蒸汽预热

预热烧结混合料进而强化烧结过程的措施

蒸汽预热是预热烧结混合料进而强化烧结过程的措施之一，其操作的基本流程如下:锅炉分汽包~蒸汽~高效汽水分离~控制阀~流量检测~压力检测~蒸汽喷嘴。

简介

在烧结生产中，烧结混合料温是影响烧结生产的重要因素之一。点火前的料温如过低，水气就会从料层中冷凝析出，低于露点温度〔约60-65 ℃)时，就会在下部凝结成水，形成过湿带。过湿带的形成和增厚会使料层阻力大幅增加，使料层透气性变坏，降低垂直烧结速度，从而导致烧结矿产量和质量的波动。因此，为稳定和提高烧结产量和质量，应严格控制和提高烧结混合料的温度。

目前国内烧结生产中，提高混合料温的方法和途径有很多，从热源上讲，有采用热返矿加热混合料、热废气预热混合料、热空气预热混合料和蒸汽预热混合料等。从预热位置上讲，又有在混合筒前配加热返矿和生石灰及热水、混合筒内通蒸汽和混合筒后部加热等不同。

蒸汽预热工作原理

蒸汽预热装置一般由截止阀、疏水阀、汽液分离器、电动调节阀、节流流量装置、强力燕汽喷头及连接管路组成。来自竖炉的余热蒸汽先经过汽液分离器除去其中的水分后，经电动调节阀、流量计和分布在机头布料缓冲矿槽内的强力蒸汽喷头，将蒸汽射人矿槽内，喷头分两排相对布置，对混合了进行预热操作，整个装置的工作要求蒸汽压力一般约0. 3MPa。

工艺流程

蒸汽预热操作的简易工艺流程为: 蒸汽~汽液分离器~流量计~压力表~调节阀~贮矿槽强力喷头，蒸汽先经过汽液分离器除去其中的水分后，经流量计、压力表、调节阀，再到分布在贮矿槽周围和中心的强力喷头，将蒸汽射人贮矿槽内。

生产中问题

由于实际生产的受热交换和运输环节及天气等中间过程的影响，普遍存在初始料温偏低和热量散失较大的问题，预热效果并不理想，这也是预热技术不能普及和没有较大突破的主要原因。

主要改进措施

一、优化设计参数，改善加热质量

从热工原理上讲，烧结混合料蒸汽预热装置是一种竖式移动散料床的逆流式气固热交换设备，该装置中的供热主体是蒸汽喷嘴。因此，蒸汽喷嘴的参数及设计直接关系着预热效果的好坏。为减少散热和工艺本身的限制，设计将预热装置安装在混合料矿槽的中间位置，此处空间小、料流速度快，蒸汽与混合料接触时间短，如蒸汽喷嘴的结构参数和安装参数设计不准确，则无法满足正常预热的需要。根据热工设备的工作特性，合理的结构参数是特定的产量和合理的操作参数相对应的，即产量、蒸汽量和蒸汽喷嘴的结构、数量、喷出速度及安装方法存在特定的对应关系。对于本装置中汽固两相间的热交换过程来说，主要取决于喷嘴的数量和蒸汽的喷出速度，而当产量一定和蒸汽量也相对一定时，则蒸汽的喷出速度又是由喷嘴的喉口尺寸决定的。根据实际生产情况，按产量220t/h为计算依据，通过计算确定蒸汽喷出速度在亚音速工作段，并参照此设计了新的蒸汽喷嘴。新喷嘴不仅供热量大、喷射角度广，而且还防堵、防锈，更换方便。通过优化结构参数和增加喷嘴数量以及采取错排密布的安装方式，使加热介质的分配和供入都更加合理。在喷嘴布局上减少了间隔，基本消除了加热盲区，加大了换热区域，改善了加热质量。

二、两次加热，强化热交换

通过测试和总结，发现在原有的预热过程中，混合料与加热蒸汽间的接触时间太短，热交换不充分，混合料大多还来不及被加热其预热过程就已结束了。所以料温偏低，效果不好。据此，将原来的1次加热过程改进为两次加热，即在第1次加热结束后立即进行第2次加热，强化换热，使混合料在第1次加热的基础上又迅速进入到第2次加热段，料温得以大幅提高。

三、缩短运输距离，减少散热损失

选择在离点火器最近的混合矿料槽为加热点，使混合料预热后立刻布到台车上并进入到点火炉内点火，最大限度减少了运输过程中的散热损失。

四、高效脱水，严控料内水量

根据工艺要求，应严格限制烧结料的含水量。而蒸汽本身经几百米的远距离输送后会产生部分冷凝水，如不将这部分水去除，混合料的水分将大量增加。所以专门采取了两项措施控制水分，一是在蒸汽管路上安装疏水器，以去除沿途产生的冷凝水;二是在预热器前专门设计高效低阻的脱水装置，采用离心、丝网和重力等多种方法以尽可能脱去蒸汽中的残留水分，严格控制了混合料内的水分不因蒸汽带入而增加。

国内技术应用实例

比莱钢厂采用蒸汽预热提高烧结机生产率

烧结机的生产能力因冷烧结混合杆烧结时下层水蒸汽的再冷凝而减少。采用烧结混合杆预热工艺后，由于预热的混合料温度高于露点温度，从而抑制了水蒸汽的再冷凝。

比菜(BHILAI)钢厂第二烧结厂的蒸汽预热系统装在圆筒造球机之前的混合料槽内。通过工业性试验，研究了烧结混合料温度对粒化程度、烧结机速度和烧结矿质量的影响。在烧结混合料温度提高到52℃时，拉化率提高了5. 0%，烧结机的平均生产率提高了4.0%，单位固体燃料消耗降低了5.0%，烧结矿落下强度提高了2.0%。当粉矿(-1毫米粒级)的含量和单位生石灰消耗都较高时，预热的效果尤为显著。

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