高爐熱風(fēng)爐介紹

1、高爐熱風(fēng)爐介紹 高爐高風(fēng)溫的重要載體高風(fēng)溫是現(xiàn)代高爐的重要技術(shù)特征。 提高風(fēng)溫是增加噴煤量、 降低焦 比、降低生產(chǎn)成本的主要技術(shù)措施。 近幾年，國內(nèi)鋼鐵企業(yè)高爐的熱 風(fēng)溫度逐年升高，2007年重點(diǎn)企業(yè)熱風(fēng)溫度比上年提高 25 C。特別 是新建設(shè)的一批大高爐（大于2000立方米）熱風(fēng)溫度均超過1200 C, 達(dá)到國際先進(jìn)水平。如 2002 年后，首鋼技術(shù)改造或新建高爐的熱風(fēng) 溫度均實(shí)現(xiàn)高于1200 C的目標(biāo)。熱風(fēng)爐是為高爐加熱鼓風(fēng)的設(shè)備，是現(xiàn)代高爐不可缺少的重要組 成部分。 提高風(fēng)溫可以通過提高煤氣熱值、 優(yōu)化熱風(fēng)爐及送風(fēng)管道結(jié) 構(gòu)、預(yù)熱煤氣和助燃空氣、改善熱風(fēng)爐操作等技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)。 理論 研

2、究和生產(chǎn)實(shí)踐表明，采用優(yōu)化的熱風(fēng)爐結(jié)構(gòu)、提高熱風(fēng)爐熱效率、 延長熱風(fēng)爐壽命是提高風(fēng)溫的有效途徑。高風(fēng)溫有賴熱風(fēng)爐的結(jié)構(gòu)優(yōu)化20 世紀(jì) 50 年代，我國高爐主要采用傳統(tǒng)的內(nèi)燃式熱風(fēng)爐。這種 熱風(fēng)爐存在著諸多技術(shù)缺陷，且隨著風(fēng)溫的提高而暴露得更加明顯。 為克服傳統(tǒng)內(nèi)燃式熱風(fēng)爐的技術(shù)缺陷， 20 世紀(jì) 60 年代，外燃式熱風(fēng) 爐應(yīng)運(yùn)而生。該設(shè)備將燃燒室與蓄熱室分開，顯著地提高了風(fēng)溫，延 長了熱風(fēng)爐壽命。 20 世紀(jì) 70 年代，荷蘭霍戈文公司 （現(xiàn)達(dá)涅利公司） 對(duì)傳統(tǒng)的內(nèi)燃式熱風(fēng)爐進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，開發(fā)了改造型內(nèi)燃式熱風(fēng) 爐，在歐美等地區(qū)得到應(yīng)用并獲得成功。與此同時(shí)，我國煉鐵工作者 開發(fā)成功了頂燃式熱

3、風(fēng)爐， 并于上世紀(jì) 70 年代末在首鋼 2 號(hào)高爐（1 327 立方米）上成功應(yīng)用。自上世紀(jì) 90 年代 KALUGIN 頂燃式熱風(fēng) 爐（小拱頂）投入運(yùn)行，迄今為止在世界上已有 80 多座 KALUGIN （卡魯金）頂燃式熱風(fēng)爐投入使用。截至目前， 頂燃式熱風(fēng)爐由于具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好、 氣流分布均勻、 布置緊湊、占地面積小、投資省、熱效率高、壽命長等優(yōu)勢，已在國 內(nèi)幾十座高爐上應(yīng)用。 首鋼第 5 代頂燃式熱風(fēng)爐自投產(chǎn)以來， 已正常 工作22年3個(gè)月，曾取得月平均風(fēng)溫 1200C的業(yè)績。生產(chǎn)實(shí)踐證 實(shí)，頂燃式熱風(fēng)爐是一種長壽型的熱風(fēng)爐， 完全可以滿足兩代高爐爐 齡壽命的要求。 然而， 由于國內(nèi)有的

4、企業(yè)高爐煤氣含水量高、煤氣質(zhì) 量差， 致使頂燃式熱風(fēng)爐燃燒口出現(xiàn)過早破損； 而且采用的大功率短 焰燃燒器在適應(yīng)助燃空氣高溫預(yù)熱（助燃空氣預(yù)熱溫度 600C）方面還存在一些技術(shù)難題。因此，國內(nèi)鋼鐵企業(yè)進(jìn)行了技術(shù)改造， Cor us （康力斯）高風(fēng)溫內(nèi)燃式熱風(fēng)爐也因此得到應(yīng)用。合理的熱風(fēng)爐配置保持高爐穩(wěn)定根據(jù)實(shí)踐，現(xiàn)代大型高爐配置 34座熱風(fēng)爐比較合理。大型高 爐如果配置4座熱風(fēng)爐，可以實(shí)現(xiàn)交錯(cuò)并聯(lián)送風(fēng)，能提高風(fēng)溫20 C 40 C,在爐役的中后期，還可以在 1座熱風(fēng)爐檢修的情況下，采用 另外 3 座熱風(fēng)爐工作，使高爐生產(chǎn)不會(huì)出現(xiàn)過大的波動(dòng)。目前， 國內(nèi) 外許多大型高爐都配套建設(shè)了 4 座熱風(fēng)爐，

