讲课内容,国内高炉热风炉现状,高炉热风炉设计思路
炼铁高炉热风炉现状及发展方向
炼铁高炉热风炉现状及发展方向张振峰冯晓军摘要:根据国家《钢铁产业发展政策》,以及国家节能减排政策的实施,对我国钢铁工业健康发展提出相关要求,技术装备现代化、大型化,高效节能是高炉炼铁生产的发展方向,而做为高炉炼铁生产,热风炉的效率、装备水平对炼铁生产能耗降低起到重要作用。
本文对我国高炉炼铁热风炉装备水平及运行现状和发展方向做以总结分析。
关键词:高炉、热风炉、现状及发展方向1、引言:目前,我国高炉炼铁生产技术步入了飞速发展阶段,随着国家节能减排,以及淘汰落后产能的步伐加大,对于高炉炼铁能耗降低、热风炉提供高风温、增加煤粉喷吹量,节能降低焦比的有效措施,随着高炉大型化装备水平的现代化,热风炉各种新技术的应用,使热风炉逐渐走向节能、高效、长寿的步伐。
改进内燃式、外燃式均取得了1200℃以上的高风温。
随着顶燃式热风炉的发展,特别是卡鲁金顶燃式热风炉的引进,其高效、长寿、投资成本低的特点,逐渐为大型高炉所采用,并取得成功,已成为热风炉发展方向。
2、目前我国炼铁高炉热风炉现状:2.1 现代热风炉的分类:热风炉做为高炉炼铁重要组成设备,随着高炉炼铁技术的发展进步,热风炉结构形成发展的步伐从来就没有停止,其历史久远,现代热风炉分为以下几类:①按燃烧室位置分:内燃式、外燃式和顶燃式。
②按燃烧入口位置分:低架式(落地式)和高架式。
③按燃烧室形状分:眼睛形、苹果型和圆形。
④按蓄热体形状分、板状、块状和球状。
本文以现代主流热风炉分类依据,按燃烧室位置来分别讨论内燃式、外燃式、顶燃式热风炉的现状及发展方向。
2.2国内炼铁高炉装备内燃式热风炉的现状。
2.2.1内燃式热风炉结构特点:热风炉的燃烧室(又叫火井)和蓄热室同置于一个圆型炉壳内,称之为内燃式热风炉,内燃式热风炉又分为传统内燃式和改进内燃式,传统内燃式热风炉的风温低、寿命短,已被改进内燃式所代替,改进内燃式的主要特点:①采用悬链线型拱顶结构,优化拱顶高温稳定性及气流分布;②采用圆型火井及新型隔墙;③采用陶瓷燃烧器和弧形炉衬板。
高炉热风炉高效送风策略的研究进展及发展趋势
高炉热风炉高效送风策略的研究进展及发展趋势引言高炉热风炉是冶金行业中重要的设备之一,其作用是为高炉提供高温、高压的热风,以支持高炉内的燃烧过程。
高效的送风策略对于高炉的正常运行和提高生产效率至关重要。
本文将探讨高炉热风炉高效送风策略的研究进展及发展趋势。
二级标题1:传统送风策略三级标题1:定风量送风策略定风量送风策略是传统的高炉热风炉送风方式。
该策略通过设定固定的送风量来满足高炉的需求。
这种方式简单直接,但无法根据高炉的实际状态进行调整,容易导致送风过剩或不足的问题。
三级标题2:定压送风策略定压送风策略是另一种常见的传统送风方式。
该策略通过设定固定的送风压力来满足高炉的需求。
这种方式相对于定风量送风策略更加灵活,可以根据高炉的实际状况进行调整,但仍存在一定的局限性。
二级标题2:研究进展三级标题1:气动模型研究近年来,研究人员通过建立气动模型,对高炉热风炉的送风策略进行了深入研究。
通过模拟高炉内的气流分布和流动特性,可以优化送风策略,提高送风效果和能源利用率。
三级标题2:智能控制技术研究智能控制技术在高炉热风炉的送风策略研究中也发挥了重要作用。
通过采集高炉的运行数据和实时监测信息,结合先进的控制算法,可以实现自动调整送风策略,提高送风效率和稳定性。
三级标题3:节能减排研究随着环保意识的增强,高炉热风炉的节能减排研究也日益受到关注。
研究人员通过优化送风策略,减少能耗和排放,推动高炉热风炉向清洁、高效的方向发展。
二级标题3:发展趋势三级标题1:智能化发展未来,高炉热风炉的送风策略将更加智能化。
通过引入人工智能、大数据分析等技术,可以实现对高炉运行状态的实时监测和预测,进一步优化送风策略,提高生产效率和能源利用率。
三级标题2:绿色环保发展绿色环保是当前社会的重要发展方向,高炉热风炉的送风策略也将朝着清洁、低排放的方向发展。
研究人员将继续探索新的送风方式和技术,以减少能耗和排放,实现可持续发展。
三级标题3:综合优化发展综合优化是未来高炉热风炉送风策略发展的重要方向。
高炉热风炉烟气治理技术介绍
NaHCO3 + HCl
NaCl + CO2 + H2O
2 NaHCO3
SO2 + ½ O2 SO3
Na2SO4 + 2 CO2 +H2O
NaHCO3 + HF
NaF + CO2 + H2O
脱硫并干燥的副产物随 气流进入布袋除尘器被捕集。
注:①反应器也可以不设置,直 接采用烟道。 ②副产物主要为硫酸 钠,其可用于造纸、玻璃、水泥厂。
➢ 随着时间推移,整体式热管换热器技术不断成熟,尤其 是冷、热流体之间的中隔板密封技术得到解决,并且人 们认识到分体式热管换热器的诸多缺点,因而整体式热 管换热器得到普遍推广应用。
1.我国高炉热风炉现状--热管换热器
分体式热管换热器
1.我国高炉热风炉现状--热管换热器
整体式热管换热器
1.我国高炉热风炉现状
根据经验,小苏打的粒径要求: ➢ 90wt%<35 µm (脱 HCl) ➢ 90wt%<20 µm (高效脱SOx)
PS:此步可完成90%的脱硫。
2)第二步:在布袋除尘器中完成:
烟气进入布袋除尘器,除尘器中布袋表面的滤饼部分是由反应产物,未反 应 的 吸 附 剂 、 反 应 物 以 及 飞 灰 组 成 。 当 经 过 滤 饼 时 , 余 下 的 SO2 、 重 金 属 、 PCDD/F等继续发生反应,完成第二步脱硫。
优点:换热温度高、热利用率高、工作风量大,适合于大高炉生产需要。 缺点:体积大,占地面积大,购置成本高。
(2)换热式热风炉 主要是使用耐高温换热器为核心部件(此部件不能使用金属材质换热器,只
能使用耐高温陶瓷换热器),高炉煤气在燃烧室内充分燃烧,燃烧后的热空气, 经过换热器,把热量换给新鲜的冷空气,可使新鲜空气温度达到1000度以上。
热风炉讲课资料..
