專利名稱：三級(jí)冷卻節(jié)能型高爐脫濕機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高爐脫濕機(jī)，尤其涉及一種采用高效熱回收器的三級(jí)冷卻高爐脫濕機(jī)。

背景技術(shù)：
高爐脫濕機(jī)(又稱高爐鼓風(fēng)機(jī))，將進(jìn)風(fēng)脫濕處理后，送入高爐，可帶來增產(chǎn)、帶來效益，已在各大鋼廠得到廣泛的運(yùn)用，并均得到論證。在國家節(jié)約能源的倡導(dǎo)下，怎么用最少的資源獲取最大的收益是每個(gè)人、每個(gè)企業(yè)都考慮的問題，如何減低高爐脫濕機(jī)的能耗就是鋼廠所要考慮的問題之一。
關(guān)于高爐脫濕怎樣減低能耗、提高收益的技術(shù)，已有許多文章報(bào)道。如文獻(xiàn)《高爐煉鐵的脫濕鼓風(fēng)》(《冶金動(dòng)力》2004年第1期)、《韶鋼5號(hào)高爐脫濕鼓風(fēng)冶煉試驗(yàn)》(《煉鐵》2005年第5期)、《高效節(jié)能型脫濕器用于高爐脫濕鼓風(fēng)前景分析》(《冶金動(dòng)力》2005第6期)以及《寶鋼不銹鋼2500m3高爐脫濕裝置的使用及效果》(《煉鐵》2006年第6期)等。
高爐脫濕機(jī)是高爐節(jié)能降耗的一項(xiàng)重要措施，其本身的節(jié)能降耗尚有很大的挖掘潛力。對(duì)高爐脫濕機(jī)的主要組成部件--脫濕器，及高爐脫濕機(jī)的結(jié)構(gòu)目前已有研究，并取得了一定的成果。如 專利號(hào)為ZL 200520070056.0的實(shí)用新型專利公開了一種高效節(jié)能脫濕器，該脫濕器是一管程式換熱器，由殼體、翅片、固定管板構(gòu)成，按行排列的換熱器列管是交叉排列的，翅片上設(shè)的孔，并緊套在換熱管上，翅片是波紋形。
專利號(hào)為ZL 200420025578.4的實(shí)用新型專利公開了一種脫濕鼓風(fēng)裝置，它包括制冷機(jī)組、換熱器、排水段和除霧器，該換熱器、排水段和除霧器依次連接在一起。換熱器的前側(cè)和除霧器的后側(cè)分別有空氣入口和空氣出口，排水段的底部有排水管。制冷機(jī)組外面有下殼體，下殼體的上面有上殼體，換熱器、排水段和除霧器安裝于該上殼體內(nèi)。所說的空氣入口和空氣出口均伸出上殼體之外。換熱器和制冷機(jī)組間接有載冷劑循環(huán)管道，該循環(huán)管道上接有水泵和膨脹水箱。
專利號(hào)為ZL 200620138156.7的實(shí)用新型專利公開了一種新型高爐鼓風(fēng)除濕裝置，它包括極速超導(dǎo)熱管換熱器和極速超導(dǎo)熱管冷卻器，前者預(yù)冷端的入口為除濕前的濕空氣連接端，該預(yù)冷端的出口與所述的極速超導(dǎo)熱管冷卻器的冷卻入口連接，該極速超導(dǎo)熱管冷卻器的冷卻出口與所述的極速超導(dǎo)熱管換熱器的預(yù)熱端入口連接；所述的極速超導(dǎo)熱管冷卻器中的低溫介質(zhì)來自溴化鋰制冷機(jī)組或壓縮式制冷機(jī)組。
以上除濕設(shè)備雖然在一定程度上節(jié)省了能源，提高了效率，但是高爐脫濕機(jī)的節(jié)能尚有很大挖掘空間，其節(jié)能研究還有待進(jìn)一步深入。
某典型的一級(jí)冷卻高爐脫濕機(jī)，在額定風(fēng)量下的性能測(cè)試數(shù)據(jù)見表1。
表1一級(jí)冷卻高爐脫濕機(jī)在額定風(fēng)量下的性能測(cè)試數(shù)據(jù) 其中主機(jī)采用中溫螺桿機(jī)組(因吸收式制冷機(jī)組無法提供0℃的冷凍水)，壓縮機(jī)輸入功率為746.48kW，脫濕機(jī)總耗電為1007.48kW，單位功率脫濕能力為2.20kg/(h·kW)。


