摘要：文章阐述了高炉脱湿鼓风技术，并对脱湿鼓风方案的制定和工艺流程做了简介，采用高炉脱湿鼓风技术降低了综合焦比和能源成本，节约了鼓风能耗，实现了负能除湿，为高炉除湿带来了高炉顺行增产效益，提高了富氧，该技术具有投资推广价值。
关键词：高炉；炼铁企业；鼓风脱湿技术；钢铁制造；气象因素 文献标识码：A
中图分类号：TF538 文章编号：1009-2374（2017）08-0059-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.08.028
目前，有许多炼铁企业对气象因素给高炉炼铁带来的影响已有所认识，他们根据气温、下雨等气象情况及时调整高炉炼铁配料、焦比、喷煤、风量等工艺参数，使高炉稳定顺产，如不及时调整就会导致焦比偏高、高炉的炉况波动甚至失常。因此，采用高炉鼓风除湿技术，使鼓风空气状态全年恒定，四季如冬，从而避免气象变化对高炉炼铁的影响，使高炉炉况稳定、高产顺产并产生节能降焦等较大经济效益而被越来越多的炼铁企业认识和采用。
经过鼓风机和热风炉进入高炉的热风，其水分含量和温度对炼铁焦比有直接影响，实践已证明水分越低，风温越高，焦比越低。经过冷凝除湿后的空气密度提高还能降低鼓风机的动力消耗，可谓一举多得。
有的钢铁企业采用加湿来稳定炉况，虽然炉况得到稳定，但是造成焦炭和煤粉的大量浪费，应予以避免。
高炉除湿改造可以提高高炉鼓风的送风温度，稳定高炉运行炉况，降低高炉的能耗以及降低炼铁焦比，提高喷煤比，从而降低能源消耗成本。
阳春新钢铁位于广东阳春市靠近沿海，常年湿度较大。利用高炉鼓风脱湿技术能够解决高炉鼓风温度、湿度变化的问题，从而增加炼铁生产能力，提高企业效益。
1 高炉鼓风脱湿对炼铁的提高
1.1 降低综合焦比
降低综合焦比反映在两个方面：一方面，高炉鼓风中的水分除湿后通过加热炉燃烧同样多的燃料，可提高热风温度，含湿量每降低1g/m3，焦比降低0.3kg/t；另一方面，高炉内的化学反应热的节能，含湿量每降低1g/m3，理论燃烧温度降低7.6℃（首钢经验值），焦比降低1kg/t，合计可降低综合焦比1.3kg/t。根据我公司项目实例，保守取含湿量每降低1g/m3，焦比降低0.8kg/t。
1.2 提高喷煤煤比、置换焦比，从而降低能源成本
鼓风湿分对喷煤的影响也是很明显的。因为湿分造成风口燃烧温度降低，直接影响煤粉的燃烧，从而限制了喷煤量的提高。仅从保持理论燃烧温度不变的因素考虑，湿分每降低1g/m3，煤比要增加1.5～2.23kg/t，可置换焦比1.2～1.8kg/t。
1.3 节约鼓风能耗实现负能除湿
由于高炉除湿鼓风后，鼓风机进口的空气密度提高，鼓风能力加强，所以在不增产的情况下鼓风的能耗将下降，根据我公司项目实例，保守取下降10%。
1.4 高爐除湿带来的高炉顺行增产效益
高炉除湿鼓风可带来增产的能力为湿分每降低1g/m3，炼铁产量可增加0.1%～0.5%。
1.5 提高富氧
除湿每10g/m3可提高富氧1.5%。
综合归纳如表1所示。
2 高炉脱湿鼓风技术的实现
阳春新钢铁高炉鼓风脱湿系统在首秦、莱钢、衡钢等项目已应用，经多次改进具有自主知识产权，其优点主要有：（1）采用初冷和螺杆机组深冷联合制冷，确保鼓风的含湿量能够降低到6g/m3，从而使鼓风含湿量常年变化量在6～8g/m3之间，年除湿运行时间在7200小时左右，比常规除湿多运行2000小时，真正做到“四季如冬”，最大程度地解决季节对高炉运行的影响；（2）采用公司独有冷量回收技术，减少运行费用30%以上；（3）多台机组和螺杆机组配置，变负荷能力宽，备用性好，全年高效运行；（4）除湿机组断面风速独家设计值低，总阻力损失低于200Pa，冷凝水分层集水、均流板应用等使除湿效率更高；（5）全自动化控制等确保系统全年连续可靠运转。
3 经济效益分析
两座1250m3高炉除湿设计风量6000m3/min，含湿量运行指标取8g/m3，阳春气象资料统计如图1所示：
由此，最保守只计算焦比降低、增加喷煤置换焦比及鼓风能耗降低三项效益如下：（1）焦碳价格按2000元/t计算则年节约31985×0.8×2000=5117万元；（2）焦碳与煤价差按800元/t，则年节约31985×1.2×800=3070万元；（3）蒸汽单价120元/t，鼓风机耗量估计85t/h，则年产生85×10%×24×30×11×120=807万元节能效益，综合以上年效益8994万元；（4）本除湿系统年耗能费计算，本系统电费按0.68/度计算，平均负荷按70%，取消选型安全系数1.2，则年耗电费2000kW（总电容）/1.2×60%×24×30×11×0.68=628.32万元，维保每年100万元，总动力消耗年费用728.32万元；（5）年总净效益8265万元。
4 工艺描述
分为除湿系统和制冷系统：
第一，除湿系统通过降低空气温度，使其达到露点，在冷却器表面凝结成水排出达到脱湿的目的。同时，利用制冷机的冷却水进行回热处理，提高风机进气温度。
脱湿过程共分为5个阶段，预冷→初冷→深冷→冷回收（一级回热）→回热（二级回热）。
第二，制冷系统分3个循环过程：（1）主机冷媒循环。冷媒（气态）经压缩机压缩成高压高温气体，在冷凝器中凝结成低温高压液体，热量传递给冷却水，经膨胀阀形成低温低压液体，在蒸发器中蒸发成低温低压气体，吸收冷冻水或（乙二醇溶液）热量，低温低压气体进行压缩机形成循环；（2）冷凝器冷却水循环。冷媒与冷却水在冷凝器中进行热交换，高温高压的气体将热量传递给冷却水从而凝成低温高压的液体，冷却水经冷却后再进行入冷凝器形成循环；（3）蒸发器冷冻水循环。冷媒在蒸发器中蒸发，吸收冷冻水（或乙二醉溶液）热量，降冷冻水温度，冷冻水经除湿机组吸收热量后回到蒸发器形成循环。
5 结语
通过以上技术经济综合分析可知，对高炉进行脱湿处理，可获得很可观的直接经济效益（增产所带来的效益）和间接的经济效益（降低焦比所带来的效益），而且投资少、见效快，不污染环境。
（责任编辑：蒋建华）