4、预热助燃空气和煤气 (1)预热助燃空气、煤气对理论燃烧温度的影响 1)助燃空气预热温度对理论燃烧温度的影响。 助燃空气温度在800度以内,每升100度,相应提高t
理30~35℃,一般按33℃计算。 2)煤气预热温度对理论燃烧温度t理的影响,煤气
预热温度每升高100℃,提高t理约50℃。 3)助燃空气和煤气同时预热对理论燃烧温度的影响。
(2)热风炉烟气余热回收预热助燃空气和煤 气
目前国内外已在高炉热风炉上应用的烟
道余热回收的换热器,主要有:回转式金 属板式、管状式、热媒式和热管式等形式。 都取得了较好的效果。热管式换热器回收 热风炉烟气余热预热助燃空气和煤气。热 管是一种经气一液相变和循环流动来传递 热量的高效传热元件,用热管组成的换热 器成为热管换热器。热管是一个内部抽成 真空,并充以适量的工作介质的密封管。
高炉煤气混入不同量的焦炉煤气,混合
煤气的发热量及理论燃烧温度t理。每增加 焦炉煤气1﹪,混合煤气发热量约增加 150kj/m3,在混合量不超过15﹪以前,每 1﹪焦炉煤气提高理论燃烧温度t理约16℃。 每增加1﹪的天然气混合煤气的发热量,约 增加325kJ/m3,随之提高约23﹪。
需要混入高热值煤气量的比例a高按下 式计算:a高﹦(混合发热量﹣高炉煤气发热 量)/(焦炉煤气发热量﹣高炉煤气发热量)
一、 我国近年来高炉设计中采用的几种热风 炉形式:
1、 顶燃式热风炉 顶燃式热风炉由于顶部燃烧器的不同和
增加部分设计高风温技术的不同,国内大 致分为以下几种。
(1)BSK(北京首钢卡鲁金)新型顶燃热 风炉。以首钢京唐为代表的热风炉,在使 用附加燃烧炉将废气预热后的助燃空气加 热至600℃,高炉煤气预热至200℃,全烧 高炉煤气的情况下,月平均风温达到 1300℃。
高炉热风炉高效送风策略的研究进展及发展趋势
高炉热风炉高效送风策略的研究进展及发展趋势一、引言高炉是冶金工业中的重要设备,其生产效率和能源消耗率直接影响到钢铁企业的经济效益和环境保护。
高炉热风炉作为高炉的重要配套设备之一,其送风策略对高炉生产效率和能源消耗率有着重要影响。
因此,对高炉热风炉的送风策略进行深入的研究具有重要意义。
二、高炉热风炉送风策略的基本原理高炉热风炉是将空气通过加温器进行加温后送入高炉内部,与焦碳反应生成一系列物质,从而完成冶金过程。
在送风过程中,需要考虑空气温度、流量、压力等因素。
传统的送风方式是采用定压力定流量控制方式,即在设定压力和流量下将空气送入高炉内部。
但这种方式存在着能源消耗大、稳定性差等问题。
三、现有高效送风策略1. 变频调速控制技术变频调速控制技术可以实现对送风机转速的精确控制,从而实现对空气流量的精确调节。
此外,变频调速控制技术还可以有效降低送风机的能耗,提高设备的使用寿命。
2. 智能控制技术智能控制技术可以通过对高炉内部温度、压力等参数进行实时监测和分析,从而实现对送风策略的智能化调节。
此外,智能控制技术还可以通过优化送风策略,提高高炉生产效率和能源利用率。
3. 多点供气技术多点供气技术是在高炉内部设置多个喷嘴,将空气分散喷入高炉内部。
这种方式可以使空气更加均匀地分布在高炉内部,从而提高反应效率和生产效率。
四、发展趋势1. 智能化随着物联网、云计算等新一代信息技术的发展,未来高炉热风炉将向智能化方向发展。
通过建立数据模型和算法模型,实现对高炉内部温度、压力等参数的精确预测和控制。
2. 绿色化高炉热风炉的送风策略对能源消耗率有着重要影响。
未来,高炉热风炉的送风策略将更加注重节能减排,采用新型材料和新型技术,实现对能源的高效利用和环境保护。
3. 集成化未来,高炉热风炉将向集成化方向发展。
通过将传感器、执行器、控制器等设备进行集成,实现对整个系统的智能化控制和管理。
五、结论高炉热风炉是钢铁生产中不可或缺的设备之一。
炼铁高炉热风炉现状及发展方向
千里之行,始于足下。
炼铁高炉热风炉现状及发展方向炼铁高炉热风炉是炼铁工艺过程中的重要设备,它对炼铁工艺的效率和环保性起着关键影响。
目前,全球炼铁高炉热风炉的现状主要表现在以下几个方面:首先,热风炉的生产工艺不断改进。
传统的炼铁高炉热风炉使用的是焦炭作为燃料,但焦炭的资源有限且环境污染较严重。
为了解决这个问题,热风炉的工艺中引入了新型的燃料,如煤粉、天然气等,以提高能源利用率和降低环境污染。
其次,热风炉的效率不断提高。
炉内燃烧过程是热风炉的关键环节,目前热风炉中采用的燃烧技术主要有:喷嘴燃烧、煤粉喷射燃烧等。
这些新型燃烧技术能够提高热风炉的燃烧效率和传热效率,减少燃料的消耗,降低炸风温度,提高炉内的燃烧温度,从而提高炼铁效率。
再次,热风炉的自动化水平不断提升。
热风炉是一个复杂的工艺系统,需要对温度、压力、氧量等参数进行监测和控制。
随着现代自动化技术的不断发展,热风炉的自动化水平也得到了提高。
通过自动化控制系统,可以实现对热风炉的实时监测和控制,提高生产的稳定性和可靠性。
另外,热风炉的环保性要求越来越高。
炼铁工艺中的烟气中含有大量的有害物质,如SO2、NOx等,这对环境造成了严重污染。
为了降低炼铁过程中对环境的影响,热风炉需要采取一系列的环保措施,如增加除尘设备、改进燃烧技术等,以减少尾气中有害物质的排放。
第1页/共2页锲而不舍,金石可镂。
未来,炼铁高炉热风炉的发展方向将主要集中在提高热风炉的能源利用率、降低环境污染和实现炼铁工艺的智能化、自动化。
具体来说,可以从以下几个方面进行发展:首先,改善炉内燃烧过程,提高热风炉的燃烧效率和传热效率,减少燃料的消耗,提高炼铁效率。
其次,进一步降低热风炉的环境污染。
可以通过增加烟气净化设备、改进燃烧技术等手段,减少尾气中有害物质的排放,保护环境。
再次,提高热风炉的自动化水平,实现炼铁工艺的智能化。
通过引入先进的自动化控制系统和传感技术,可以实现对热风炉的实时监测和控制,提高生产的稳定性和可靠性。
高炉热风炉介绍范文