發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明的目的是提供一種三級(jí)冷卻節(jié)能型高爐脫濕機(jī)，比兩級(jí)冷卻高爐脫濕機(jī)節(jié)省能源20％以上，同時(shí)兩級(jí)冷卻又比普通一級(jí)冷卻高爐脫濕機(jī)節(jié)省50％以上的運(yùn)行成本。
技術(shù)方案為了達(dá)到上述的發(fā)明目的，本發(fā)明所述的三級(jí)冷卻節(jié)能型高爐脫濕機(jī)，包括第一級(jí)冷卻器、脫濕器、吸收式制冷機(jī)組、中溫螺桿機(jī)組、風(fēng)閥、除霧器、離心風(fēng)機(jī)和冷卻塔。其中，脫濕器由第二級(jí)冷卻器和第三級(jí)冷卻器組成，第二級(jí)冷卻器由吸收式制冷機(jī)組提供冷凍水，第三級(jí)冷卻器由中溫螺桿機(jī)組提供溫度低于第二級(jí)冷源的冷凍水。
本發(fā)明與普通高爐脫濕機(jī)的主要不同之處在于脫濕器分成兩級(jí)冷卻器，并且增設(shè)了熱回收器。
上述機(jī)組的空氣流程是新風(fēng)先經(jīng)過空氣過濾器除塵，再經(jīng)過第一級(jí)冷卻器即高效熱回收器初步降溫脫濕處理，再經(jīng)過第二級(jí)冷卻器脫濕處理，再經(jīng)過第三級(jí)冷卻器深度脫濕處理，然后經(jīng)過高效熱回收器升溫處理，最后由離心風(fēng)機(jī)將處理后的干空氣送進(jìn)高爐。
工作時(shí)，高溫高濕的新風(fēng)與被處理后的低溫低濕空氣在熱回收器中換熱，進(jìn)行初步的降溫脫濕處理。熱回收器充分利用脫濕后低溫空氣與進(jìn)風(fēng)高溫高濕空氣進(jìn)行熱量交換，達(dá)到對(duì)進(jìn)風(fēng)初步降溫脫濕的目的，由于這一過程不需要額外提供動(dòng)力，因而達(dá)到節(jié)能的效果。
第二級(jí)冷卻器脫濕處理工作時(shí)，發(fā)生器中溴化鋰稀溶液被高溫蒸汽加熱，溶劑水蒸發(fā)，然后經(jīng)過冷凝器被冷凝成飽和液體，再經(jīng)過節(jié)流裝置，成低壓的濕蒸氣，再進(jìn)入吸收器中的蒸發(fā)器噴淋蒸發(fā)；同時(shí)溴化鋰稀溶液因溶劑的蒸發(fā)而變成濃溶液，降壓后進(jìn)入吸收器，濃溶液因吸收蒸發(fā)后的水蒸氣因變成稀溶液，并由泵輸送回發(fā)生器，充分利用鋼廠廢棄的高溫蒸汽對(duì)稀溶液進(jìn)行再生。
第三級(jí)冷卻器深度脫濕處理工作時(shí)，低溫低壓的制冷劑蒸汽被壓縮機(jī)從蒸發(fā)器吸入壓縮，壓縮機(jī)將壓縮后的高溫高壓氣體排進(jìn)油分離器，經(jīng)過油分離器將制冷劑中的油分離后送入水冷冷凝器，經(jīng)水冷冷凝器冷凝后進(jìn)入節(jié)能器初步蒸發(fā)，再進(jìn)入蒸發(fā)器，最后回到壓縮機(jī)，完成制冷循環(huán)。
有益效果本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)是 1、在繼承以往一級(jí)冷卻高爐脫濕優(yōu)點(diǎn)的前提下，將脫濕器分為第一級(jí)冷卻器和第二級(jí)冷卻器，因此 (1)名義工況(進(jìn)風(fēng)干球溫度為35℃，相對(duì)濕度為60％)下，機(jī)組可減少50％以上的運(yùn)行成本。
本發(fā)明在額定風(fēng)量時(shí)各工況性能測(cè)試數(shù)據(jù)如下表2所示 表2兩級(jí)冷卻高爐脫濕機(jī)在額定風(fēng)量下的性能測(cè)試數(shù)據(jù) 其中第一級(jí)冷卻器主機(jī)(吸收式制冷機(jī)組)蒸汽耗量為2680kg/h，第二級(jí)冷卻器主機(jī)(中溫螺桿機(jī)組)壓縮機(jī)輸入功率為219.95kW，脫濕機(jī)總耗電為487.45kW，單位功率脫濕能力為4.55kg/(h·kW)。
