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隨著國(guó)內(nèi)鋼鐵生產(chǎn)能力的不斷增加，對(duì)白灰（CaO）的需求量也越來越大。各鋼鐵企業(yè)利用自身高爐產(chǎn)生的高爐煤氣，輸送到白灰窯作為燃料進(jìn)行燒制白灰并從中獲取鈣元素來滿足生產(chǎn)的需求。

      高爐煤氣是高爐煉鐵的副產(chǎn)品，是鋼鐵聯(lián)合企業(yè)內(nèi)部的重要?dú)怏w燃料，它的主要可燃成分為CO_，而H₂和CH₄的含量很少。有大量的不可燃?xì)怏wN₂和CO₂，所以它的燃值很低，一般只有3000-3800KJ/m³。

      另外，從高爐引出的煤氣中含有大量的灰塵，一般為60-80g/m³或更多，這些粉塵會(huì)堵塞管路和設(shè)備。作為氣體燃料的使用，工藝規(guī)定高爐煤氣必須經(jīng)過除塵凈化處理，并達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)后才能輸送和使用。按照工業(yè)爐用氣標(biāo)準(zhǔn)，含塵量必須小于或等于20mg/m³。作為煤氣預(yù)熱器的換熱器而言，也必須達(dá)到此項(xiàng)規(guī)定要求。再則是煤氣中的機(jī)械水應(yīng)盡量除去，降低腐蝕，減少在換熱管內(nèi)的機(jī)械水份及灰水粘接，增高煤氣的預(yù)熱溫度，保證換熱器的正常運(yùn)行及煤氣在灰窯爐內(nèi)正常燃燒。

      由于高爐煤氣的理論燃燒溫度較其它煤氣低，燃燒溫度只有1400-1500⁰C。通過燃燒后的高溫?zé)煔鈱⒖諝夂兔簹忸A(yù)熱來提高它的燃燒溫度，是切實(shí)有效和節(jié)能的大舉措。助燃空氣每提高100⁰C，高爐煤氣的燃燒溫度可提高40⁰C；高爐煤氣進(jìn)爐溫度每提高100⁰C，高爐煤氣的燃燒溫度可提高60⁰C。采用新型高效節(jié)能的CGK-1、CGM-1煤氣預(yù)熱器，分別能將空氣預(yù)熱到300C、煤氣預(yù)熱到250⁰C。則高爐煤氣的燃燒溫度可提高270⁰C，能使高爐煤氣的燃燒溫度高達(dá)1700⁰C。

      據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)部分鋼廠白灰窯的生產(chǎn)狀況調(diào)查了解，使用未經(jīng)預(yù)熱的高爐煤氣作為燃料進(jìn)行生產(chǎn)的，因熱量不足，爐窯溫度偏低，而導(dǎo)致白灰產(chǎn)量及質(zhì)量均偏低。在冬天使用，則情況可能更差，時(shí)常因煤氣含塵較多和含機(jī)械水而堵塞燒嘴。如180m³容量的白灰窯日產(chǎn)量只在90噸左右，而且白灰夾生率高，夾生率一般在20%以上。同時(shí)，白白排放掉400-500⁰C能產(chǎn)生二次能量的利用煙氣，并對(duì)大氣造成熱污染及灰塵污染。

      也有鋼鐵廠安裝有光管式空氣、煤氣預(yù)熱器，但由于換熱面積小，預(yù)熱溫度不是很高，空氣預(yù)熱溫度只有100-150⁰C，煤氣溫度在80-120⁰C之間，工藝效果不很明顯。河南濟(jì)源鋼廠6座150m³白灰窯安裝有光管式空氣、煤氣預(yù)熱器，白灰夾生率仍在15-18%之間，日產(chǎn)量80噸/座左右。

       針對(duì)白灰窯現(xiàn)行工藝狀況，本企業(yè)利用自身專業(yè)設(shè)備及專業(yè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，為現(xiàn)行的白灰窯專門設(shè)計(jì)和制作了具有先進(jìn)技術(shù)的CGK-1、CGM-1型雙向翅片管式空氣、煤氣預(yù)熱器。

