新技术。该技术采用热管做传热元件，并用水做降温介质，用管网蒸汽做升温介质，利用水的相变调节煤气温度。：热管传热技术；高炉煤气；相变调温高炉煤气除尘净化在炼铁生产中是必不可少的工艺过程，高炉煤气是钢铁厂重要的二次能源。其含尘量为8 ~12g/m3，因为含尘浓度高，所以必须经过除尘降低到10mg/m3以下才能使用。目前炼铁高炉的煤气除尘工艺分为干式和湿式两大类。高炉煤气的干法与湿法相比，不仅能合理利用煤气显热，提高煤气热效率，增加TRT发电量，而且系统不产生废水和污泥，从根本上解决了二次水污染及污泥处理问题。因而在国内500m3以下高炉大多应用干法除尘工艺，自从2004年首秦1号（1200m3）高炉干法除尘工艺成功运行后，中国大型高炉开始相继采用该技术。
高炉干法除尘采用布袋除尘技术，分为反吹风布袋除尘和低压脉冲布袋除尘两种工艺，这两种工艺国内都有应用实例1.但两种干法除尘工艺均需调节荒煤气温度。高炉正常工作时煤气进入布袋前温度为120 ~220°Q这一温度满足布袋许用温度（布袋许用工作温度小于280°C），当高炉操作不正常或上料系统发生故障时，煤气进入布袋前温度达300~400瞬时温度有时高达550°C左右，远远超出了布袋所能承受的温度，造成布袋烧损，严重影响布袋除尘器的可靠运行；另一方面，炉况不顺，顶温过低，煤气进入布袋除尘器后温度容易降至露点（45 ~70°C）以下，造成布袋表面粘灰，阻力增大而无法正常工作。因此，高炉布袋除尘前荒煤气温度调节问题亟待解决。本文通过首钢曹妃甸5高炉干法除尘项目的设计实例，介绍一种全新的调温技术及设备，它成功解决了干法除尘中荒煤气温度调节问题。
1首钢5 500m3高炉干法布袋除尘技术1.1干法除尘范围的界定干法除尘的范围是从重力除尘器出口到净煤气管网入口，包括：干法除尘工艺设备、土建结构、电气自动化检测控制等。
1.2工艺流程来自重力除尘器的荒煤气（含尘8）经过总管进入多箱体低压脉冲布袋除尘过滤净化，净煤气含尘量约5mg/m3，经箱体支管汇入净煤气主管输出。管网按干式煤气设计，进入高炉煤气柜速膨胀、抖动而掉落。灰斗中的干灰每天定时排放，采用气力排灰输送方法将各箱体的灰输送至一个大灰仓储存，每天集中由罐车装车运出。
1.3工艺参数高炉容积：500m3；（4）布袋入口煤气温度：120~220荒煤气含尘量：~12g/m3；（6）净煤气含尘量：〈5mg/m3. 1.4温度调节系统布袋除尘器最佳工作温度为：120~220C瞬时允许到260C3.因此温度调节和控制十分重一套热管调温器。正常生产时煤气温度在规定范围内，可以直接进入布袋，当高炉生产不正常，出现温度过高或过低时，煤气经换热调温使布袋入口煤气温度保持在180~200C 2热管式调温器的工作原理热管调温器是一种气-液和气-汽双向换热装置，它主要通过传热元件一热管将荒煤气或蒸汽的热量传递给软水或低温煤气，软水由液态相变为气态，带走荒煤气的热量：蒸汽由气态变为液态，放要1本设计在布袋除尘入口前荒煤气主管道上并fcish出热量加热煤气。从而保证进入布袋室的荒煤气的温度控制在一定范围内。