高炉热风炉介绍范文高炉热风炉的原理是利用燃料在燃烧时产生的高温烟气为冷却剂进行加热,然后将加热后的热风通过喷嘴直接喷入高炉内,与高炉内的矿石和焦炭进行反应。
高炉热风炉具有加热速度快、效率高、燃烧稳定等优点,可以大大提高高炉的冶炼效率和产量,同时减少能源消耗和环境污染。
燃烧系统是高炉热风炉的核心部分,它主要由燃烧室、燃烧器、点火装置和燃烧控制系统组成。
燃烧室是热风炉内进行燃烧的主要场所,它通常由耐火材料构成,能够抵御高温和腐蚀,同时也能将烟气充分与燃料进行混合,提高燃烧效果。
燃烧器用于将燃料和空气充分混合,并喷入燃烧室中进行燃烧。
点火装置用于点燃燃料,启动燃烧过程。
燃烧控制系统负责监测和控制燃烧过程,保证燃烧效果稳定并减少排放。
预热系统用于将进入热风炉的空气进行预热,提高燃烧效率。
通常情况下,热风炉会利用燃烧产生的烟气进行空气预热。
预热系统包括多级换热器、烟气余热锅炉等设备,通过对烟气和空气的交换,达到提高空气温度的目的。
喷烧系统是将预热后的热风喷入高炉炉缸内的部分。
喷烧系统通常由多个喷嘴组成,喷嘴的设计和排列方式会直接影响到高炉的冶炼效果。
喷烧系统的主要目标是将热风均匀地喷入高炉内,确保与矿石和焦炭充分接触,并提供足够的氧气进行燃烧反应。
余热回收系统用于将热风炉产生的烟气中的余热进行回收利用。
通常情况下,热风炉的烟气中存在大量的余热,可以通过余热锅炉等设备将其回收并转化为热水或蒸汽,用于其他工艺过程或供暖等用途,从而提高能源利用效率。
控制系统是高炉热风炉的重要组成部分,它负责监测和控制热风炉的运行状态和参数,保证其正常稳定运行。
控制系统通常包括温度、压力、流量、阻力等传感器和控制器,可以实时监测和调整热风炉的工作状态,达到最佳的工作效果。
总之,高炉热风炉作为高炉冶炼过程中的关键设备,通过为高炉提供热风,实现了燃烧和矿石还原反应的进行,提高了高炉的冶炼效率和产量。
同时,高炉热风炉具有燃烧稳定、加热效率高、能源利用效率高等优点,对于节约能源和降低环境污染也起到了积极的作用。
高炉炉型设计
制钢铁/年
(万吨)
W2
70 40 60 65 50 30
铸造生铁/年
(万吨)
这种两头小中间大的准圆筒型,符合炉料
下降时受热膨胀、松动和软化熔化的要求
,同时也与煤气上升过程中温度下降、体
积收缩相适应。随着精料和高压操作等新 技术的发展,高炉炉型进一步向着“矮胖” 、“大型横向”发展。
世界高炉之王——沙钢5860立方米炼铁高炉
日本第二大钢铁集团——日本JFE钢铁福山厂 。
(左起)第2高炉、第3高炉、第4高炉、第5高炉,4号高炉 2006年5月扩容到5000立方米,5号高炉扩容到5500立方米
•
=(W1+1.1W2)/ 350
• 若设计n座高炉:
• 单座高炉日产P=(W1+1.1W2)/ 350n
p
•
利用系数
v
=
单座高炉日产/单座高炉有效容积=
V
' u
•
V
' u
p v
• 取 v =2― 2.25 t / m3 •d
五、按计算法Ⅰ进行炉型设计 • 1、大型高炉: Hu 6.4V 4u0.2; H u ― 有效高度
图1 高炉炉型示意图
三、炉型设计的要求
• 高炉炉型的合理性,是高炉能实现高产、优质、 低耗、长寿的重要条件。实践证明,合理的设计 炉型能促进高炉冶炼指标的改善,利于寿命的延 长。因此,炉型是高炉最基本的要素。合理炉型 应该是使炉型能够很好的适应于炉料的顺利下降 和煤气流的上升运动。既要符合高炉冶炼规律, 又要和原燃料、设备和生产技术等条件所达到的 水平相适应。
铁 ― 铁水密度,可取7.1 t/m3
d ― 炉缸直径,m
3、死铁层厚度ho :铁口中心线到炉底砌砖 表面之距离
高炉热风炉的实施方案
高炉热风炉的实施方案一、前言高炉热风炉是高炉冶炼系统中的重要设备,其性能和运行状态直接影响到高炉的冶炼效率和产品质量。
本文档旨在提出高炉热风炉的实施方案,以保障高炉冶炼系统的正常运行和提高生产效率。
二、设备选型在确定高炉热风炉的实施方案时,首先需要进行设备选型。
根据高炉的规模和冶炼工艺要求,选择适合的热风炉设备,包括热风炉炉体、燃烧系统、热交换器等。
在选型过程中,需要充分考虑设备的稳定性、能效指标和环保要求,确保选用的设备能够满足高炉冶炼系统的需求。
三、工程设计在设备选型确定后,需要进行高炉热风炉的工程设计。
工程设计应充分考虑高炉冶炼系统的整体布局和工艺流程,合理确定热风炉的位置、管道连接和热能回收等方案。
同时,还需要对热风炉的运行参数、控制系统和安全防护进行详细设计,确保热风炉能够稳定、安全地运行。
四、设备采购根据工程设计方案,进行热风炉设备的采购工作。
在采购过程中,需要对设备供应商进行严格筛选,选择具有良好信誉和技术实力的厂家,确保设备的质量和性能符合要求。
同时,还需要与供应商充分沟通,明确交货周期和售后服务承诺,以确保采购工作顺利进行。
五、设备安装设备采购完成后,进行热风炉设备的安装工作。
安装工作应按照工程设计方案和设备厂家提供的安装指导进行,确保设备安装的质量和进度。
在安装过程中,需要严格按照安全操作规程进行,保障安装人员的安全,同时确保设备安装的质量和准确度。
六、调试运行设备安装完成后,进行热风炉设备的调试运行工作。
在调试运行过程中,需要对热风炉的各项参数进行调整和检测,确保设备能够稳定运行。
同时,还需要进行设备的热工性能测试和安全性能测试,以验证设备的性能和安全性。
七、设备维护设备调试运行完成后,进行热风炉设备的日常维护工作。
日常维护工作包括设备的清洁、润滑和检查等,以确保设备的正常运行和延长设备的使用寿命。
同时,还需要建立健全的设备维护记录和故障处理制度,及时发现和处理设备的故障问题。
高炉热风炉使用效果与热效率的研究
高炉热风炉使用效果与热效率的研究摘要:本文通过对中天钢铁有限公司(南通)炼铁厂三座高炉共12座热风炉,每座高炉配置了四座热风炉,采用两烧两送并联送风方式送风,根据实际参数对三座高炉的热风炉进行热平衡测定,并根据测定数据对三座高炉的热风炉进行热效率计算。
