本實(shí)用新型涉及鋼材熱軋及煤化工技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種對(duì)軋鋼加熱爐用煤氣進(jìn)行冷凍脫濕的設(shè)備及方法。

背景技術(shù)：

近年來鋼鐵工業(yè)發(fā)展，對(duì)棒線材的產(chǎn)品質(zhì)量要求越來越高，目前軋鋼廠加熱爐大多使用轉(zhuǎn)爐煤氣加熱，因線材產(chǎn)品存在脫碳問題，經(jīng)過分析轉(zhuǎn)爐煤氣含水量較大是產(chǎn)品燒損增加、脫碳嚴(yán)重的主要原因之一，產(chǎn)品表面質(zhì)量會(huì)出現(xiàn)問題，造成棒線材扭曲、開裂等內(nèi)在質(zhì)量差等問題，嚴(yán)重阻礙了產(chǎn)品檔次的提升，質(zhì)量異議會(huì)不斷，需要徹底解決，需要對(duì)轉(zhuǎn)爐煤氣脫濕進(jìn)行研究顯得至關(guān)重要和迫切。根據(jù)工藝要求，可在煤氣管道上設(shè)置煤氣除濕裝置，這樣可以解決進(jìn)入加熱爐煤氣除濕問題，來提高煤氣熱值，進(jìn)一步減少線材脫碳，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種對(duì)軋鋼加熱爐用煤氣進(jìn)行冷凍脫濕的設(shè)備及方法，降低濕熱轉(zhuǎn)爐煤氣的含水量，以解決現(xiàn)有產(chǎn)品燒損增加、脫碳嚴(yán)重，產(chǎn)品表面質(zhì)量會(huì)出現(xiàn)問題，及造成棒線材扭曲、開裂等內(nèi)在質(zhì)量差等問題。

該設(shè)備包括換熱裝置、煤氣排水器、溴化鋰?yán)渌畽C(jī)組、濕溫度檢測(cè)系統(tǒng)和管路系統(tǒng)平臺(tái)，其中，換熱裝置包括氣/氣換熱器、氣/水換熱器，溴化鋰?yán)渌畽C(jī)組包括蒸汽輸入管路、冷卻水出入管路和溴化鋰?yán)渌b置，溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)包括溫濕度變送器、數(shù)據(jù)傳輸線路、數(shù)據(jù)處理裝置及顯示屏；

換熱裝置、煤氣排水器、溴化鋰?yán)渌畽C(jī)組、溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)置在管路系統(tǒng)平臺(tái)上，溫濕度變送器設(shè)置在煤氣管路上，氣/氣換熱器和氣/水換熱器通過煤氣管路相連，氣/水換熱器和溴化鋰?yán)渌b置通過冷凍水管相連，氣/氣換熱器和氣/水換熱器下部均通過排水管與煤氣排水器相連，煤氣排水器下方設(shè)有用于儲(chǔ)存水的集水池，溴化鋰?yán)渌b置與蒸汽輸入管路和冷卻水出入管路相連，溫濕度變送器采集的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸線路傳送到數(shù)據(jù)處理裝置及顯示屏。

其中，溫濕度變送器有四個(gè)，分別設(shè)置在煤氣管路進(jìn)入氣/氣換熱器入口段、經(jīng)過氣/氣換熱器升溫余熱的煤氣管路出口段、煤氣管路進(jìn)入水/氣換熱器入口段、經(jīng)過水/氣換熱器冷凍降溫的煤氣管路出口段。

換熱裝置包括氣/氣換熱器和氣/水換熱器各一臺(tái)，氣/氣換熱器選用不銹鋼列管式固定板換熱器，型號(hào)為：1200，F(xiàn)＝250m²；氣/水換熱器選用不銹鋼列管式固定板換熱器，型號(hào)為：1000，F(xiàn)＝230m²。

煤氣排水器結(jié)構(gòu)為立式水封式排水器，擊穿壓力P：1.8m水柱，采用兩級(jí)以上水封，適用壓力：低于15KPa的煤氣。

管路系統(tǒng)平臺(tái)由鋼板及鋼構(gòu)架組成，配置安全護(hù)欄和爬梯，上面安裝管路和設(shè)備，管路系統(tǒng)平臺(tái)根據(jù)工藝要求設(shè)置在高空或地面。

采用該設(shè)備進(jìn)行煤氣冷凍脫濕的方法，包括如下步驟：

S1、斷開煤氣主管道，串聯(lián)氣/氣換熱器和氣/水換熱器；

S2、設(shè)置氣/氣換熱器，承擔(dān)輸入濕熱煤氣與剛從氣/水換熱器輸出的干冷煤氣進(jìn)行交換；

S3、設(shè)置氣/水換熱器，承擔(dān)輸入濕熱煤氣與剛從溴化鋰?yán)渌畽C(jī)組輸出的冷凍水進(jìn)行交換；

S4、設(shè)置煤氣排水器，承擔(dān)氣/氣換熱器、氣/水換熱器凝結(jié)水的排泄功能；

S5、設(shè)置溫濕度變送器，及時(shí)了解煤氣溫濕度狀況；

S6、設(shè)置溴化鋰?yán)渌畽C(jī)組，通過蒸汽與溴化鋰之間進(jìn)行熱交換，實(shí)現(xiàn)提供冷凍水，冷凍水與濕煤氣在氣/水換熱器中進(jìn)行熱交換，升溫后的冷凍水再次進(jìn)入溴化鋰?yán)渌b置進(jìn)行冷卻，再進(jìn)行下一次循環(huán)冷卻；

