【摘 要】 热能的回收和利用对企业来说意义重大，文章介绍了连退炉过热水系统的组成和原理 ，分析了过热水系统在实际应用过程中存在的问题和优化调整措施。
【关键词】 热回收 过热水 应用 管理
1 过热水系统简介
连退机组在正常生产过程中，依靠控制连退炉内的燃气燃烧设备，对带钢完成加热作业，燃气燃烧后形成的废气温度高达600℃左右，根据节能和环保的要求，对废气具有的热能进行了多种方式的回收和利用，比如对预热段循环气体的加热，对过热水系统的换热等，对企业的节能减排意义重大。热回收系统是利用回收的废气热量，通过热交换来产生过热水，过热水用于清洗段的热水漂洗和干燥等设备的加热，热水的产生量根据炉子的产量和炉子的使用率不同而不同，而且不可能完全满足整条机组的热需求，因此一些设备由过热水回路加热，另外一些设备由其他的方法加热，如用蒸气加热的辅助加热器将安装在过热水回路中。
2 过热水系统的工作原理
过热水系统由对流式热交换器加热，它位于废气收集管后的废气烟道内，它还带有关断和调节碟阀以及旁通烟道（带蝶阀）。此系统设计为在水循环流量一定的情况下运行，热回收系统由中央控制单元来控制，它根据热水的高温来设定点操纵烟道和旁通烟道中的关断和控制蝶阀。废气温度过高时，会掺入冷风进行降温，此时排烟风机全部打开，以保证流量足够。当炉子运行功率不足以给清洗段提供热量时，尤其加热器是当全线停车或启动生产线的时候，辅助蒸气加热器将用来加热此回路，因此加热器的功率必须按照清洗段或其他需要热能的设备的加热能力总和来设计，因为正常生产时基本不需要辅助加热或需要的辅助热量比较小。正常状态下，过热水的最小工作压力为10bar。对流式热交换器是整个系统的核心设备，属于气/水换热器，是由经过预热段后的废气的再回收利用。废气的温度从470℃降到150℃，而过热水温度从90℃上升到140℃，废气管路上设有测温元件（TE），并设有显示和报警元件（TIA），如果温度过高，就会产生相应的温度过高信号，并传送给热回收控制序列，控制由电磁阀驱动的安全筏，减小流量，如果温度过低，增大安全阀流量。废气通过换热后进入废气排放系统水经过换热器后变成热水。管路上设有两套测温元件，进入热水器的管路上装有一套转换成信号再传送到TIA模块，返回管路上也有一套，把实际温度传送给FIC（流量控制系统和调节），FIC把实际值和和操作者制定的设定值进行比较整理，输出信号给废气回路的控制挡板，通过控制废气流量来达到控制水温的目的。如果废气管路的流量增大，则旁通管路的流量减小，反之，增大。挡板有仪表气源驱动。
3 过热水系统的管理
过热水系统的实际运行效果与各单体组成设备的能力和控制精度有着密切的联系，能否保证达到生产需要的过热水的温度要求，这对设备的设计、安装调试精度及设备管理提出了更高的要求，在实际生产过程中，过热水系统存在的常见问题有如下几个方面：
（1）在主换热器投入时发现过热水的水温过高现象。其主要原因是其前后挡板阀的自动控制不能与过热水温度实现同步的精确调节，控制位置误差超过规定要求，这时需要检查确认挡板的开启有无卡阻发生，仪表人员还要定期对挡板进行零位调节，并保证旁通管道的畅通，所以，整个挡板装置的动作灵敏性和控制精度是保证过热水水温达到标准值的前提条件。主换热器运行过程中，输出的过热水的温度与废气的温度及流量有直接的关系，在设备安装调试期间基本上就能够确定挡板阀的开启范围，现场设备管理人员需要对该设备的开启位置进行认真确认和记录，以便于在发生过热水温度过高等故障时，能够及时地找出故障点。
（2）虽然过热水系统属于生产线的辅助设备，但该系统应该始终保持良好的运行状态，尽量避免故障停机的发生。在生产过程中要注意，如果主换热器长期不投入使用，高温以及高压将对换热器本体的密封性能造成破坏，严重影响其使用寿命。同时，主换热器不投入使用，仅仅依靠辅助蒸气加热装置，则获得的过热水温度很难达到设计要求，因此，对带钢表面残余脱盐水不能进行有效烘干，影响了连续退火炉预热段的露点。使露点温度升高，造成不良影响。所以，过热水系统应该纳入重点设备管理之中，需要对主泵和备用泵之间定期进行切换使用，保证备用泵的使用可靠性；对换热器定期做打压实验，保证该设备气密性；对系统过滤器及时清洗，避免因水系统存在异物而造成的系统堵塞；同时旁通管路的挡板系统的可靠性也特别重要。
（3）过热水系统的压力波动对热回收效率影响较大。设备检修过程中，往往为了便于检修，需要将系统内的水部分或全部排放，检修结束后再进行加水，这时管道内将存有一定量的空气，所以转车前必须用排气阀将系统内的空气进行排放，以预防系统内部压力瞬间增大，造成法兰等联结处泄漏发生。根据实际需要，正确设定系统安全阀的压力值，保证系统压力突变时能够及时打开，同时，通过系统减压阀的开启，将系统内的部分水释放到储存罐内，来实现降压的过程。系统内的安全阀等各类阀体需要进行定期的检测与保养，避免发生锈蚀卡阻现象的发生，它们功能的完好是系统安全稳定运行的必要条件。
（4）由于脱盐水的腐蚀性严重，在补充水之前需要对水质进行处理，在这里安装一套水处理设备，对水质进行必要的防腐和抗氧化处理，如加注N2H4等化学试剂。该系统一般由药剂罐、定量泵等设备组成。在检修状态下，系统管路需要断开作业时，要进行必要的包扎，尽量避免管路的敞口，预防灰尘等异物的进入，并防止长时间的敞口，造成管路内壁的氧化结垢。
4 结语
随着国家对企业环保排放标准要求的逐年提高，过热水系统已经成为退火炉广泛采用的重要热回收工艺设备，它能有效运行将对企业的节能、环保工作形成长远影响，可以实现企业节能降耗、控制运行成本等指标得到最佳的效果和收益。这也是同类企业设备管理所追求的目标。
参考文献：
[1]吴宗泽.机械设计师手册（上、下）北京：机械工业出版社，2002.
[2]吴振顺.气压传动与控制[M].哈尔滨工业大学出版社，1995.
