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3 小幅度提高风温的技术措施
在不进行大规模投资,不影响送风系统安全运行的前提下,采取小幅度提高风温技术措施,提高风温10-30℃是可行的,经济效益也是十分可观的。
3.1 增加蓄热体装入量
在现有炉型尺寸,结构不做改动的情况下,可以考虑增加耐火材料装入量的方法来提高加热面积而提高风温。初步预测:把耐火球或其它蓄热体增加到允许的范围,可提高风温10℃以上。
3.2 采用强化辐射传热的蓄热体覆层材料
高辐射涂料覆层于高炉热风炉格子砖后,使格子砖的力学性能提高。涂料覆层改变了格子砖的热工性能,能增加热风炉格子砖在燃烧期的吸热量和送风期的放热量,能够提高热风炉格子砖的蓄热能力。在大修或换球机会可考虑采用强化辐射传热的蓄热体覆层材料,包括新砌筑的拱顶,大墙及上部耐火球或格子砖,可提高10—20℃。
强化辐射传热的蓄热体覆层材料工业应用自2004年以来,先后在济钢、邯钢、通钢、莱钢、青钢、潍钢、石横特钢、长钢、宣钢、安钢等企业350m3、750m3、1080m3、2000m3、2500m3、2680m3、3200m3大小 338座高炉热风炉上实施,取得良好的节能效果,风温平均提高了20℃以上,或节省煤气7%,或延长送风时间10%。
应用案例1:同一座高炉两座热风炉的对比试验,济钢2#高炉(1750m3)1#热风炉未涂, 2#热风炉上30层格子砖涂覆高辐射涂料。过渡区的格子砖涂覆高辐射覆层后,在燃烧区升温速度明显加快,在送风期降低速度明显加快。这一结果和实验室的试验是相一致的。
同类高炉比较:济钢1#、3#高炉(1750m3)为例说明涂层在热风炉上的应用效果。1#高炉的三座热风炉未涂覆涂层,3#高炉的三座热风炉上部30层硅质格子砖和拱顶表面均涂覆此涂料。在周期的送风期间蓄热体涂覆涂层热风炉的混前温度比未涂的高,平均高出28℃。此外,送风混前温度的波动也比未涂的要小。
应用案例2:在石横特钢新建1080m3 高炉应用高辐射覆层技术。1#、2#热风炉拱顶、上部32层格子砖及其大墙面涂刷该涂料;3#热风炉未使用涂料,二者进行对比。涂涂料的1#、2#热风炉风温明显高于3#未涂涂料的热风炉,1#、2#热风炉送风时间较长,3#送风时间较短。1#、2#、3#热风炉都在送风时间均为1h的情况下,按照热风炉自动记录的风温曲线,每隔10min采集一个数据,48h统计的数据平均风温为1#热风炉1168.5℃,2#热风炉1160.5℃,3#热风炉1138℃。1#、2#热风炉的平均温度比3#热风炉提高26.5℃。
3.3 改造助燃风机
目前大多数高炉热风炉助燃风机的风量不足,这主要是由于不同地区海拔高度不同,不同季节大气相对湿度不同,助燃风系统管道阻损和泄漏量不同等因素影响,一般情况下助燃风机的实际风量比铭牌风量小20%-30%,致使风机风量普遍不足。若要增加燃烧强度,就要改造助燃风机,增加助燃风机的风量或富氧燃烧。在稳定煤气压力条件下,确保可以提高风温10-30℃。
3.4 采用智能燃烧控制系统
高炉热风炉智能控制燃烧系统技术是改造现有高炉热风炉的烧炉方式,采用外加一套智能控制燃烧系统来实现烧炉过程的自动化,从而达到彻底改变目前粗放的燃烧方式,提高风温、节约煤气以及自动烧炉的目的。
3.4.1 智能控制燃烧系统技术特点
(1) 实现分阶段自动调节热风炉燃烧的空燃比,使热风炉燃烧的煤气流量和空气流量均尽量处于最佳配比状态,整个燃烧过程自动完成。
(2) 能够根据外网煤气压力波动自动转换控制方案。
(3) 可使热风炉无论在快速加热期还是在保温期,都能保证大部分时间处于最佳配比状态,稳定拱顶温度,延长热风炉的使用寿命。
(4) 可节约高炉煤气的消耗量,降低炼铁工序的能耗,提高企业的经济效益和社会效益。
(5) 能大大地降低对热风炉操作工人烧炉的技术要求,减轻其劳动强度。
(6) 能够与原控制系统做到无扰动切换,互为备用,能规避切换时对正常生产的影响。
3.4.2 预期技术指标
(1)提高风温约10℃~15℃左右。
(2)拱顶温度平稳控制,能抑制烧炉过程拱顶温度的波动。
(3)克服煤气压力波动的时间≤25s。
(4)同等条件下,节约煤气约2%~10%。
(5)能快速提升拱顶温度的加热时间≤10min。
到目前为止,丹东屹欣研发的智能控制燃烧系统已应用于国内大小高炉热风炉130余座,轧钢加热炉数座。凡采用智能控制燃烧系统的钢铁厂高炉热风炉在提高风温、节约煤气方面效果十分显著。河北松汀、津西、瑞丰、辛集澳森、崇利制钢、武安鑫山、天津铁厂、安阳新普、四平现代、临沂三德等钢铁厂133座热风炉上应用,达到预期目标。采用智能控制燃烧系统后典型实际节能效果为可以提高风温10-20℃,节约煤气2.60%-5.93%。
3.5 高效双预热法
热风炉已有余热回收系统的,预热空气、煤气温度不太高情况下,可采用带燃烧炉的板式换热器。可预热温度到双250--300℃。提高风温50—80℃。
4 结语
在不进行大规模投资,采取淘汰内燃式热风炉,改造成为顶燃式热风炉;球炉改造成为高效格子砖热风炉,都能取得高风温的效果。在不影响送风系统安全运行的前提下,采取小幅度提高风温技术措施,提高风温10-30℃是可行的,经济效益也是十分可观的。
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