正常情况下（来自重力除尘器的高炉煤气温度低于220°C），热管调温器的各种阀门处于关闭状态，来自重力除尘的高炉煤气直接进入布袋除尘器；当通过重力除尘器后荒煤气温度大于220C的时候，程序会自动把调温器管道上的蝶阀打开，高温煤气通过热管散热器，将煤气温度降至200 C再进入布袋除尘器；另一种情况是：通过重力除尘器后荒煤气的温度低于120 C时，为防止结露粘灰，程序会自动打开蒸汽阀门，通过换热器换热将煤气加热至180 C然后进入布袋除尘器进行除尘。其工艺流1一高炉；2―重力除尘器；3―热管调温器；4一汽包；5―布袋除尘器①进水阀；②泄水阀；③切断阀；④煤气旁通阀⑤蒸汽切断阀；⑥蒸汽外网切断阀；⑦蒸汽旁通阀热管调温器工作原理示意图°260~3⑴C的高炉煤气经过热管散热器>温度降至200uC.同时产生0T.2MP1aI的饱和蒸汽u器，热管降温器不工作，处于冷态。当通过重力除尘3热官调温器的结构热管调温器由热管散热器、汽包、上升管、下降管等组成。热管散热器是相变式热管调温装置的主要设备，它为直立圆筒结构，由外筒体（DN9600）、内筒体（DN4800）和热管0108X2800）3部分构成（5500m3高炉两台并联）。热管径向交叉斜置焊接在热管散热器的内筒体壁上，用于降低煤气温度和加热煤气的热管倾斜方向相反，光管段和有镍基钎焊纵翅片段布置也相反。工作时荒煤气走热管散热器外筒体与内筒体之间的夹套，软水走热管散热器内筒体里面，并和汽包自然循环，产生饱和蒸汽并入蒸汽管网；蒸汽走内筒体里面，经热管相变传热将热量传给煤气后变成冷凝水排出。其工作原理见。
4技术要点4.1换热效果说明该设备采用热管散热器应用热管作传热元件有高的传热性能；-液或气-汽换热，一侧是具有一定流速和温度的荒煤气另一侧是软水相变为蒸汽或蒸汽放热变成冷凝水，换热时对流换热系数为40~60 4.2应急降温效果正常情况下，热管散热器的各种阀门处于关闭状态，来自重力除尘的高炉煤气直接进入布袋除尘器后荒煤气温度大于220°c的时候，程序会自动把换热器管道上的蝶阀打开，高温煤气通过热管散热器。这时高温煤气与冷态设备内的低温水进行换热。换热温差大，瞬时可将550°C的煤气降至200实现应急降温，保证布袋除尘器稳定运行。
4.3设备运行及使用寿命分析应用于该工段的换热设备在设计上需考虑三个方面的问题。一是设备冲刷问题；二是热应力造成设备损坏问题；三是积灰问题。
（DN4800）两台并联）工作时荒煤气走外筒体与内筒体之间的夹套煤气通过热管降温器流速为8m/s流速较低；煤气侧热管有镍基奸焊纵翅片，镍基合金厚度>0.05mm，硬度HRC>56.因此合理的解决煤气对设备的冲刷问题。热管散热器的热管单支点焊接在内筒体壁上，其热涨冷缩变形不受约束，避免了应力破坏；外筒体与内件也没有约束点。因此热管降温器不存在热应力造成设备损坏问题。
热管具有单管作业性能，有一根热管（即使部分热管）损坏不会造成换热的煤气和水混淆，对换热的影响也不大。因此可保证设备长周期稳定运行。
5运行费用及占地热管调温器利用水的汽化相变吸收煤气的热量（水的汽化潜热2499l/kg），运行时只需消耗少量软水或蒸汽。首钢5500m2高炉配套的热管降温器工作时每小时只消耗40t的软水，没有其它消耗。
热管调温器换热效果好、体积小，占地也非常少。首钢5500m2高炉配套的设备占地仅160m2. 6与列管式降温器的比较列管式降温器结构是上下管板固定列管管束，煤气走列管内，靠风冷和喷水降温。其设备存在以下技术不足（表1）管板固定管束，存在严重的热应力造成设备损坏问题；煤气与低温的空气或低温的水换热，管内煤气达到露点。不可避免的造成管内积灰；管外喷水降温存在两个问题：一是水喷在管壁上很容易形成水垢；二是北方冬季冰冻问题无法解决。具体情况见表1.表1热管式降温器与列管式降温器的比较Table1Comparisionofheatpipecoolingand名称热应力积灰换热效果应急降温运行费用使用问题体积热管式无轻好较强低无小列管式有严重一般高水垢、冰冻庞大7实际运行效果实际运行效果见表2.煤气入口温度rc煤气出口温度rc蒸汽发生量At.h4蒸汽压力/MPa