通过对热风炉的检测及热效率的结论进行分析,得出结论该热风炉效率高、能耗低等优势。
并指出热风炉使用效果方法,提出如何解决存在的问题,提高热风炉风温水平的方法。
关键词:热风炉;热效率;低能耗;高风温1引言中天钢铁集团有限公司(南通)炼铁厂共三座高炉各配置四座热风炉,热风炉均为顶燃式热风炉,顶燃式热风炉结构主要分为蓄热室、燃烧室和预燃室三部分,则不同结构处是预燃室烧嘴形状和材质不同,也就是燃烧气流混合不同。
其中2#、3#高炉热风炉采用了郑州安耐克耐材有限公司自行研发的锥柱复合三维燃烧器(第四代新型燃烧器),1#高炉热风炉采用的是中冶赛迪设计的低氮交错旋流燃烧器。
三座高炉的热风炉自投产运行至今来看,三座高炉的热风炉目前与冶金行业对比在同等条件下煤气消耗较低风温高,起到节能减排的效果,空煤气配比合适且燃烧充分,热效率高,减少残余CO的废气排放量。
风炉采用“两烧两送”的工作方式,配备了整套空煤板式双预热器,预热高炉煤气和助燃空气,预热温度197-220℃之间。
其中3#热风炉为2022年3月29日投用,1#热风炉为2022年6月11日投用,2#热风炉于2023年3月1日投用。
当前送风温度均为1240℃,运行较为稳定。
2 热风炉技术参数及性能2.1测评周期以热风炉的一个完整操作周期作为测评周期,从燃烧期开始至下一个燃烧期开始(括燃烧,送风和换炉)的整个过程。
四座高炉热风炉的测评周期如表1所示:2.2基准温度以热风炉周围环境温度为基准温度,即30℃。
1#2#3#高炉热风炉测评周期统计炉号燃烧时间送风时间换炉时间送风温度硅砖界面温度拱顶温度1# 2h 1h 13min 1240 1124 13702# 2h 1h 13min 1240 1130 13703# 2h 1h 13min 1240 1135 13702.3低发热值计算煤气成分中燃烧成分为CH₄、H₂及CO,低发热值的计算如下:则:QoM=3359.73kJ/m³2.4煤气的理论燃烧温度=1294℃2.5理论空燃比(23.90%+3.15%)/2/0.21=0.642.6理论空气量理论助燃空气量为Lo=80000×0.64=51200/h 。
高炉热风炉介绍
高炉热风炉介绍——高炉高风温的重要载体高风温是现代高炉的重要技术特征。
提高风温是增加喷煤量、降低焦比、降低生产成本的主要技术措施。
近几年,国内钢铁企业高炉的热风温度逐年升高,2007年重点企业热风温度比上年提高25℃。
特别是新建设的一批大高炉(大于2000立方米)热风温度均超过1200℃,达到国际先进水平。
如2002年后,首钢技术改造或新建高炉的热风温度均实现高于1200℃的目标。
热风炉是为高炉加热鼓风的设备,是现代高炉不可缺少的重要组成部分。
提高风温可以通过提高煤气热值、优化热风炉及送风管道结构、预热煤气和助燃空气、改善热风炉操作等技术措施来实现。
理论研究和生产实践表明,采用优化的热风炉结构、提高热风炉热效率、延长热风炉寿命是提高风温的有效途径。
高风温有赖热风炉的结构优化20世纪50年代,我国高炉主要采用传统的内燃式热风炉。
这种热风炉存在着诸多技术缺陷,且随着风温的提高而暴露得更加明显。
为克服传统内燃式热风炉的技术缺陷,20世纪60年代,外燃式热风炉应运而生。
该设备将燃烧室与蓄热室分开,显著地提高了风温,延长了热风炉寿命。
20世纪70年代,荷兰霍戈文公司(现达涅利公司)对传统的内燃式热风炉进行优化和改进,开发了改造型内燃式热风炉,在欧美等地区得到应用并获得成功。
与此同时,我国炼铁工作者开发成功了顶燃式热风炉,并于上世纪70年代末在首钢2号高炉(1 327立方米)上成功应用。
自上世纪90年代KALUGIN顶燃式热风炉(小拱顶)投入运行,迄今为止在世界上已有80多座KALUGIN (卡鲁金)顶燃式热风炉投入使用。
截至目前,顶燃式热风炉由于具有结构稳定性好、气流分布均匀、布置紧凑、占地面积小、投资省、热效率高、寿命长等优势,已在国内几十座高炉上应用。
首钢第5代顶燃式热风炉自投产以来,已正常工作22年3个月,曾取得月平均风温≥1200℃的业绩。
生产实践证实,顶燃式热风炉是一种长寿型的热风炉,完全可以满足两代高炉炉龄寿命的要求。
八钢2500m3高炉热风炉设计
八钢2500m3高炉热风炉设计作者:冯燕波来源:《中国科技纵横》2014年第05期【摘要】介绍了八钢2500m3高炉工程中采用旋切式顶燃热风炉的工艺设计情况,并对此热风炉各部位的特点进行了分析。
八钢的实践表明,采用旋切式顶燃热风炉技术是获得高风温、长寿命的有效途径。
【关键词】顶燃式热风炉高风温1 设计概况新疆八一钢铁股份有限责任公司新建两座2500m3高炉,每座高炉配备三座旋切式顶燃热风炉。
该热风炉系统包含了中冶京诚工程技术有限公司6项专利和3项专有技术,在国内处于领先水平。
三座热风炉按一列式布置,主要由以下几个部分组成:热风炉本体、管道系统、烟气余热回收系统、助燃风机系统、液压及润滑系统、烟囱。
热风炉设计条件参数和主要尺寸参数分别见表1、表2。
2 热风炉设计特点2.1 耐火材料跟据热风炉不稳态传热模拟计算结果,热风炉燃烧室及蓄热室上部高温区采用硅砖RG95,下部低温区根据温度分布情况分别采用低蠕变粘土砖HRN42和粘土砖RN42,各段高度与格子砖材质相匹配。
燃烧器内墙喉口部位选用抗温度冲击较好的莫来石砖。
热风管道内衬为低蠕变高铝砖,隔层为轻质高铝砖和轻质喷涂料。
主要耐火材料的理化性能见表3。
2.2 热风炉本体2.2.1 炉壳热风炉炉壳材质选用Q345C,由直筒壳体、拱顶壳体及燃烧器壳体三部分构成。
直筒部分与炉底采用圆弧连接,并用地脚螺栓固定在混凝土基础上。
炉壳的主要直径变化处采用曲线过渡结构,减小应力集中。
上部高温区炉壳内表面涂抹YJ-250耐热耐酸防腐涂料,防止晶间应力腐蚀。
