白羽可见区域。
由图可见，处理后的烟气工况点湿度小于排烟点，温度高于排烟点。因此， 消除白羽的措施是，脱湿、加热。
图 2 白羽治理原理图
1.4 高炉水渣“脱白”的难点 高炉水渣的白羽受到高炉渣量、冲渣水温及水量、大气条件、可供利用冷媒
使其排放温度提高到 65℃以上，这样，可以确保在环境温度 5°C 及以上，相
对湿度 50％的情况下，可以确保完全无白烟现象，在 0℃左右，白烟现象大大
减轻，不会有浓烟现象。”。
在该规定中，明确提出了消除白羽的目标是在 5℃以上无白羽，0℃时大大
减轻，其中控制指标是烟温减低 15%、含湿量减低 30%以上（该条件只能参考，
• 建立大气温度、饱和湿度数据库、运行成本（空冷器电耗、废气引风机电耗 等）数学模型；
• 根据不断变化的大气条件、冲渣条件，以运行成本为优化目标，确定最佳的 排烟点、最佳的运行组合。采用数值分析寻求全局最优解，并采用智能迭代 算法，使实际运行曲线快速逼近最优曲线，使得实际运行成本最低。；
• 还可配置具有自学习功能的可视化分析控制系统，根据图像分析芯片，辨识 “白羽”特征参数，辨识冲渣点散发“白羽”的特征参数，自动调整系统各 设备运行状态，实现运行成本最优化的“脱白”。
各高炉水渣白羽治理系统废气引风机主要技术规格见表 4。
表 4 废气引风机主要技术规格
序号
1# 2# 3# 4# 5# 6#
容积 m³ 750 1200 550 550 750 750
流量（工况） m³/h 40000 55000 26500 26500 40000 40000
全压 Pa ~2000 ~2000 ~2000 ~2000 ~2000 ~2000
非采暖季时冷却水采用现有的高炉循环水的回水，回水温度约 40℃，水量 不受限制。 4.3.3 热风炉废气条件
根据 750m³高炉热风炉消耗煤气量（表计计量），计算废气量约 31t/h，其 余高炉的废气量按比例折算。
热风炉废气温度为 140-150℃。 4.4 水冷降温脱湿
水冷降温脱湿采用板式换热器或翅片管换热器。 80-100℃的水渣蒸汽和卷吸空气进入板式换热器，降温脱湿后降温至 60℃， 湿度降至 150g/kg 干空气。 在采暖季时，冷却水采用现有的采暖水，以充分利用水渣蒸汽的余热。换热 器的进水为采暖水的回水，温度为 44℃，换热器出水最高温度为 67℃，当铁渣 量较小时，换热器出水温度将低于 67℃。换热器出水与现有的采暖水系统如何 协同，需要根据现有采暖水系统的质量平衡、热量平衡确定。 在非采暖季时，冷却水采用现有的高炉循环水回水，回水温度约 40℃，循 环水经过换热器后，温度升至 50-65℃后返回现有的循环水系统。 水渣蒸汽有较强腐蚀性，换热器采用 2205 双相不锈钢，确保换热器寿命。 4.5 废气加热 经过水冷降温脱湿后的约 60℃湿空气，进入混合加热器，与来自热风炉约 140℃的废气混合换热，出口温度约为 75-90℃。 混合加热器内湿空气侧将会有冷凝水析出，因此空气侧材质需考虑防腐，采 用 2205 双相不锈钢。其余部分材质采用普通碳钢。 4.5 管道系统 4.5.1 湿空气管道系统 从冲渣点到混合加热器的湿空气在输送过程中有温降，将产生凝结水，该凝 结水具有很强的腐蚀性，因此该段管道采用玻璃钢材质。 在管道上的阀门采用防腐材质。 湿空气管道系统根据管道布置设置排水放水设施。
唐山港陆钢铁高炉冲渣水白羽治理方案
1、概述 1.1 白羽是怎样形成的
湿度大的湿空气，或含湿量大的烟气，在排出烟囱后遇到冷空气迅速放热 降温，湿空气、烟气中部分汽态水凝结成细小水滴，在可见光及太阳照射下表现 为白色烟羽（简称白羽）。从热力学机理上，白羽就是不饱和（无白羽）或饱和 （临界点）的湿空气、湿烟气与空气混合后，迅速传热传质过程，湿空气、湿烟 气进入到了过冷状态，就出现了白羽。
图 1 白羽形成示意图
1.2 钢铁白羽 在钢铁行业，炼铁高炉冲渣水排烟、烧结排汽湿法脱硫烟气、连铸二冷蒸汽、、
冷却塔等等场合白羽严重。尤其在高炉冲渣水排烟、烧结排汽湿法脱硫烟气、连 铸二冷蒸汽等处的白羽，温度高、含湿量大、气体中还有腐蚀性物质，对环境影 响较严重，是导致雾霾的原因之一。 1.3 如何消除白羽
5、主要设备技术规格 5.1 水冷换热器
各高炉水渣白羽治理系统水冷换热器主要技术规格见表 2。
表 2 水冷换热器主要技术规格
序 容积 换热面积
号 m³
㎡
1# 750 2# 1200 3# 550 4# 550 5# 750 6# 750
换热量 kW
7600 11000 5000 5000 7600 7600
6# 750 1.15
4.3.2 冷却水条件
最大渣量 t/min 1.3 1.75 1.0 1.0 1.3 1.3
冲渣水量 m³/h 1736 2264 1800 1800 1750 1750