表2所示數(shù)據(jù)在h-d圖上的過程表示如圖1所示。圖中W-L為第一級(jí)冷卻器脫濕過程，L-S為第二級(jí)冷卻器深度脫濕過程。
(2)本發(fā)明一級(jí)冷卻器由雙效型溴化鋰吸收式冷水機(jī)組提供冷源，二級(jí)冷卻器由中溫螺桿冷水機(jī)組提供冷源。一級(jí)冷卻器的冷凍水溫度高于二級(jí)冷卻器的冷凍液溫度，一級(jí)冷卻器所用制冷機(jī)的效率比二級(jí)冷卻器所用制冷機(jī)的效率高，即兩級(jí)不同溫度的冷凍液有利于提高高爐脫濕機(jī)單位功率的脫濕能力。
(3)本發(fā)明一級(jí)冷卻器所需冷源利用鋼廠排出的廢棄高溫高壓蒸汽進(jìn)行溶液再生而得到。
2、本發(fā)明的三級(jí)冷卻節(jié)能型高爐脫濕機(jī)能有效地節(jié)省能源，在繼承兩級(jí)冷卻高爐脫濕優(yōu)點(diǎn)的前提下，節(jié)省能源20％以上，同時(shí)機(jī)組運(yùn)行可靠。
(1)名義工況(進(jìn)風(fēng)干球溫度為35℃，相對(duì)濕度為60％)下，機(jī)組可實(shí)現(xiàn)節(jié)能21.8％。
本發(fā)明在額定風(fēng)量時(shí)各工況性能測(cè)試數(shù)據(jù)如下表3所示 表3三級(jí)冷卻節(jié)能型高爐脫濕機(jī)在額定風(fēng)量下的性能測(cè)試數(shù)據(jù) 表3-續(xù)三級(jí)冷卻節(jié)能型高爐脫濕機(jī)在額定風(fēng)量下的性能測(cè)試數(shù)據(jù) 其中第二級(jí)冷卻器主機(jī)(吸收式制冷機(jī)組)蒸汽耗量為2010kg/h，第三級(jí)冷卻器主機(jī)(中溫螺桿機(jī)組)壓縮機(jī)輸入功率為172.0kW，脫濕機(jī)總耗電為378.5kW，單位功率脫濕能力為5.87kg/(h·kW)。
表3所示數(shù)據(jù)在h-d圖上的過程表示如圖2所示圖中W-W’為熱回收器初降溫脫濕過程，W’-L為第二級(jí)冷卻器脫濕過程，L-S為第三級(jí)冷卻器深度脫濕過程，S-O為熱回收器升溫過程。
從表2和表中3可以看出，本發(fā)明的總耗電比兩級(jí)冷卻高爐脫濕機(jī)節(jié)省109.0kW，即節(jié)能22.3％。
(2)與兩級(jí)冷卻高爐脫濕機(jī)相比，本發(fā)明的第二級(jí)冷卻器制冷量減少了24％，對(duì)應(yīng)配置的冷卻塔也相應(yīng)配??；蒸發(fā)耗量減少25％，輸送管道及輸送風(fēng)機(jī)也相應(yīng)配小。
(3)與兩級(jí)處理高爐脫濕機(jī)相比，本發(fā)明的第二級(jí)冷卻器冷卻水量、冷凍水量均減少了24％，第三級(jí)冷卻器冷卻水量、冷凍水量也均減少了8％，對(duì)應(yīng)的冷卻水泵、冷凍水泵均配小，管路配管也配小。
(4)與兩級(jí)冷卻高爐脫濕機(jī)相比，本發(fā)明吸收式制冷機(jī)組和中溫螺桿冷水機(jī)組、配套的冷卻塔、脫濕器均配小，占地面積減少。
(5)與兩級(jí)冷卻高爐脫濕機(jī)相比，本發(fā)明初期設(shè)備投入節(jié)省6％。



圖1是對(duì)應(yīng)表2所示數(shù)據(jù)在h-d圖上的過程表示圖。
圖2是對(duì)應(yīng)表3所示數(shù)據(jù)在h-d圖上的過程表示圖。
圖3是對(duì)應(yīng)表2所示機(jī)組的空氣流程圖。