2.2.2 旋切式顶燃热风炉燃烧器本设计采用中冶京诚工程技术有限公司的专利技术——旋切式顶燃热风炉燃烧器。
燃烧器安装在燃烧室的上部,由混合室及收缩口、煤气入口及环道、助燃空气入口及环道和空煤气喷口组成。
煤气与空气采用涡流喷射进入燃烧器,煤气流与空气流在燃烧器内旋流,从喉口喷出后进入燃烧室燃烧,实现高炉煤气在进入格子砖以前能够均匀、完全的燃烧。
热风炉系统介绍及节能思路ppt
01:38:10
1-焦炉煤气压力调节阀;2-高炉煤气压力调节阀;3-空气流量调节阀;4-焦炉煤气流量调节阀; 5-高炉煤气流量调节阀;6-空气燃烧阀;7-焦炉煤气阀;8-吹扫阀;9-高炉煤气阀;10-焦 炉煤气放散阀;11-高炉煤气放散阀;12-焦炉煤气燃烧阀;13-高炉煤气燃烧阀;14-热风放散 阀;15-热风阀;16-点火装置;17-燃烧室;18-混合室;19-混风阀;20-混风流量调节阀;
结构复杂;材料用量大;技术 要求较高
顶燃式
耐火材料工作负荷均衡; 结构对称,稳定性好;蓄 热室内气流分布均匀,效 率高。节省钢材和耐火材 料,占地面积较小。
操作不便:热风出口、煤气和 助燃空气的入口、燃烧器集中 于拱顶;高温区开孔多,是薄 弱环节;燃烧器寿命短,不能 满足高炉一代寿命的要求。
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5、降低煤气水含量 高炉煤气温度低,含有大量的饱和水和部分机械水。 饱和水含量越大,煤气的发热值越低下,在饱和水不 超过10%(80g/m3)范围内,每增加1%(8g/m3) 煤气发热量降低33.5 kJ/m3,理论燃烧温度降低 8.5℃;机械水被带往热风炉,对煤气的影响除和饱 和水同样外,汽化需要吸收煤气燃烧产生的热量,导 致理论温度降低。 降低含水的方法: (1)在煤气上升或拐弯处设立脱水器,经常放水。 (2)煤气管道要有良好保温。 (3)减少高炉炉顶打水作业。 (4)控制入炉焦碳的水分含量。
热风炉系统介绍及节能思路
高炉热风炉的学习计划
高炉热风炉的学习计划一、前言高炉热风炉是炼铁过程中重要的设备,对提高炼铁炉的生产能力、降低能耗、减少环境污染等方面具有重要作用。
因此,深入了解和掌握高炉热风炉的原理、结构和运行机理,对于提高工作效率、加强设备维护、减轻环境负担都具有重要的意义。
本文将就高炉热风炉的学习计划进行详细的分析和讨论,以期能够提高工作技能,提高生产效率,为企业的发展做出更大的贡献。
二、学习目标1. 深入了解高炉热风炉的原理和结构,掌握热风炉的工作原理和运行参数。
2. 熟练掌握高炉热风炉的操作和维护技术,具有一定的故障排除能力。
3. 提高对高炉热风炉运行状态的监测和分析能力,提前发现并解决问题。
4. 规范操作,遵守相关工作规程和安全操作规程,确保生产过程安全稳定。
5. 加强团队协作,提高与同事的沟通和配合能力,形成良好的工作氛围。
三、学习内容1. 高炉热风炉的基本原理和结构高炉热风炉是用于向高炉内提供预热空气的热风设备。
其结构包括燃烧室、燃料喷嘴、空气预热器、热风管道等。
需要深入了解热风炉的构成和工作原理,掌握其结构和运行参数。
2. 高炉热风炉的操作和维护技术熟练掌握高炉热风炉的操作流程和方法,包括启动、停机、调整燃烧参数等。
掌握高炉热风炉的维护技术,包括清洗、检修、更换零部件等方面。
3. 高炉热风炉的故障排除和维修提高对高炉热风炉故障的诊断和排除能力,熟练掌握维修技术,确保在故障发生时能够及时、有效地解决问题。
4. 高炉热风炉的运行状态监测和分析加强对高炉热风炉运行状态的监测和分析能力,掌握相关仪表操作技术,提前发现并解决问题,确保生产过程的安全稳定。
5. 高炉热风炉的安全操作规程和工作流程深入了解高炉热风炉的安全操作规程和工作流程,加强对安全生产的理念和要求,规范操作,确保工作安全。
6. 团队协作和沟通能力加强团队协作,提高与同事的沟通和配合能力,形成良好的工作氛围,确保高炉热风炉的正常运行。
四、学习方法1. 理论学习通过阅读相关专业书籍和资料,听取高炉热风炉设备制造商的讲解,学习热风炉的原理、结构、工作参数等方面的知识。
高炉冶炼热风炉流程优化方案
高炉冶炼热风炉流程优化方案下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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热风炉讲义
一、热风炉部分1、我国热风炉的发展历程近20年以来,我国经济高速发展,高炉炼铁技术进步非常之快,高炉热风炉大型化、多样化、高效化,大大缩小了我们与世界先进水平差距,一大批炼铁及相关科技工作者开发出了一系列世界水平具有自主知识产权领先技术,填补国内外热风炉技术空白,引起世人关注。
1.1技术创新主要表现:1.1.1霍戈文高风温热风炉引进1.1.2大型外燃式热风炉或大型外燃式热风炉加辅助小热风炉组合1.1.3顶燃式热风炉(俄卡鲁金顶燃式引进、球式顶燃式、逆旋流顶燃式开发)1.1.4大型外燃式热风炉自身预热式大型高炉上成功应用1.1.5高炉热风炉烟气余热预热助燃空气和煤气技术及其附加加热换热技术组合等等。
所有这些,都取了高风温实效。
热风炉设计系统优化,自主设计、制造不同类型高炉热风炉,各交叉口采用组合砖都能自主设计、制造和砌筑。
高炉热风炉烘炉技术、凉炉与保温技术,耐火材料和耐火涂料研发大大推动了热风炉技术成熟与发展。
1.2 高炉热风炉理论研究方面业绩1.2.1计算机技术应用1.2.2数值模拟仿真技术开发1.2.3高效燃烧器及冷态、热态实验1.2.4冷风与烟气分配技术1.2.5高炉热风炉燃烧、流动与传热三大理论与实验研究。
实现高风温主要技术路线有:利用低热值煤气获高风温工艺方法;热工设备组合;工艺技术材料优化与创新;国内也有人提出了1400℃超高风温设想。
