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电炉烟气余热回收如何实施？ 电炉余热回收设计表格？
近年来，随着高温辐射型转炉汽化冷却、加热炉汽化冷却等余热利用技术在国内市场的广泛应用，从取得的显著经济和社会效益来看，电炉烟气余热回收装置将对国内企业节能降耗及提高经济效益具有十分重要的意义。
一、国内外相关技术发展现状
在电炉的冶炼过程中产生大量的高温含尘烟气，其携带的热量约为电炉输入总能量的11%，有的甚至高达2O%。
目前，国内外电炉炉内排烟处理设施仍以水冷为主，电炉烟气余热回收系统尚处于起始阶段。目前投入工程应用的电炉烟气余热回收设施有废钢预热器和余热锅炉。近年来国内成套引进多台Consteel炉，如石横、通化、韶钢等钢厂。投运后虽废钢有一定温升，但存在预热温度低温升不均匀、预热通道漏风量大、风机电耗较高、车间内占地面积大、料跨吊车作业率高等问题。且废钢预热也只能利用烟气的部分显热，排烟温度仍较高。
在上世纪8O年代，德国的OSCHATZ公司为欧洲钢铁厂的4座电炉设计和制造了汽化冷却系统，在120~140t超功率电炉的炉体、炉盖和内排烟上都实现了汽化冷却。其中德国克虏伯150t超高功率电炉的炉壳和内排烟采用的汽化冷却装置，蒸汽压力1.0~2.5兆帕，蒸汽产量1~13吨。而在前苏联，汽化冷却也被普遍采用，不论是炼钢电炉还是铁合金电炉，不论是开放式的还是闭式，都采用汽化冷却。近年来，随着高温辐射型转炉汽化冷却、加热炉汽化冷却等余热利用技术在国内市场的广泛应用，从取得的显著经济和社会效益来看，电炉烟气余热回收装置将对国内企业节能降耗及提高经济效益具有十分重要的意义。
二、工程简介
某炼钢项目一期新建一座70吨电炉炼钢连铸车间，年产钢水72万吨，连铸坯7O万吨;二期铁水热装时，年产连铸坯达到8O万~90万吨。同时，为节能降耗，减少吨钢能耗指标，提高全厂循环经济效益，与之配套新建了一套电炉汽化冷却烟气余热回收装置。
1.70吨电炉工艺原始数据
电炉公称容量70吨。平均出钢量100吨。****出钢量110吨。电炉兑铁率：一期80%废钢，20%生铁;二期60%废钢，40%铁水。电炉冶炼周期：一期58分钟，二期45分钟。年工作天数300天。
一期电炉第四孔炉气参数：炉气设计流量每小时5550O立方米，炉气设计温度1700℃。二期电炉第四孔炉气参数：炉气设计流量每小时71000立方米，炉气设计温度1700℃。
2.烟气余热回收装置设计参数
每小时额定烟气流量1800O立方米。烟道人口额定烟气温度1000℃。热管换热器人口额定烟气温度850℃。热管换热器出口额定烟气温度250℃。烟气侧阻损1800～2500帕。汽包额定工作压力1.6兆帕。除氧器额定工作压力0.02兆帕。外送蒸汽压力1.3兆帕。冶炼周期余热回收平均每小时蒸汽流量8吨。
三、系统组成及工艺流程
1.系统组成
电炉烟气余热回收装置由汽化冷却装置、锅炉给水泵、除氧器、蓄热器、蒸汽滤洁器、分气缸、磷酸盐加药装置、取样冷却器、排污扩容器等设备及工艺管道组成。
汽化冷却装置由汽包、汽化冷却烟道、热管换热器(蒸发器部)、热水循环泵、循环水管道等组成。
汽化冷却烟道由I段烟道、II段烟道、III段烟道、Ⅳ 烟道及非金属补偿器等组成;热管换热器由蒸发器、省煤器及锅炉框架等组成。
2.工艺流程
烟气系统流程 高温烟气从电炉炉顶(第四孔)抽出，经水冷弯头、水冷滑套、I段烟道，在绝热燃烧沉降室(烟气在燃烧沉降室一方面充分燃烧同时大颗粒灰尘沉积在沉降室底部，由专人定期清除)充分燃烧，然后烟气继续流经II段烟道、III段烟道、IV烟道，烟温降至约850℃，再经过热管换热器后烟温降至约250℃，与二次烟气混合送至除尘系统净化达标后排入大气。
汽水系统流程 从电炉炼钢车间供应的软水，接入除氧器，经锅炉给水泵供入省煤器加热后送至汽包。汽包下降管分为两路：一路循环水经热水循环泵加压后进入汽化冷却烟道(Ⅲ段烟道采用自然循环)，在水冷膜式壁中与电炉高温烟气换热，产生汽水混合物，再经上升管返回汽包，组成强制循环;另一路循环水进入热管换热器，在换热器内吸收低温烟气中的热量，产生汽水混合物返回汽包，组成自然循环。汽水混合物在汽包简体上部汽水分离，蒸汽送至新建蓄热器，与来自快速锅炉房的过热蒸汽经减压后供外网及VD真空脱气装置使用。