圖4是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施例方式 實(shí)施例1本實(shí)施例的節(jié)能型脫濕機(jī)包括高效熱回收器1即第一級(jí)冷卻器、第二級(jí)冷卻器2、第三級(jí)冷卻器3、吸收式制冷機(jī)組4、中溫螺桿機(jī)組5、風(fēng)閥6、空氣過濾器7、除霧器8、離心風(fēng)機(jī)9和冷卻塔10和11。新風(fēng)先經(jīng)過高效熱回收器1初步降溫脫濕處理，再經(jīng)過第二級(jí)冷卻器2脫濕處理，再經(jīng)過第三級(jí)冷卻器3深度脫濕處理，然后經(jīng)過高效熱回收器1升溫處理，最后由離心風(fēng)機(jī)9將處理后的干空氣送進(jìn)高爐。其中，第二級(jí)冷卻器2由吸收式制冷機(jī)組4提供7℃的冷凍水，第三級(jí)冷卻器3由中溫螺桿機(jī)組5提供0℃的冷凍水。
上述機(jī)組的空氣流程是新風(fēng)先經(jīng)過空氣過濾器除塵，再經(jīng)過第一級(jí)冷卻器即高效熱回收器初步降溫脫濕處理，再經(jīng)過第二級(jí)冷卻器脫濕處理，又經(jīng)過第三級(jí)冷卻器深度脫濕處理，然后經(jīng)過高效熱回收器升溫處理，最后由離心風(fēng)機(jī)將處理后的干空氣送進(jìn)高爐。
工作時(shí)，高溫高濕的新風(fēng)與被處理后的低溫低濕空氣在熱回收器中換熱，進(jìn)行初步的降濕脫濕處理。
第二級(jí)冷卻器脫濕處理工作時(shí)，發(fā)生器中溴化鋰稀溶液被高溫蒸汽加熱，溶劑水蒸發(fā)，然后經(jīng)過冷凝器被冷凝成飽和液體，再經(jīng)過節(jié)流裝置，成低壓的濕蒸氣，再進(jìn)入吸收器中的蒸發(fā)器噴淋蒸發(fā)；同時(shí)溴化鋰稀溶液因溶劑的蒸發(fā)而變成濃溶液，降壓后進(jìn)入吸收器，濃溶液因吸收蒸發(fā)后的水蒸氣因變成稀溶液，并由泵輸送回發(fā)生器。
第三級(jí)冷卻器深度脫濕處理工作時(shí)，低溫低壓的制冷劑蒸汽被壓縮機(jī)從蒸發(fā)器吸入壓縮，壓縮機(jī)將壓縮后的高溫高壓氣體排進(jìn)油分離器，經(jīng)過油分離器將制冷劑中的油分離后送入水冷冷凝器，經(jīng)水冷冷凝器冷凝后進(jìn)入節(jié)能器初步蒸發(fā)，再進(jìn)入蒸發(fā)器，最后回到壓縮機(jī)，完成制冷循環(huán)。
在此過程中，本發(fā)明首先通過出風(fēng)溫濕度傳感器及控制系統(tǒng)的模擬量擴(kuò)展模塊采集出風(fēng)溫度參數(shù)并與設(shè)定溫度參數(shù)進(jìn)行比較，然后PLC通過PID調(diào)節(jié)對(duì)壓縮機(jī)能量調(diào)節(jié)閥發(fā)出指令，壓縮機(jī)能量調(diào)節(jié)閥接受來自PLC的指令并自動(dòng)調(diào)節(jié)排氣量，進(jìn)而控制壓縮機(jī)能量，達(dá)到節(jié)能運(yùn)行的目的。
本實(shí)施例為550m3熔爐配用，機(jī)組名義風(fēng)量為132000m3/h，名義工況的除濕量為2220kg/h。主要配置為高效熱回收器1為R132(“HEATEX”品牌)，吸收式制冷機(jī)組4為SXZ6-174DH(“雙良”品牌)，中溫螺桿機(jī)組5為LSBLG480DZI(“五洲”品牌)，第二級(jí)冷卻器2與第三級(jí)冷卻器3集成為脫濕器，脫濕器為GLP-22(“五洲”品牌)，冷卻塔10為KST900(“金日”品牌)，冷卻塔11為KST250(“金日”品牌)，離心風(fēng)機(jī)9為用戶自備。