近几年我国大中型钢铁企业高炉平均风温虽有较大提高,但比国际先进水平低100~150℃。
同时,高炉煤气放散率仍有9.51%。
这浪费了大量二次能源,严重污染了大气环境。
炼铁燃料消耗所占炼铁制造成本翻番增长,高风温富氧喷煤强化炼铁,推动炼铁技术进步、降低成本和增加经济效益显越来越重要。
1.3 高温空气燃烧技术应用利用低热值煤气获高风温工艺方法主要有:(1)高炉煤气富化法;(2)金属换热器法;(3)自身预热法;(4)富氧助燃法;(5)掺入热风法;(6)辅助热风炉法等等。
热风炉工艺讲解和维护(工程师培训)
热风炉工艺讲解和维护(工程师培训)目录热风炉简介 (3)基本控制标准和燃烧制度 (3)内燃式热风炉及预热式热风炉的调火原则 (3)技术操作要求 (4)热风炉的换炉 (4)内燃热风炉换炉操作工艺程序 (4)工作特点 (6)各炉阀门操作顺序 (6)助燃风机操作 (7)(一)技术操作标准 (7)(二)技术操作方法 (7)软水闭路循环冷却水操作 (7)(一)技术操作标准 (7)(二)技术操作方法 (8)(三)漏水检查方法 (8)(四)改用工业水的方法 (8)(五)改回软水闭路的方法 (8)(六)冷却水运行记录的要求 (8)热管换热器操作 (8)预热器投入运行时的温度控制 (8)堵灰 (9)爆管 (9)管束真空度下降 (9)预热器投入运行时 (9)预热器停止运行时 (9)热风炉的开、停炉 (9)(1)烘炉的准备工作 (9)(2)凉炉操作 (10)(3)停止通高炉冷风转入助燃风凉炉的操作方法是 (10)热风炉的燃烧与燃烧计算 (10)煤气种类 (10)故障处理手册 (11)红外测温仪 (11)空气煤气支管量等差压变送器显示不准 (11)气动执行器 (12)热值仪 (12)热电阻 (12)压力变送器 (13)电磁流量计 (13)直行程电子式电动执行器 (13)角行程电动执行机构 (14)热电偶 (14)UPS (14)热风炉简介概述高炉热风炉采用荷兰霍式文设计的三座内燃式热风炉热风纵观及提供部分耐火材料。
热风炉系统有三座内燃式热风炉、烟气预热煤气换热器两座顶燃式空气预热炉、计算机自动燃烧控制、四制粉引废烟气工程及热风附属设备组成。
一、热风炉主要设计参数:二、热风炉主要技术特性送风周期45分钟热风炉座数3座炉顶温度1420度热风炉全高42米烟道温度400度热风炉直径9.2米空气预热温度600度燃烧室断面积9.77M2煤气预热温度200度蓄热室断面积35.8M2煤气流量72000M3/小时格子砖高度31.7米空气流量48000M3/小时燃烧器全高7.6米总废气量240000M3/小时炉柱子30根燃烧用煤种类单一高炉煤气炉篦子30块煤气发热值785大卡每座蓄热面积83高炉风量4200M3/分钟热风温度1250度霍氏文内燃式热风炉主要结构特点1.悬链线型拱顶:结构稳定性比较好,气流分布均匀。
高炉电炉方案设计
高炉电炉方案设计1. 简介高炉电炉方案设计是指针对高炉工业生产过程中的电炉操作和控制进行的设计方案。
高炉电炉是用电加热炉料,将其加热到高温,进行冶金反应的设备。
本文将详细介绍高炉电炉方案设计的关键要点和流程。
2. 设计流程高炉电炉方案设计的流程主要包括以下几个关键步骤:2.1 需求分析在设计之前,需要充分了解用户对于电炉的需求。
包括电炉的规格、功率要求、工作温度范围、炉料种类等。
需求分析阶段需要与用户进行充分沟通,确保设计方案能够满足用户的要求。
2.2 方案设计在方案设计阶段,需要考虑以下几个关键因素:2.2.1 电炉结构首先,需要确定电炉的结构类型。
常见的电炉结构包括框架式炉、坩埚炉、罐式炉等。
根据用户的需求和实际情况,选择合适的结构类型。
2.2.2 电炉控制系统电炉控制系统是电炉方案设计中非常重要的一部分。
它包括电炉加热控制、温度控制、炉料进出控制等。
现代电炉控制系统一般采用计算机控制或PLC控制,能够实现自动化控制和远程监控。
2.2.3 电源系统电炉方案设计还需要考虑电源系统。
根据电炉的功率和工作温度等要求,选择合适的电源系统,包括变压器、整流设备和电缆等。
2.2.4 安全措施在设计电炉方案时,安全是非常重要的考虑因素。
需要采取一系列措施,保证电炉的安全运行,防止事故发生。
2.3 方案评估设计出初步方案后,需要对其进行评估。
主要包括方案的技术可行性、经济可行性和安全可行性等方面。
根据评估结果,对方案进行优化和改进。
2.4 方案实施方案实施阶段是将设计方案转化为实际产品的过程。
包括设备的制造、安装调试、试运行等。
实施阶段需要与制造厂商、安装队伍等合作。
3. 设计要点在高炉电炉方案设计过程中,需要注意以下几个要点:3.1 炉料适应性设计方案时,需要考虑电炉能否满足所需冶炼材料的加热要求。
不同炉料的材质、形状和热传导性等特点,会影响到电炉的设计参数和控制方式。
3.2 能源利用率提高电炉的能源利用率是设计过程中的一个重要目标。
高炉车间设计 (2)
高炉车间设计引言概述:高炉是冶金工业中重要的设备,高炉车间设计的合理性直接影响生产效率和安全性。
本文将从高炉车间设计的角度出发,探讨如何优化高炉车间的布局和设备配置,以提高生产效率和降低生产成本。
一、高炉车间布局设计1.1 合理的空间布局:高炉车间应根据生产流程和设备布局合理划分空间,确保原料、燃料、冷却水等各种物料的流动顺畅,避免交叉干扰。
1.2 安全通道设置:在高炉车间内设置合适的安全通道,确保员工在紧急情况下能够快速撤离,减少事故发生的可能性。
1.3 环境舒适度考虑:高炉车间内应考虑通风、照明等设施的设置,确保员工在工作时能够保持良好的工作状态。
二、高炉设备配置设计2.1 设备选型合理:在高炉车间内选择合适的设备,确保设备的性能稳定、效率高,提高生产效率。
2.2 设备布局合理:根据高炉的工艺流程和生产需求,合理布置设备,减少物料和能量的浪费,提高生产效率。
