10．2熱風爐煙道廢氣余熱回收

高爐熱風爐的煙氣溫度為250～350℃，煙氣量大，具有較多的余熱。利用高爐熱風爐廢氣的熱量來預熱助燃空氣和煤氣，能提高熱風爐的理論燃燒溫度，進而提高風溫，是增加高爐噴煤量和降低燃料比的有效措施。助燃空氣溫度與煤氣溫度對理論燃燒溫度的影響如表10-1所示，助燃空氣溫度每升高100℃，相應提高理論燃燒溫度30～35℃；煤氣溫度每升高100℃，相應提高理論燃燒溫度

50℃。

目前常用的余熱回收裝置有熱管式換熱器和熱媒式換熱器兩種。

10．2．1熱管式換熱器

熱管式換熱器的工作原理如圖10-4所示。它是把帶有翅片的金屬管密封抽成真空后，灌人熱媒體，熱管式換熱器的受熱端置于熱風爐煙道廢氣管路系統內，冷凝端置于助燃空氣或煤氣管路系統內。熱媒體在受熱端吸熱蒸發，溫差產生的壓差使蒸汽流向冷凝端，熱媒體在冷凝端放出潛熱傳給管外冷源——助燃空氣或煤氣，蒸汽又凝結成液體，在重力作用下又流回受熱端。如此反復循環，熱量不斷地從受熱端傳人冷凝端，達到換熱目的。

熱管式換熱器在結構上可分為整體式熱管換熱器和分離式熱管換熱器。

10．2．1．1 整體式熱管換熱器

整體式熱管換熱器回收熱風爐煙道廢氣余熱的基本工藝流程如圖10-5所示。整體式熱管換熱器等溫性能好，可回收熱風爐煙道廢氣的低溫余熱，易密封，可預熱助燃空氣和煤氣，結構簡單。但是，大直徑的助燃空氣管道和煤氣管道往返較多，增加了投資，工作溫度受熱媒體的限制，并且管道容易破裂。

10．2．1．2 分離式熱管換熱器

分離式熱管換熱器的工作原理如圖10-6所示，與整體式熱管換熱器的區別在于分離式熱管的受熱端和冷凝端置于不同的換熱器內，受熱端和冷凝端之間用蒸汽連接管與液體連接管相連，熱媒體在受熱端被熱風爐煙道廢氣加熱成蒸汽，通過蒸汽連接管送到冷凝端。蒸汽在冷凝端被煤氣或助燃空氣冷卻后凝結成液體，冷凝液通過液體連接管返回到受熱端，液體的返回是由受熱端與冷凝端位置的高差實現的，如此不斷循環，實現熱量的連續傳遞。在熱管的冷凝端，還有不凝性氣體分離裝置，產生的不凝性氣體可隨時排放。

分離式熱管換熱器的典型流程如圖10-7所示。這種換熱器設備制造比較容易，易于大型化，高架布置，占地面積小，布置靈活。其缺點是熱管受熱端和冷凝端的分離距離和高差有一定限制。

10．2．2熱媒式換熱器

熱媒式換熱器的工藝流程如圖10-8所示，主要設備包括煙氣換熱器、助燃空氣換熱器、煤氣換熱器、循環泵、熱媒體貯罐、膨脹罐、供給泵等。

熱媒式換熱器的工作原理是：熱媒體在循環泵的強制驅動下流人煙氣換熱器中的鋼管內而被熱風爐煙道廢氣加熱，冷卻后的熱風爐煙道廢氣通過煙囪排人大氣，加熱后的熱媒體流人助燃空氣換熱器和煤氣換熱器的鋼管內，將熱量傳遞給助燃空氣和煤氣，加熱后的助燃空氣和煤氣送人熱風爐內燃燒，冷卻后的熱媒體經過循環泵再次送人煙氣換熱器內加熱，如此循環。

熱媒體的種類很多，常用的有水、油、導熱姆等。在使用時一般要考慮熱媒體的安全性，如：有無毒性、是否和管壁反應分解、有無碳化沉積現象等。

熱媒式換熱器的優點是：

(1)熱媒體采用導熱油，具有較高溫度下的熱穩定性，可長期連續使用。

(2)受熱側、放熱側分離設置，不會因漏氣造成預熱煤氣不安全的問題，可同時預熱空氣和煤氣。熱效率高，氣密性好，可以通過調節熱媒體的流量來調節預熱助燃空氣和預熱煤

氣之間的熱量。

(3)工藝可分散布置，適應于熱風爐區場地狹窄的技術改造。

(4)換熱器小而輕，便于安裝和更換，維護簡便。

其缺點主要是清灰較困難，應適當加大翅片和翅片管間距，以便清掃和減少阻力，對加壓循環泵的要求比較高。