實(shí)施例2本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同，不同的是本實(shí)施例為2500m3熔爐專用，機(jī)組的惡劣進(jìn)風(fēng)工況為干球溫度32℃相對(duì)濕度70％，名義風(fēng)量為360000m3/h，惡劣工況下的除濕量為5960kg/h。主要配置為高效熱回收器1為R360(“HEATEX”品牌)，高溫螺桿機(jī)組4為SXZ6-465DH(“雙良”品牌)，中溫螺桿機(jī)組5為LSBLG1320TZI(“五洲”品牌)，脫濕器為GLP-60(“五洲”品牌)，冷卻塔10為一臺(tái)KST900和一臺(tái)KST1250(“金日”品牌)，冷卻塔11為KST700(“金日”品牌)，離心風(fēng)機(jī)9為用戶自備。本實(shí)施例機(jī)組總耗電為972.6kW，與比兩級(jí)冷卻高爐脫濕機(jī)節(jié)省357.8kW，即節(jié)約能源26.9％；蒸汽耗量為5360kg/h，與比兩級(jí)冷卻高爐脫濕機(jī)節(jié)省2680kg/h；同時(shí)本實(shí)施例初期設(shè)備投入比兩級(jí)冷卻高爐脫濕機(jī)節(jié)省9％。
權(quán)利要求
1.一種三級(jí)冷卻節(jié)能型高爐脫濕機(jī)，其特征是它包括第一級(jí)冷卻器(1)、第二級(jí)冷卻器(2)、第三級(jí)冷卻器(3)、吸收式制冷機(jī)組(4)、中溫螺桿機(jī)組(5)、風(fēng)閥(6)、空氣過濾器(7)、除霧器(8)、離心風(fēng)機(jī)(9)和冷卻塔(10)和(11)，新風(fēng)先經(jīng)過第一級(jí)冷卻器(1)初步降溫脫濕處理后，再依次經(jīng)過第二級(jí)冷卻器(2)脫濕處理、第三級(jí)冷卻器(3)深度脫濕處理，然后再經(jīng)過第一級(jí)冷卻器(1)升溫處理，最后由離心風(fēng)機(jī)(9)將處理后的干空氣送進(jìn)高爐；其中，第二級(jí)冷卻器(2)由吸收式制冷機(jī)組(4)提供冷凍水，第三級(jí)冷卻器(3)由中溫螺桿冷水機(jī)組(5)提供冷凍液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三級(jí)冷卻節(jié)能型高爐脫濕機(jī)，其特征是第二級(jí)冷卻器(2)和第三級(jí)冷卻器(3)組成脫濕器；第二級(jí)冷卻器由吸收式制冷機(jī)組(4)提供冷源，第三級(jí)冷卻器由能自動(dòng)調(diào)節(jié)排氣量的中溫螺桿冷水機(jī)組(5)提供溫度低于第二級(jí)冷源的冷源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三級(jí)冷卻節(jié)能型高爐脫濕機(jī)，其特征是第一級(jí)冷卻器(1)為高效熱回收器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三級(jí)冷卻節(jié)能型高爐脫濕機(jī)，其特征是第二級(jí)冷卻器(2)所需冷源利用鋼廠排出的廢棄高溫蒸汽進(jìn)行溶液再生而得到。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種三級(jí)冷卻節(jié)能型高爐脫濕機(jī)，它包括第一級(jí)冷卻器即高效熱回收器、脫濕器、吸收式制冷機(jī)組、中溫螺桿機(jī)組、風(fēng)閥、除霧器、離心風(fēng)機(jī)和冷卻塔。其中，脫濕器由第二級(jí)冷卻器和第三級(jí)冷卻器組成，第二級(jí)冷卻器由吸收式制冷機(jī)組提供7℃的冷凍水，第三級(jí)冷卻器由中溫螺桿機(jī)組提供0℃的冷凍水。本發(fā)明在兩級(jí)冷卻高爐脫濕優(yōu)點(diǎn)的前提下，節(jié)省能源20％以上，同時(shí)機(jī)組運(yùn)行可靠。
文檔編號(hào)C21B9/00GK101157960SQ200710135270
公開日2008年4月9日 申請(qǐng)日期2007年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月15日
發(fā)明者林 張, 朱志平, 王克勇, 劉宇峰, 陳瑞平, 昱 湯, 伍中喜, 娟 楊, 何小全 申請(qǐng)人:南京五洲制冷集團(tuán)有限公司