       首先依據(jù)加熱與被加熱介質(zhì)同是氣體且換熱系數(shù)較低的特性，在換熱管內(nèi)外同時(shí)增加換熱面積（即內(nèi)、外翅片），來大大提高整體換熱能力。內(nèi)外增加的翅片均采用具有先進(jìn)技術(shù)的焊接方式，保證翅片與基管整體焊接在一起，消除接熱阻（經(jīng)西安交通大學(xué)測(cè)試，接觸熱阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其它形式的翅片管接觸熱阻，熱阻幾乎為零）。再則，鎳合金滲層翅片管具有抗自身600⁰C高溫氧化、表層硬度高、抗煙氣沖刷、耐腐蝕等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。

       整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)充分考慮了氣體流動(dòng)方式及氣體均流的合理性，傳熱溫差的*大化，以及換熱管的布置和煙氣自清灰功能設(shè)計(jì)、熱彭脹等問題。保證換熱管的安全正常、高效能的使用。從窯頂引出的煙氣經(jīng)主煙管分叉流到空氣和煤氣預(yù)熱器，各自和高溫?zé)煔獬浞謸Q熱�；厥盏臒崃坑芍伎諝夂兔簹馕蘸笞饔糜诨腋G內(nèi)；降低溫度后的排煙再經(jīng)除塵達(dá)標(biāo)后排入大氣。

       國(guó)內(nèi)某鋼鐵公司5座140m³白灰窯投入使用了CGK-I、CGM-I雙向翅片管式空氣、煤氣預(yù)熱器，產(chǎn)量和質(zhì)量均有大幅提高。

       從以上的5座白灰窯使用的CGK-I、CGM-I型雙向翅片管式空氣、煤氣預(yù)熱器運(yùn)行記錄表上數(shù)據(jù)顯示；

       煙氣溫度300⁰C時(shí)，助燃空氣預(yù)熱至210⁰C，煤氣170⁰C⁰

       煙氣溫度350⁰C時(shí)，助燃空氣預(yù)熱至250⁰C，煤氣200⁰C

       煙氣溫度400⁰C時(shí)，助燃空氣預(yù)熱至300⁰C，煤氣240⁰C

       煙氣溫度450⁰C時(shí)，助燃空氣預(yù)熱至350⁰C，煤氣260⁰C

       回收熱量平均值：1400KW

      （注：煤氣溫升較低，是由于煤氣中的機(jī)械水未出盡，水分受熱蒸發(fā)而消耗部分熱量，使得煤氣溫升比空氣低的多一些。）

        由于該型式空氣、煤氣預(yù)熱器預(yù)熱溫度高，顯著提高了高爐煤氣在灰窯內(nèi)的燃燒溫度，并因補(bǔ)充進(jìn)大量的回收能源，使得灰窯內(nèi)熱量充足，成品白灰質(zhì)量和產(chǎn)量顯著提高，白灰夾生率大為降低。在使用了CGK-I、CGM-I型雙翅片管式空氣、煤氣預(yù)熱器后，基本上消除了白灰夾生的問題，而且白灰的品位很好，單窯產(chǎn)量也由原來的90噸/天提高到120噸/天。提高的原因一是燃燒溫度的提高，縮短了燒制周期；二是由煙氣回收的熱量直接作用于爐窯內(nèi)變?yōu)楫a(chǎn)能的增加

       從節(jié)能效果上分析：?jiǎn)巫?FONT face="Times New Roman">140m³白灰窯平均回收熱量為1400KW（既1400KJ/s），高爐煤氣熱值3500KJ/m³左右。相當(dāng)于節(jié)省煤氣0.4m³/s或1440m³/h。用戶自己可根據(jù)煤氣單位價(jià)換算出回收價(jià)值。

       如果煤氣按0.1元/m³計(jì)，側(cè)回收價(jià)值144元/小時(shí)、3456元/天、10.368萬元/月、124.416萬元/年。一套140m³白灰窯CGK-I、CGM-I型雙向翅片管式空氣、煤氣預(yù)熱器價(jià)位在26萬元左右。

       從環(huán)保效果上看，降低排煙溫度意味著直接減少對(duì)大氣的熱污染。另外，灰窯多裝有布袋式除塵器，降低排煙溫度對(duì)保護(hù)布袋及正常除灰起到可靠的作用。