炼钢厂必看，水平加料电炉废钢预热改造年节电收益825万元

水平加料电炉设备使用现状：

现场使用一套150吨废钢预热连续加料设备、该设备是废钢场与电弧炉之间的废钢料传送系统，可将在线预热的废钢经过隧道式预热装置连续加入电弧炉，实现了连续输送加料，连续预热废钢，连续熔化废钢，连续氧化冶炼的电弧炉冶炼工艺技术效果。但由于设备本体制造结构的原因、废钢预热效果普遍不理想（平均废钢温度只有200℃），节电效果形同鸡肋、给国内外众多使用水平加料电炉用户造成不小困扰、深入分析其原因并探索有效的改进方案显得尤为重要。

影响废钢预热效果主要原因归结如下：

1、有效换热面积受限。普通水平加料设备中，废钢与热源之间的接触方式和接触面积相对固定。废钢通常是堆积在输送料槽中，内部的废钢难以与高温气流充分接触，导致热传递主要集中在废钢表面，热量难以快速、均匀地传递到废钢内部，从而降低了整体的预热效果。

2、 气流分布不均，烟气穿透不足，料层上下温差大在预热过程中，高温气流在输送料槽内的分布不均匀。废钢表面部分区域气流速度较快，而废钢料层中下部区域气流速度较慢甚至存在气流死角。这使得废钢在不同位置接受的热量差异较大，大部分废钢无法得到充分的预热，影响了整体的预热质量。接近水冷料槽底板废钢温度仅仅有50℃、而废钢表面温度甚至高达800-900℃、平均废钢预热温差500℃，有3/4的废钢处于几乎处于低温预热状态。

3、 废钢特性影响，有效换热面积受限废钢的种类、形状和尺寸差异较大。不同种类的废钢导热性能不同，形状不规则和尺寸较大的废钢会增加热传递的难度，使得预热过程更加复杂，据网络文献证实、普通水平加料废钢预热节电效果只有吨钢15-20kW·h、因此真实的预热常常难以达到理想的节电效果。

二．改造目的针对现有水平连续加料废钢预热系统存在的烟气穿透不足、料层上下温差大、有效换热面积受限、平均预热温度偏低等问题，本项目拟在不改变原有连续加料主流程的基础上，对料槽两侧增设双侧分区抽吸通道，提升废钢预热效率和温度均匀性，最终实现进一步降低电炉冶炼电耗的目的。泰航节能工程人员在借鉴总结以往加强水平加料废钢预热效果的经验积累基础上，自主研发的国家专利产品（ZL202223504314.4）侧抽风全预热废钢连续加料设备、将普通水平加料废钢与高温烟气的仅有的辐射热交换增加穿透式热交换方式；最终形成复合式废钢预热、废钢预热温度更高，上下料层温差更小的更好，炼钢电耗更低的新一代全预热节能炼钢装备。

1. 改善气流分布两侧抽风系统能够引导高温气流在输送料槽内更加均匀地流动。通过调整抽风的强度和方向，可以使气流更好地穿透废钢堆，减少气流废钢预热死角，让废钢各个部位都能充分与高温气流接触，从而提高热传递效率，提升废钢的整体预热温度。

2. 增强热交换抽风系统可以加速废钢与高温气流之间的热交换过程。在抽风的作用下，高温气流能够更快地带走废钢表面的冷空气，同时将更多的热量传递给废钢，强化烟气对废钢料层中下部和边部区域的穿透换热，显著减小料层上下温差和横向温差，提高入炉废钢温度一致性。使料层中部和两侧70%以上的废钢能够更快地升温，提高预热效果。具体量化效果(1) 预热效果提升在现有平均废钢预热温度约200℃的基础上，改造后平均预热温度提升至280–320℃，平均升温约80–120℃。(2)温度均匀性改善通过重构料槽内部流场组织，

(3) 节能降耗改造后吨钢冶炼电耗预计降低12–30kWh/t。(4)经济效益提升按年产钢100万吨、电价0.55元/kWh测算，吨钢节电15kWh时，年节电收益约825万元。