2.3 设备维护便捷:高炉设备的维护保养对于延长设备寿命和提高生产效率至关重要,应考虑设备维护的便捷性,减少维护时间和成本。
三、高炉车间环境设计3.1 噪音控制:高炉车间内产生的噪音较大,应考虑采取隔音措施,减少员工的工作环境对健康的影响。
3.2 粉尘控制:高炉车间内会产生大量粉尘,应设置合适的粉尘收集设备,确保车间内空气质量达标。
3.3 温度控制:高炉工作时会产生高温,应考虑采取降温措施,保持车间内的温度适宜,提高员工的工作效率。
四、高炉车间安全设计4.1 安全设施设置:在高炉车间内设置安全门、紧急停车按钮等设施,确保员工在紧急情况下能够及时采取应急措施。
4.2 安全培训:定期对高炉车间内的员工进行安全培训,提高员工的安全意识,减少事故发生的可能性。
4.3 安全监控:在高炉车间内设置监控摄像头等设备,实时监测生产情况,及时发现并处理安全隐患。
五、高炉车间智能化设计5.1 自动化控制系统:引入先进的自动化控制系统,提高高炉生产的智能化水平,减少人为操作错误,提高生产效率。
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我们能不能干得比外国人更好一些——中冶京城吴启常大师于2015年4月,做客于山东慧敏科技公司,讲授热风炉的相关知识,同时对目前钢铁行业热风炉的情况进行讲解,受益匪浅,仅此上传吴大师的讲授资料,大家共同学习,向吴大师致敬!1. 格子砖热工特性:对于没有影响热交换过程横向凸台和水平通道的格子砖,都可以通过两个基本参数——格子砖的水力学直径dЭ和相应的活面积f——来表述,即:单位加热面积(m2/m3)4f Hd=1m3格子砖中砖的容积(m3/m3)k 1V=-f烟气辐射的厚度(cm)3.41004dS=ЭЭФ砖的半当量厚度(mm)(1)4f d Rf-=ЭЭ格孔间最小壁厚(mm)min1Adf⎛⎫=-⎪⎝⎭Эδ2.高炉风温有没有上限?上一世纪70年代,西方国家的高炉设计纷纷高喊要使用1350℃以上的高风温,试图获得提高风温给高炉带来的最大好处。
但实际的结果是热风炉拱顶钢壳出现了大量裂纹,给高炉生产带来了极大的困难。
欧洲人深入研究了此问题之后认为:这是高炉采用高风温高压操作之后,燃烧产物中出现了大量的NO X和SO X造成钢壳出现晶间应力腐蚀的缘故。
尤其是炉壳在高应力状态下工作时,晶粒之间的腐蚀更为严重。
此外,NO X和SO X对于环境污染也是极大的挑战。
它们是PM2.5指标的重要组成部分。
NO X 生成量与拱顶温度之间关系欧洲人从防止热风炉炉壳出现晶间应力腐蚀以及保护大气环境的角度出发,他们以热风炉的拱顶温度水平来对热风炉进行分类(详见图2)。
按欧洲人的观念,拱顶温度范围:>1420℃属超高风温热风炉;1350~1420℃属高温热风炉;1250~1350℃属中温热风炉;1100~1250℃属低温热风炉。
晶间应力腐蚀是怎么回事?晶间应力腐蚀的定义:在腐蚀介质和应力的双重作用下,没有产生变形而出现沿晶间方向的开裂,最终导致材料的破坏。
热风炉出现晶间应力腐蚀开裂破坏的主要部位在拱顶的焊缝附近,并且工地焊缝比工厂焊缝出现开裂的频率要高。
可见焊接产生的残余应力对于腐蚀开裂有很大的影响。
晶间应力腐蚀产生的原因:在高温条件下,N 2和O 2分解成单体的N 和O 并生成NO x 。
NO x 产生的化学反应式如下:N 2 + xO 2 = 2NO xx 22111NO +O =NO x 2x x如果热风炉炉壳没有特殊的隔热层,炉壳的温度会低于100℃,其内表面会形成冷凝水。
氧化氮与这些冷凝水接触便会生成硝酸根离子水溶液,这样,腐蚀介质就形成了。
其反应式如下:2NO 2 + H 2O = HNO 2 + HNO 3 2NO 2 + H 2O + 0.5O 2 = 2HNO 3硝酸对钢板产生化学侵蚀破坏,反应式如下: 2Fe + 6HNO 3 =Fe 2O 3 + 3N 2O 4 + 3H 2O研究还表明,在有SO 2介质的存在条件下,应力腐蚀的速度将加快。
为了防止热风炉高温区炉壳出现晶间应力腐蚀,人们曾经采用过一些技术措施:1)拱顶温度控制在1420℃的水平上;2)拱顶外壳内表面喷砂除锈后涂刷耐酸高温漆并喷涂耐酸耐火材料; 3)适当加厚拱顶外壳钢板,采用‘低应力设计’,并选用细晶粒耐龟裂钢板作为炉壳材料;4)拱顶外壳转折点采用曲线连接,並用电加热的方法进行局部退火以消除焊接应力。
5)炉壳外部设置保温材料并用铝薄包裹等等。
实践证明,在腐蚀介质和应力的双重作用下出现的晶间应力腐蚀是防不胜防的,为了远离晶间应力腐蚀,关键在于控制拱顶温度,抑制NO x 生成量的过度发展。
在热工设备中,NO x 的含量取决于N 2和O 2的浓度,温度以及反应时间。
当热风炉拱顶温度超过1360℃时,NO x 的的生成率开始增加,当温度超过1420℃时,NO x 的的生成量将急剧增加。
如果N 2和O 2在高温条件下反应时间越长,也将造成NO x 的的生成量的急剧增加。
欧洲人和日本人在热风炉上测定的结果都证明了这一结论。
德国人在进行工业研究[4]时发现,当拱顶温度1440℃时,在热风炉燃烧期转送风期时,由于氮和氧气具有足够的接触时间,NO X 浓度值达到最大值1000mg/m 3(0.05%)。
在送风期和燃烧期内,由于接触时间短,NO X 的浓度约为40~70 mg/m 3,并且送风期要高于燃烧期。
当燃烧脉动现象频繁出现时,炉壳附近NO X 浓度值可以达到1200~1800mg/m 3(0.06~0.08%)。
前苏联人的测定结果:下塔吉尔钢厂——拱顶温度1300℃时,拱顶NO X 浓度值15mg/m 3;亚速钢厂——拱顶温度1420℃时,拱顶NO X 浓度值60mg/m 3。
我国学者认为,从防止热风炉自身出现晶间应力腐蚀出发,应该将热风炉的拱顶温度限制在≤1400℃。
