高爐熱風爐余熱回收技術

高爐熱風爐的煙氣溫度為250—35CTC,排煙中含有大量余熱。將高爐熱風爐

余熱回收利用，來預熱熱風爐燃燒所需燃氣和助燃空氣，可有效地提高風溫、增加

高爐噴煤量和降低燃料比。高爐熱風余熱回收技術類型較多，我國使用的高爐熱風

爐余熱回收裝置及技術有多種型式，如單體式熱管換熱器、分離式熱管換熱器、回

收式換熱器、熱媒式（水或油）換熱器、板式換熱器，以及熱風爐自身預熱技術等。

單體式熱管換熱器的結構。熱管是20世紀60年代發(fā)展起來的，具有結構簡單、

導熱性能高效等特點。熱管為一根抽成真空（或裝有吸液芯）的密封金屬管，該金

屬管作為管殼，其內(nèi)壁貼附有絲網(wǎng)吸液芯，利用毛細作用力使液體在吸液芯內(nèi)不

受熱管位置的限制而移動。管殼兩端完全密封，在密封前管內(nèi)先封裝適量的液態(tài)工

質(zhì)。熱管分為蒸發(fā)段、絕熱段和冷凝段。其兩端分別為蒸發(fā)段和冷凝段.工作時，蒸

發(fā)段（吸熱段）的工作液體被熱管外的熱流體加熱，吸收潛熱蒸發(fā)，其蒸發(fā)經(jīng)絕熱

段（保溫）流向冷凝段（散熱段），工作液蒸氣釋放潛熱，凝結為液體。蒸氣液化釋

放出來的潛熱通過管壁傳遞給管外側冷流體。匯集在冷凝段的吸液芯中的凝結液借

助于重力、表面張力或吸液芯的毛細力的作用流回蒸發(fā)段；工質(zhì)蒸氣冷凝放出的熱

量通過管壁加熱環(huán)境。通過工質(zhì)吸熱蒸發(fā)在冷凝放熱熱量，將熱量從加熱段傳遞到

冷凝段。

一、由于熱管利用了相交傳熱原理，熱管內(nèi)部傳熱速度極快，因此元件傳熱速度

卻決于管壁與氣流間傳熱的快慢。一般在熱管兩端裝設翅片，增大傳熱面積，

改善熱管的換熱效果。目前，大多數(shù)鋼鐵企業(yè)使用的均為單體式熱管重力型熱

管，即工作液依靠重力回流的熱管。單體式熱管換熱器通常布置于熱風爐煙道

上。其內(nèi)部分為上下兩個換熱室，其外觀為一大箱體。下部換熱室通過熱煙氣，

上部換熱室流過煤氣或助燃空氣：上下?lián)Q熱室其間由縱貫上下兩室的單體式熱

管管束來傳遞熱量。熱管換熱器的密封性能好，可用于空氣和煤氣的預熱。

二、換熱器內(nèi)的熱管元件各自獨立，分別安裝，在積灰嚴重或需要更換檢修時，可

以打開上蓋取出單根損壞的熱管.由于熱風爐的換熱器采用了鋼一水熱管，熱

管中的蒸氣壓力隨溫度的升高而增加.為了防止煙溫過高引起熱管破裂，往往

在設計時要采用溫控措施。當溫度超過規(guī)定值時，自動減少流動換熱器的煙氣

量。保證熱管的工作溫度始終處于正常范圍。

三、分體式熱管換熱器。采用分體式布置，燃燒爐、換熱器各成一體，保證了燃燒

充分、換熱完全，量大供熱量能做到1。05KWo分體式熱管的結構為：制作成

管排的蒸發(fā)部和冷凝段分別放置于煙氣流和空氣流（或煤氣流）中，冷凝段在

高處，加熱蒸發(fā)段的位置較低，中間用兩根以上的流通管和回流管相連接。受

熱蒸發(fā)的工質(zhì)蒸氣經(jīng)流通管上升到冷凝段放熱，冷凝的液態(tài)工質(zhì)依靠重力經(jīng)

流管回到加熱蒸發(fā)段，重新吸熱參與再一次的換熱循環(huán)。冷凝段和蒸發(fā)段的距

離可達30-50m,方便了換熱器在使用現(xiàn)場的布置和安裝.換熱系數(shù)采用逆叉

流換熱方式，即煙氣定管外，空氣走管內(nèi)。一方面有效控制了換熱器的積灰,

即使積灰也容易清理；另一方面強化了換熱，降低系統(tǒng)阻力，減少風機功耗。

同時在整個系統(tǒng)中采用自動上煤、自動除渣，配備了具有電力驅(qū)動、控制、監(jiān)

測等功能的電控設備，保證系數(shù)正常工作.

四、板式換熱器。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、高

效換熱器，具有以下特點：1。傳熱系數(shù)高.由于波動板片相互倒置，在流通中

形成網(wǎng)狀觸點，流通交叉變化，流體方向多變，在臨界諾數(shù)約為200時就能達

到湍流，使膜傳導系數(shù)顯著提高，增強了傳熱；2。體積小，占地面積小，質(zhì)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，占地面積僅

為列管換熱器的1/5—1/10;3。組裝靈活，拆裝清洗方便。國內(nèi)中小高爐爐體

軟水冷卻大多采用空冷器，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)變動而波動。在夏天時最高進高爐水溫達到70C以上，遠高

于最佳供水溫度35--40℃.空冷器管束易腐蝕、漏水，而對腐蝕管術采用“盲

死”措施后，空冷器換熱面積減少，更使進入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)的提高，空冷器冷卻能力不足的矛盾日益突出，

已嚴重影響高爐的安全高產(chǎn)和使用壽命。

五、高溫噴流換熱器。采用國際上冶金行業(yè)較為先進的氣-氣換熱結構，換熱管由

外管和噴流內(nèi)管組成。來自噴流內(nèi)管的高速氣流沖擊在換熱管的弧形內(nèi)壁，具

有破膜作用，較大地提高了內(nèi)壁的傳熱系數(shù)。可達到950W/（m2?℃）以上,

并使換熱管的平均工作溫度降低，提高換熱器的使用壽命。通過選取不同材質(zhì)

和布置方式，可使供熱溫度到達到500℃以上。

六、熱媒式換熱器。這種換熱器的工作原理是利用熱媒（水、油）的循環(huán)，將煙氣

的余熱不斷地傳送給需要預熱的煤氣或空氣。熱換煤換熱器由煙氣換熱器、煤

氣換熱器和空氣換熱器、循環(huán)泵、膨脹罐、儲液罐及管路組成。這些設備組成

一個熱媒的循環(huán)回路。在循環(huán)泵的驅(qū)動下，熱媒在煙氣換熱器（裝于煙道之中）

中吸熱煙氣余熱升溫，高溫熱媒分別被送入煤氣換熱器和空氣換熱器中，對

煤氣和空氣進行預熱，變冷的熱媒被重新送入煙氣換熱器進行新一輪的加熱

和換熱循環(huán).

七、油熱煤換熱器。油熱煤換熱器通常采用高溫導熱油為熱媒介質(zhì)，可在320℃以

下正常工作，工作壓力較低，由于熱煤油比熱容小于水的比熱容。所以在熱媒

供出與回送溫度差相同時，油熱煤的循環(huán)量較水熱媒大50%,循環(huán)所需的動

力消耗高50%左右。油熱煤換熱器有如下技術特點：1.油熱煤壓力波動小。在

熱媒的吸熱放熱循環(huán)過程中，