三、 具体改造实施技术说明其本质是对料槽内部的气流组织方式进行重构：由原来的“烟气主要沿料层表面流动、内部换热不足”，优化为“烟气在梯级负压作用下穿透废钢料层、扩大有效换热体积、延长热交换路径”，从而提高平均预热温度和热利用效率。系统运行时，电炉高温烟气由炉端进入预热通道，在顶部主烟道和两侧抽吸通道的协同作用下，形成对废钢料层的受控穿透流场，从而实现高效预热。 1. 系统总体架构 - 主体：密闭式水平输送料槽+顶部烟气通道+双侧分区穿透式抽吸预热系统，与电炉烟气出口直接连通，形成逆向换热通道；此外，还包括变频风机及电动调节阀组；温度、压力在线检测系统；PLC联动控制系统；与原有除尘系统相匹配的烟气并网及温度调节单元。- 核心：双侧分区穿透式抽吸预热系统(沿料槽长度方向，根据烟气温度衰减规律和废钢升温需求，将两侧抽吸系统划分为若干控制区段，形成由炉端至进料端逐级调节的负压分布) 2. 关键设备与结构设计 （1）双侧分区穿透式抽吸预热系统配置 - 抽风点：沿料槽两侧抽风槽，间距1.5-2m，孔径/槽宽匹配料层厚度。- 负压控制：采用变频风机+电动调节阀，实现梯级负压（电炉端：-50~-100Pa；进料端：-150~-250Pa），确保烟气均匀穿透。- 烟气汇合：侧抽烟气与顶部主烟气汇合，经温度调节（补风/急冷）后进入除尘系统，控制温度280-300℃ 。 （2）料槽与密封优化- 料层控制：料层厚度600-800mm，保证烟气穿透性与输送效率。 （3）监测与自动控制 - 监测：料槽进出口、侧抽点设温度/压力传感器，实时监测烟气温度、料层温度、负压值。- 控制：PLC自动调节风机频率与阀门开度，维持梯级负压稳定；当烟气温度＜280℃或＞300℃时，自动微调负压（△t≤50℃，调节1-3Pa；50＜△t≤150℃，调节3-8Pa）。

四、 具体改造实施工艺操作要点 - 启动：系统启动时，应先建立主烟气通路，再依次启动双侧分区抽吸装置，逐步形成稳定的梯级负压场，避免瞬时抽吸过强导致局部流场紊乱或粉尘异常聚集。- 运行：保持料槽内部微负压稳定（-20~-50Pa），防止烟气外溢；根据废钢料型差异调整抽吸强度，轻薄料宜适度控制抽吸强度，重废可适当提高穿透抽吸能力；根据温度检测结果动态修正各区段负压水平，保证烟气更多作用于料层内部，而非仅停留于表层区域；保持预热温度提升与连续加料节奏相匹配，避免局部过热或预热不足。- 停机：先停侧抽风机，再停主抽风机，避免料槽正压喷尘。 4. 环保与操作维护保障 - 二噁英控制：烟气沉降室在850℃以上停留＞2s，后经急冷塔快速降温（＜200℃/s），抑制二噁英生成。- 保证侧抽顺畅：料槽侧抽孔设置快捷空气反吹和拆卸支座，防止抽风口堵塞引起预热效果降低。- 除尘：侧抽烟气并入主除尘系统，确保粉尘排放达标。

五、方案优势与投资回报 1. 核心优势 - 高效预热：温度提升显著，上下均匀，解决底层废钢预热不足问题。- 节能降耗：吨钢电耗降12-30kWh，电极消耗降低，综合成本下降。- 稳定生产：入炉废钢温度稳定，熔化均匀，缩短冶炼周期，减少故障。 2. 投资回报（参考） - 投资：以150t电炉为例，系统改造投资约300万元左右。- 回报：保守按吨钢节电15kWh、电价0.55元/kWh、年产钢100万吨计，年节电收益825万元，投资回收期＜5个月。

六、结论 普通水平加料设备废钢预热效果低，根源是传热方式单一、烟气穿透不足、漏风严重。增加输送料槽两侧梯级负压抽风系统，可强制烟气穿透料层、强化对流换热、延长停留时间，使废钢预热温度提升10%-25%，吨钢电耗显著降低，是技术成熟、经济可行、环保达标的废钢预热提效方案，适合现有水平加料电炉改造与新建项目应用。