摘要：韶钢8号高炉热风炉使用的分体式热管预热器效果变差，难于满足高炉对高风温的要求，通过对目前热风炉换热效果现状的技术研究分析，结合行业发展的趋势，制定技术探究方案，将预热器更换为板式预热器，对煤气和助燃空气进行双预热，热风炉采取单烧高炉煤气，确定主要设备，研究性能提升的难点及解决方法，并做节能分析。
关键词：热风炉预热器；温度；风温
引言
韶钢8号高炉（3200m3）于2009年10月16日建成投产,设计年产生铁275万t，热风炉系统配置4座内燃式热风炉，余热回收系统采用空、煤气双预热，换热器选用整体式热管换热器，随高炉一起投产运行。现使用分体式热管预热器于2013年4月更换,经过近4年的运行，出现热管内部气阻、表面锈蚀、积灰等现象，预热效果变差，难于满足高炉对高风温的要求。
一、现状分析
现有设备换热效果低，风温低。目前预热器的实际参数为：烟气进口温度平均300℃时，空、煤气只能预热到130～140℃，烟气出口温度则高达230℃。由于预热效果差，目前8号高炉热风温度只有1160℃左右，低风温是8#高炉炼铁成本高的原因之一。换热器烟气出口温度和风温趋势见图1-1，图中显示从2014年12月始，预热器后烟气温度由190℃左右逐步上升至2016年12月的230℃左右，风温相应的由1190℃左右降到1160℃左右。
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现有的热管式换热器已有相当部分热管失效，大量的余热没有得到回收，造成能源浪费，为保证一定的风温，需掺烧较多焦炉煤气，增加铁水成本，热管预热器设备性能衰退后，可能导致煤气泄露到烟气中，导致烟气中CO含量上升，存在安全隐患，设备更新换代需要，对比热管式换热器，板式换热器具有换热效率高、耐腐蚀、寿命长等优点，经调研，目前行业内新建高炉热风炉配置的预热器或对预热器进行改造的钢企，都优先选用板式预热器。
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二、技术方案
2.1技术方案的确定
目前行业内新建高炉热风炉配置的预热器基本都是选用板式预热器，对煤气和助燃空气进行双预热，热风炉采取单烧高炉煤气。具备条件的旧炉子也都将板式预热器作为热管式换热器更新换代的首选。由于板式换热器是低阻换热器，因此整个系统的阻力不会增加，所以工艺流程保持不变。
2.2技术方案的主要内容
技术方案的主要内容为：
将两台热管换热器（空气、煤气）改为板式换热器（空气、煤气）；
空煤气管道、烟气管道位置不变，只做适应改造；
扩大设备平台面积，高度由+2885mm降到1000mm左右，同时对相应管道、基础平台、操作平台、爬梯等进行改造；
对穿过本区域的助燃风机电缆桥架移位（由“先架空后落地”改为直接落地进电缆沟，电缆不换，整体保护性移动），对相关阀门的操作箱移位改造。
2.3技术方案的难点
本技术方案的难点是：
施工场地狭小、新设备的体积比原来大幅增加，穿过本区域的助燃风机电缆桥架需移位，以及做好施工过程中保护该电缆桥架的工作；
施工时间紧，类同于抢修性质，应做好充分的施工前准备工作。
三、主要设备
3. 1技术主要设备
技术主要设备为：板式换热器两台（含烟气进出口金属补偿器、空煤气进出口金属补偿器、CO检测仪等）。
3.2板式换热器特点
1）传热性能高
2）低压降
3）结构紧凑
4）抗腐蚀性能及耐高、低温性能
5）维修性能
6）抗积灰及可靠性
7）耐磨性
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表3-1 板式预热器、热管预热器优缺点对比
项目 板式换热器 热管换热器
传热性能 同热管式相比总传热系数提高50% 一般
耐低温性能 低温段可选用耐腐蚀性能好的进口不锈钢（如2205）。 热管均为碳钢，耐腐蚀性差。
维护、清洗 维护量小，易清洗。 要进行工质补充或更换热管，难清洗。
寿命 长，一般可达到7～10年。 短，3年开始衰退，寿命一般为5年。
四、节能分析
本技术方案采用传热性能更好的板式换热器代替现有的的热管式换热器，与现有热管式相比板式传热元件总传热系数提高30%～100%。在热效率方面，现有的热管式热效率83%，而板式热效率高达95%。
技术实施后数据计算如下：
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每年多回收热量：根据上表的计算，将现有热管预热器更换为热效率更高的板式预热器后，由于传热性能和换热效率的提高，在不改变煤气使用量的情况下，全年可多回收245367GJ热量。
多回收的热量用于提高风温，最终效益体现在入炉焦比的降低上：空煤气温度提高50～60℃，大幅度提高风温，节省焦炭。按空气、煤气预热后温度均达到190℃计算，理论风温可上升36℃，热风温度可由现在的1160℃上升到1196℃燃料比可降低2.88kg/t；按年产铁260万吨算，年可实现节约焦炭约7488吨，折合吨标煤7274吨。
结束语
韶钢8号高炉热风炉预热器，通过技术研究，将传统的分体式热管预热器更换为板式预热器，对煤气和助燃空气进行双预热，热风炉采取单烧高炉煤气，确定了主要设备并做节能分析，取得了极大的效果。
该技术研究方案实施后，热风炉空气、煤气预热后温度均达到190℃计算，理论风温可上升36℃，可降低燃料比吨铁2.88公斤；按年产铁260万吨、焦炭986元/吨计算（该价格为2016年炼铁厂使用焦炭的平均成本价、不含税价），年可实现节约焦炭约7488吨、节约焦炭成本738.32万元，节约年总成本费用为827.52万元，有效解决了生产过程中遇到的问题，有在节能降耗降本增效方面取得了很大的成果。
参考文献
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[3］项钟庸． 高炉炼铁工艺设计规范的理论与实践［J］． 冶金工业， 2007．