S7、通過數(shù)據(jù)傳輸線路，把溫濕度變送器的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理裝置；

S8、利用數(shù)據(jù)處理裝置，通過處理，把溫度、濕度在顯示屏上顯示出來，設(shè)置極端情況報(bào)警裝置，提醒操作人員進(jìn)行人工干預(yù)；

S9、除濕升溫后的煤氣通過管道往加熱爐處輸送；

S10、工作完成。

本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案的有益效果如下：

上述方案中，讓濕空氣流經(jīng)低溫表面，使?jié)窨諝獾臏囟冉抵谅饵c(diǎn)溫度以下，這樣就可以將濕空氣中的水汽冷凝析出，從而達(dá)到減少空氣中含濕量的目的。其優(yōu)點(diǎn)是工作可靠，能連續(xù)工作，系統(tǒng)性能穩(wěn)定。在露點(diǎn)溫度高于4℃的場(chǎng)合該方法均可適用。該設(shè)備及方法提高了煤氣溫度，有利于燃燒，可以確保解決輸入加熱爐的煤氣除濕問題，來提高煤氣熱值，進(jìn)一步減少線材脫碳，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的對(duì)軋鋼加熱爐用煤氣進(jìn)行冷凍脫濕的設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：

1-溫濕度變送器；

2-氣/氣換熱器；

3-煤氣排水器；

4-氣/水換熱器；

5-溴化鋰?yán)渌b置；

6-煤氣管路；

7-排水管；

8-冷凍水管；

9-冷卻水出入管路；

10-蒸汽輸入管路；

11-管路系統(tǒng)平臺(tái)；

12-集水池；

13-數(shù)據(jù)處理裝置及顯示屏。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。

本實(shí)用新型針對(duì)目前軋鋼廠加熱爐大多使用轉(zhuǎn)爐煤氣加熱，線材產(chǎn)品存在脫碳問題，經(jīng)過分析轉(zhuǎn)爐煤氣含水量較大是產(chǎn)品燒損增加、脫碳嚴(yán)重的主要原因之一，產(chǎn)品表面質(zhì)量會(huì)出現(xiàn)問題，造成棒線材扭曲、開裂等內(nèi)在質(zhì)量差等問題，進(jìn)行了設(shè)計(jì)和探索，提供一種對(duì)軋鋼加熱爐用煤氣進(jìn)行冷凍脫濕的設(shè)備及方法，可以解決進(jìn)入加熱爐煤氣除濕問題，提高了煤氣熱值，進(jìn)一步減少線材脫碳，提高產(chǎn)品質(zhì)量，使產(chǎn)品性能更加優(yōu)良，更加具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

如圖1所示，為該設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。該設(shè)備中，換熱裝置、煤氣排水器3、溴化鋰?yán)渌畽C(jī)組、溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)置在管路系統(tǒng)平臺(tái)11上，溫濕度變送器1設(shè)置在煤氣管路6上，氣/氣換熱器2和氣/水換熱器4通過煤氣管路6相連，氣/水換熱器4和溴化鋰?yán)渌b置5通過冷凍水管8相連，氣/氣換熱器2和氣/水換熱器4下部均通過排水管7與煤氣排水器3相連，煤氣排水器3下方設(shè)有用于儲(chǔ)存水的集水池12，溴化鋰?yán)渌b置5與蒸汽輸入管路10和冷卻水出入管路9相連，溫濕度變送器1采集的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸線路傳送到數(shù)據(jù)處理裝置及顯示屏13。

其中，溫濕度變送器1有四個(gè)，分別設(shè)置在煤氣管路6進(jìn)入氣/氣換熱器2入口段、經(jīng)過氣/氣換熱器2升溫余熱的煤氣管路6出口段、煤氣管路6進(jìn)入水/氣換熱器4入口段、經(jīng)過水/氣換熱器4冷凍降溫的煤氣管路6出口段。