这里需要说明以下几个问题:问题 1. 近年来,由于严重的雾霾天气威胁着我国广大的重工业发达地区。
当今,气象部门监测的PM2.5指标值中,有相当大的一部分是由于排放SO x ,NO x 等转变成PM2.5的气体污染物(硫酸盐,硝酸盐等)造成的。
因此,人们也都在关注热风炉排放SO x ,NO x 量的问题。
在我国炼铁工业大气污染物排放标准(GB28663—2012)中仅考核热风炉SO 2的排放浓度<100mg/m 3和NO x (以NO 2计)的排放浓度<300mg/m 3,而未考核排放速率(kg/h )或单位产品的排放量, 这样,只要将拱顶温度控制在1400℃以下,SO 2和NO x 的排放浓度将不会出现超标。
世界卫生组织(WHO )认为,年平均PM2.5<10(即空气中<2.5m μ的颗粒含量<103/g m μ)是安全的,但是,目前地球上只有少数地区才能达到这一指标,因此WHO 公布了PM2.5过度目标值(见表1)。
PM2.5准则值和过度目标值表1我国现在实行的是WHO最低要求的过渡期目标—1值。
随着时间的推移,由于环境保护的需要,要求SO2和NO x的排放浓度将不断降低,这是完全可能的。
但是,就目前而论,我国绝大部分热风炉的拱顶温度与1400℃还有一段距离。
因此,提高拱顶温度仍然是当前提高风温的重要手段之一。
问题2,热风炉只要解决了低氮氧化物燃烧技术问题,提高热风炉风温就不会出现晶间应力腐蚀的问题,提高风温可以不受限制。
这一提法误把热风炉当作连续作业的热工设备来理解了,实际上热风炉的工作制度是一种燃烧——闷(换)炉——送风循环交错的过程。
低氮氧化物燃烧技术只能控制燃烧期的NO X浓度值,而解决不了闷(换)炉期和送风期的NO X浓度值控制问题。
更何况直至目前并没有事实证明热风炉低氮氧化物燃烧技术已经获得解决。
问题3,顶燃式热风炉由于其燃烧状态好,不会出现燃烧脉动,因此不存在NO X的威胁。
任何型式的热风炉都回避不了闷(换)炉期和送风期的NO X浓度值控制问题,因此,顶燃式热风炉不存在NO X的威胁的说法也是没有根据的。
综上所述,为了避免热风炉拱顶炉壳出现晶间应力腐蚀,抑制NO x生成量的过度发展,关键在于控制热风炉的拱顶温度。
高炉风温有没有上限值?近年来,我国重点企业的高炉平均风温逐年提高,目前重点企业的平均风温已经达到了1180℃的水平。
这是多年来生产、设计和建设单位共同努力的结果。
风温有没有上限? 回答应该是肯定的。
作者认为,从环保、节能的角度出发,提高风温不能逾越以下两条红线:红线之一:大量产生NO x的拱顶温度界限。
为了获得高风温,确保向热风炉提供足够高的拱顶温度是完全必要的。
但是,提高拱顶温度首先必须受到出现晶间应力腐蚀条件的制约,其次还要受到环保法规的制约。
关于热风炉本身出现晶间应力腐蚀的问题,在析疑4中已经作了详细的说明,此处不再重复叙述。
根据这些结果,我国专家认为,为了控制热风炉整个工作周期内NO X的排放量达到防止晶间应力腐蚀和保护大气环境的要求,我们的基本立足点应将高风温热风炉的拱顶温度控制在1400℃以下。
既然拱顶温度作了限定,热风温度的上限值也就被限定了。
在这一拱顶温度下操作,对于传统的老热风炉,由于温度效率较低,拱顶温度与送风温度之间的差值达到160~200℃,其上限风温只能维持在1200~1240℃范围内。
当今,一些结构良好的热风炉,拱顶温度与送风温度之间的差值达到120~130℃,这样,其上限风温可以维持在1270~1280℃。
如果想获得1300℃的风温,还必须进一步提高温度效率,努力将拱顶温度与送风温度之间的差值缩小到100℃。
由此可见,我国热风炉的上限风温值应该是1250±50℃。
红线之二:高炉所获得的能源节约应大于加热鼓风所付出的能源消耗。
提高风温给高炉带来的节能效果是与所处的风温水平有关的。
所处的风温水平越高,提高风温带来的好处将越小。
一般当风温低于900℃时,可以节约燃料比20kg/100℃,而风温达到1100~1200℃时,只有10kg/100℃。
再进一步提高风温,高炉的节能效果将进一步下降。
首钢京唐1号高炉是我国唯一在1250~1300℃风温条件下稳定操作时间较长的高炉。
它所获得的指标如下:京唐1号高炉实际操作结果[2]表1从上述操作指标看,风温从1212℃提高到1300℃,其燃料比变化不大。
其节能效果只是表现在以更多的煤粉代替焦炭罢了。
与此同时,热风炉为了加热吨铁干风量需要付出的热量如下:213(1.2870.1210)t t wQ t dt η-=+⨯⎰ 式中:Q ——加热吨铁干风量需要的热量,kj/t ; w ——吨铁耗风量,m 3/tη——热风炉系统的热效率,%12,t t ——分别为冷风,热风温度,℃(1.287+0.12×10-3t)——干空气比热,kj/m 3·℃从上式可以看出,热风炉为了加热1吨生铁的鼓风需要付出的热量除了与空气的比热有关外,还与吨铁耗风量和热风炉系统的热效率有关。
由于空气的比热随温度的升高而加大,因此,加热鼓风需要付出的热量是呈抛物线型增长的,这是人为因素不可改变的。
同时,如果吨铁鼓风需要量越小,热风炉的热效率越高,热风炉需要付出的耗热量便越少。
综合二者的变化,高炉所获得的综合节能效果肯定是随着风温的提高而减小的。
甚至在在一些吨铁耗风量大且热效率较低热风炉系统上,综合节能效果出现负值是可能的。
我们能不能比外国人干得更好一些?以1400℃的拱顶温度,获得1300℃的风 温?这是我们准备要回答的问题。
1. 提高热风炉送风温度有两条可能的途径:一是提高拱顶温度;二是强化热风炉的换热过程,缩小拱顶温度与送风温度之间的差值 。
直至目前,为了获得高风温,人们首先想到的是提高拱顶温度。
当然,确保向热风炉提供高于送风温度一定值的拱顶温度是完全必要的,如果二者没有差异,传热过程就不可能进行。
提高拱顶温度的效果取决于该热风炉的温度效率t η,它波动在0.86~0.90范围内。