清灰输灰系统流程 热管换热器为双烟箱立式结构，烟气从上至下横向冲刷管排，管排积灰情况较烟道内更为严重。因此在每个蒸发器模块及省煤器模块均设有激波清灰装置。运行人员根据管排积灰情况利用激波清灰装置对设备进行清灰。热管换热器底部设有灰斗，用以收集烟气中及被激波清灰器清除下来的灰尘。在非冶炼期操作人员定期开启灰斗下的卸灰阀，通过设在卸灰阀下的埋刮板输灰机输送至统一存灰处，定期由汽车拉走。
四、现场的实际运行
炼钢工程自2010年11月7日正式投产至今，电炉烟气余热回收装置已成功配合炼钢工艺生产合格钢水达l8万t。到目前为止，该套装置运行情况稳定，各项经济指标均达到或接近设计值，得到了业主的充分肯定。经对该套装置在本工程中运行情况的长期跟踪并结合现场的一些运行数据，谈谈该套装置在工程中的应用情况。
1.产汽量
2011年3月3日晚8点14分至4日早8点11分，炼钢系统连续炼钢l2炉，除氧器入口软水记录总流量由6600立方米上升为6701立方米，同时汽包水位由+21.6毫米变为+130毫米，除氧器水位由+324毫米变为+270毫米，期间系统总共排污3次，按每次排污量l吨计算，炼钢系统连续稳定运行时，汽化冷却系统产汽每小时约9.03吨。
2.排烟温度
该套装置自2008年研制成功以来，由于研制成功时间距今较短，在现有钢厂中还未得到广泛使用，因此现场运行经验不是十分丰富，同时还存在各钢厂之间的差异性。该套装置在投产前期，运行人员每天保证激波清灰一次的情况下，热管换热器人口烟气温度始终低于600℃，低于设计值;换热器出口左侧烟箱烟气温度高于右侧，左侧烟箱烟气温度最高时达到300℃左右，右侧烟箱烟气温度最高时约为270℃，均高于设计规定值。经分析热管换热器出口烟气温度较高与换热器内积灰情况有重要关系，因此每天必须增加激波清灰次数。经现场运行人员的不断摸索及反复实践以每天至少激波6次(每班2次)，每次间隔时间大约4小时为宜，出口烟气温度下降比较明显。目前为止，在保证每天激波6次的情况下，右侧烟箱出口烟气温度高于左侧，右侧最高时260℃左右，左侧烟气温度始终低于250℃。
3.存在的问题
为保证电炉冶炼期间烟气中可燃气体的充分燃烧以及烟气中大颗粒灰尘的沉降，在I段烟道尾部设置了燃烧沉降室。在工程中，燃烧沉降室采用了绝热。从现场运行情况看，电炉烟气中含尘量大，沉降室短期内沉积大量灰尘，根据现场观察I段烟道正下方积灰高度可达4米左右)，但由于多种原因，投产前期积灰未能得到及时清理，导致从I段烟道下来的高温烟气及灰尘在遇到灰堆上表面后迅速反弹，造成对沉降室顶部的严重冲刷。这样可能造成如下后果：燃烧沉降室绝热顶部寿命严重缩短;沉降室沉降空间减小，烟气在沉降室停留时间缩短，烟气沉降效果减弱，增加之后烟气流经设备的负担;增加烟气侧阻力，影响除尘效果。结合该工程实际及营口中式基地等类似工程的情况，建议清灰周期为每周1次。同时在以后类似工程的设计中沉降室可考虑绝热和汽化形式相结合的方式，沉降室底部及四周考虑绝热，顶部及出灰口考虑汽化。因为电炉烟气波动比较大，绝热顶部很难经受住电炉烟气急冷急热的工作环境。
4.技术经济分析
(1)传统烟气水冷设施的基建投资：300万～500万元。
运行费用估算：①工业循环冷却水：每小时流量1800吨，补充新水按5%计算，折合-90×1.5=-135元/h;② 电能：冷却水循环泵电耗约600kW，折合-600×0.5=-300元/h。
(2)汽化冷却余热回收装置的基建投资：1600万～2000万元。
运行费用估算：① 软水：排污损耗10%，补水流量约为10t/h，折合-10×3.6=-36元/h;② 电能：工作电耗250kW，折合-250×0.5=-125元/h。收益：饱和蒸汽1.0～1.6MPa，约9t/h，折合9×90=810元/h。
按年工作小时300×24=7200计，汽化冷却余热回收装置的年运行成本比水冷设施低197万元，汽化冷却余热回收装置的年收益583万元，1.7~1.9年即可收回基建投资净差。从社会效益方面分析，余热回收的蒸汽可用于饱和蒸汽发电、可供应VD真空精炼，年节约标煤约0.72万吨，每年减少二氧化碳排放1.63万吨，减少二氧化硫排放144吨，减少灰尘、灰渣等大气污染排放0.2万吨。
电炉烟气余热回收系统如何实施 电炉烟气余热回收设计表格
五、结语
电炉烟气余热回收装置运行安全、可靠，各项经济指标均达到甚至超过设计规定值，经济效益显著，为国内炼钢企业节能降耗及提高全厂循环经济效益开辟了一条新途径。