煤氣管路6直徑900mm，排水管7直徑25mm，冷凍水管8直徑100mm，冷卻水出入管路9直徑125mm，蒸汽輸入管路10直徑65mm。

換熱裝置包括氣/氣換熱器2、氣/水換熱器4各一臺(tái)，氣/氣換熱器2選用不銹鋼列管式固定板換熱器(1200，F(xiàn)＝250m²)，承擔(dān)輸入濕熱煤氣與剛從氣/水換熱器輸出的干冷煤氣進(jìn)行交換，設(shè)定煤氣流量：20000m3/h，結(jié)果可以高溫煤氣進(jìn)出口溫度：約53/45℃，高溫煤氣進(jìn)出口濕度：約63.7/48.4g/kg，溫煤氣進(jìn)出口溫度：約10/40℃，低溫煤氣進(jìn)出口濕度：約7/7g/kg；氣/水換熱器4選用不銹鋼列管式固定板換熱器(1000，F(xiàn)＝230m²)，承擔(dān)輸入濕熱煤氣與剛從溴化鋰?yán)渌畽C(jī)組輸出的冷凍水進(jìn)行交換，結(jié)果溫煤氣進(jìn)出口溫度：約45/10℃，溫煤氣進(jìn)出口濕度：約48.4/7g/kg，冷凍水流量：63.5t/h，冷凍水進(jìn)出口溫度：約7/12℃。

煤氣排水器3結(jié)構(gòu)為立式水封式排水器，擊穿壓力P：1.8m水柱，采用多級(jí)水封，適用壓力：低于15KPa的煤氣。通過多次溢流，保證水與煤氣脫離，保證煤氣不泄露。水下排至附近用于儲(chǔ)存水的集水池。

使用該設(shè)備的具體步驟如下：

S1、斷開煤氣主管道，串聯(lián)氣/氣換熱器和氣/水換熱器；

S2、設(shè)置氣/氣換熱器，承擔(dān)輸入濕熱煤氣與剛從氣/水換熱器輸出的干冷煤氣進(jìn)行交換；

S3、設(shè)置氣/水換熱器，承擔(dān)輸入濕熱煤氣與剛從溴化鋰?yán)渌畽C(jī)組輸出的冷凍水進(jìn)行交換；

S4、設(shè)置煤氣排水器，承擔(dān)氣/氣換熱器、氣/水換熱器凝結(jié)水的排泄功能；

S5、設(shè)置溫濕度變送器，及時(shí)了解煤氣溫濕度狀況；

S6、設(shè)置溴化鋰?yán)渌畽C(jī)組，通過蒸汽與溴化鋰之間進(jìn)行熱交換，實(shí)現(xiàn)提供冷凍水，冷凍水與濕煤氣在氣/水換熱器中進(jìn)行熱交換，升溫后的冷凍水再次進(jìn)入溴化鋰?yán)渌b置進(jìn)行冷卻，再進(jìn)行下一次循環(huán)冷卻；

S7、通過數(shù)據(jù)傳輸線路，把溫濕度變送器的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理裝置；

S8、利用數(shù)據(jù)處理裝置，通過處理，把溫度、濕度在顯示屏上顯示出來，設(shè)置極端情況報(bào)警裝置，提醒操作人員進(jìn)行人工干預(yù)；

S9、除濕升溫后的煤氣通過管道往加熱爐處輸送；

S10、工作完成。

在使用中，約53℃濕熱煤氣首先進(jìn)入氣/氣換熱器2，與脫濕后的干冷煤氣進(jìn)行換熱而被預(yù)冷。然后進(jìn)入水/氣換熱器4與冷凍水換熱，濕熱煤氣被冷卻至接近10℃。被冷卻的煤氣進(jìn)人煤氣排水器3與水霧分離，析出的水排向用于儲(chǔ)存水的集水池12。脫濕后的干冷煤氣進(jìn)人氣/氣換熱器2與進(jìn)入本裝置的濕煤氣進(jìn)行換熱，充分利用其冷量，對(duì)濕煤氣進(jìn)行降溫，干冷煤氣得到預(yù)熱接近45℃，提高了其溫度，有利于燃燒。

蒸汽輸入溴化鋰?yán)渌畽C(jī)組，對(duì)水進(jìn)行冷凍，冷凍水通過管道進(jìn)入水/氣換熱器4與濕熱煤氣換熱，升溫后的冷凍水通過管道回到溴化鋰?yán)渌畽C(jī)組繼續(xù)冷凍，循環(huán)冷卻水對(duì)溴化鋰?yán)渌畽C(jī)組本身進(jìn)行降溫冷卻，保證設(shè)備安全運(yùn)行，再進(jìn)行下一次循環(huán)冷卻。

其中，溫濕度變送器1采用濕度與溫度變送器，測(cè)量相對(duì)濕度范圍為0-100％全量程，溫度可達(dá)180℃，耐受壓力最大為100bar。

管路系統(tǒng)平臺(tái)由鋼板及鋼構(gòu)架組成，配置安全護(hù)欄和爬梯，上面安裝管路和設(shè)備，管路系統(tǒng)平臺(tái)根據(jù)工藝要求設(shè)置在高空或地面，必須保證管路、設(shè)備布置合理、操作方便、安全可靠。

本實(shí)用新型在上述方案中，就降低濕熱轉(zhuǎn)爐煤氣的含水量，以解決現(xiàn)有產(chǎn)品燒損增加、脫碳嚴(yán)重，產(chǎn)品表面質(zhì)量會(huì)出現(xiàn)問題，及造成棒線材扭曲、開裂等內(nèi)在質(zhì)量差等問題，進(jìn)行了一系列研究和探索，基本解決了上述問題。

以上所述是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型所述原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。