熱管技術(shù)在電爐煉鋼余熱回收中的應(yīng)用
電爐煉鋼主要是靠電極和爐料間放電產(chǎn)生的電弧，使電能在弧光中轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽⒔柚椛浜碗娀〉闹苯幼饔眉訜岵⑷刍饘俸蜖t渣，冶煉出各種成分的鋼和合金的一種煉鋼方法。目前，電爐煉鋼是世界各國(guó)生產(chǎn)特殊鋼的主要方法。電爐主要是通過(guò)用廢銅、鐵合金和部分渣料進(jìn)行配料冶煉，根據(jù)不同的鋼種要求，可以接受高碳鉻鐵水，然后熔制出碳鋼或不銹鋼鋼水供連鑄用。電爐煉鋼時(shí)含有有害物污染的煙氣主要產(chǎn)生在電爐的加料、冶煉和出鋼這三個(gè)階段。電爐冶煉一般分為裝料期、熔化期、氧化期、還原期和出鋼期。熔化期主要是爐料中的油脂類可燃物質(zhì)的燃燒和金屬物質(zhì)在電授通電達(dá)高溫時(shí)的熔化過(guò)程，此時(shí)產(chǎn)生的是黑褐色煙氣；氧化期強(qiáng)化脫碳，由于吹氧或加礦石而產(chǎn)生大量赤褐色濃煙；還原期主要是去除鋼中的氧和硫，調(diào)整化學(xué)成分而投入炭粉等造渣材料，產(chǎn)生白色和黑色煙氣。在這幾個(gè)過(guò)程中氧化期產(chǎn)生的煙氣量最大，含塵濃度和煙氣溫度最高。
目前國(guó)內(nèi)冶金行業(yè)中，電爐、轉(zhuǎn)爐煉鋼等冶煉過(guò)程的余熱均未得到充分有效的利用，而且該部分高溫?zé)煔獾慕禍鼐捎醚h(huán)水激冷，不僅浪費(fèi)了大量高品位的能源，而且消耗電力和水資源，造成極大的能源和資源的浪費(fèi)及環(huán)境污染。對(duì)這部分能量的回收，電爐煉鋼的主要困難在于：第一溫度高，最高時(shí)達(dá)1000℃以上；第二交變幅度大，每40—45min一個(gè)周期，溫度在200—800℃之間變化；每爐鋼煙氣流量從幾萬(wàn)到數(shù)十萬(wàn)標(biāo)立方米，呈現(xiàn)出強(qiáng)周期性變化；第三粉塵含量高，灰塵在煙氣降溫降速過(guò)程中會(huì)存在沉積和腐蝕。傳統(tǒng)的管式、板式換熱器不但難以承受如此大幅度的熱應(yīng)力，同時(shí)對(duì)高含塵也束手無(wú)策。采用熱管作為傳熱元件，電爐、轉(zhuǎn)爐煉鋼高溫氣體冷卻余熱回收產(chǎn)汽節(jié)能系統(tǒng)裝置，可以通過(guò)熱管內(nèi)部性能的改善以及靈活捧列和冷熱段長(zhǎng)度的調(diào)整，控制一定的流速和管壁溫度，減低和避免灰塵的沉淀，同時(shí)換熱元件熱管的兩端處于自由狀態(tài)，避免了熱應(yīng)力的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了高溫交變、高含塵量的煙氣余熱的有效回收，產(chǎn)生連續(xù)穩(wěn)定的飽和蒸汽輸出，并網(wǎng)使用或用于后續(xù)VD爐（真空爐）抽真空所需要的蒸汽供給。
電爐煉鋼的高溫?zé)煔庥珊蜖t蓋連接的第四孔進(jìn)入，此時(shí)最高溫度在1200℃以上，經(jīng)過(guò)高溫冷卻煙遭到達(dá)二次燃燒沉降室，進(jìn)行CO氣體的充分燃燒和灰塵初步的沉降后，煙氣最高溫度也可達(dá)1000℃左右，煙氣依次進(jìn)入多級(jí)熱管蒸汽發(fā)生器和熱管省煤器，將排煙溫度降到200℃以下，進(jìn)入后續(xù)袋式除塵器、風(fēng)機(jī)、煙囪后達(dá)標(biāo)排放。
該系坑中的水和產(chǎn)汽系統(tǒng)除熱管蒸汽發(fā)生器和熱管省煤器外還有軟化水裝置、除氧器、汽包、蓄熱器和泵等主要設(shè)備。由熱管蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)汽包汽水分離后得到2.5MPa以下的飽和蒸汽，因熱源波動(dòng)較大，所以產(chǎn)汽量的波動(dòng)范圍也相應(yīng)較大，產(chǎn)生的飽和蒸汽通過(guò)主蒸汽管送入蓄熱器，通過(guò)蓄熱器可得到1.6MPa以下的連續(xù)飽和蒸汽。
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