5、但采用 3 座熱風(fēng)爐可以大 幅度降低建設(shè)投資，減少占地面積， 也同樣具有非常大的吸引力。隨 著設(shè)計(jì)和安裝大直徑熱風(fēng)爐條件的改進(jìn)， 熱風(fēng)爐設(shè)計(jì)的日趨合理， 熱 風(fēng)爐使用的耐火材料質(zhì)量也得到提高， 設(shè)備更經(jīng)久耐用， 控制系統(tǒng)也 日益成熟可靠， 形成了多種多樣的熱風(fēng)爐高風(fēng)溫和長壽技術(shù)， 使得熱 風(fēng)爐操作可以更加平穩(wěn)可靠， 從而保證了高爐穩(wěn)定操作。 以此為基礎(chǔ)， 現(xiàn)代熱風(fēng)爐的發(fā)展方向轉(zhuǎn)變?yōu)闇p少熱風(fēng)爐座數(shù)、 延長熱風(fēng)爐壽命、 強(qiáng) 化燃燒能力、縮短送風(fēng)時(shí)間、 減少蓄熱面積、 回收廢氣熱量、提高總 熱效率上。另外，盡量縮短送風(fēng)時(shí)間的操作方式也得到重視，基于新 設(shè)計(jì)理念和完備的技術(shù)支撐， 國內(nèi)鋼鐵企業(yè)將熱風(fēng)爐

6、數(shù)量由 4 座減少 為 3 座，熱風(fēng)爐的操作模式改為 “兩燒一送”，風(fēng)溫的調(diào)節(jié)控制依靠混 風(fēng)實(shí)現(xiàn)，也同樣達(dá)到了高風(fēng)溫的效果。提高加熱爐傳熱效率和壽命是可靠保證 現(xiàn)代高爐多采用蓄熱式熱風(fēng)爐，其工作原理是先燃燒煤氣，用產(chǎn) 生的煙氣加熱蓄熱室的格子磚，再將冷風(fēng)通過熾熱的格子磚進(jìn)行加 熱，然后將熱風(fēng)爐輪流交替地進(jìn)行燃燒和送風(fēng)， 使高爐連續(xù)獲得高溫 熱風(fēng)。因此，提高熱風(fēng)爐傳熱效率對(duì)提高風(fēng)溫有著重要意義。而增加 格子磚的加熱面積是提高傳熱能力的重要技術(shù)措施。 近年來， 隨著熱 風(fēng)爐操作制度的改進(jìn)， 國內(nèi)鋼鐵企業(yè)在應(yīng)用高效格子磚方面進(jìn)行了嘗 試，通過對(duì)格子磚結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化， 縮小格子磚孔徑， 加大其加熱面積，

7、 從而提高了格子磚的傳熱效率和熱工性能。熱風(fēng)爐耐火材料內(nèi)襯在高溫、高壓環(huán)境下的工作條件十分惡劣。 為了使熱風(fēng)爐滿足高風(fēng)溫的要求， 延長其使用壽命， 對(duì)熱風(fēng)爐耐火材 料的質(zhì)量以及砌體的設(shè)計(jì)都有很嚴(yán)格的要求。 如何根據(jù)熱風(fēng)爐各部位 的工作溫度、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、受力情況及化學(xué)侵蝕的特點(diǎn)，選用不同性能 的耐火材料，是鋼鐵企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。此外，加強(qiáng)熱風(fēng)爐熱風(fēng)管系的受力分析與計(jì)算，對(duì)熱風(fēng)管路進(jìn)行 優(yōu)化設(shè)計(jì)，也是提高風(fēng)溫的重要措施。對(duì)承受高風(fēng)溫、高壓管道的波 紋補(bǔ)償器以及管道支架的設(shè)置應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的受力分析， 特別是對(duì)承受 高溫?zé)崤蛎浳灰坪透邏寒a(chǎn)生的壓力位移的管道， 在設(shè)計(jì)中要給予充分 的重視。提高加熱爐煤氣熱值是

8、有效的技術(shù)措施 燃燒理論和生產(chǎn)實(shí)踐已證實(shí)，提高煤氣熱值是提高風(fēng)溫的有效措 施。而目前國內(nèi)鋼鐵企業(yè)高熱值煤氣燃料缺乏是高風(fēng)溫的主要制約因 素之一。為實(shí)現(xiàn)高風(fēng)溫，鋼鐵企業(yè)應(yīng)采取了以下針對(duì)性技術(shù)措施：一是采用煤氣、助燃空氣低溫雙預(yù)熱技術(shù)。該技術(shù)利用助燃空氣和煤氣通過熱管換熱器對(duì)熱風(fēng)爐進(jìn)行預(yù)熱，當(dāng)預(yù)熱溫度達(dá)到200 C時(shí)，可以提高熱風(fēng)爐的理論燃燒溫度和拱頂溫度。 首鋼 3 號(hào)高爐采用 煤氣、助燃空氣雙預(yù)熱技術(shù)以后，風(fēng)溫提高了50 C70 C。二是采用高爐煤氣低溫預(yù)熱及助燃空氣高溫預(yù)熱技術(shù)。利用熱風(fēng) 爐煙氣余熱，通過分離式熱管換熱器將熱風(fēng)爐用高爐煤氣預(yù)熱到 20 0 C250 C;利用助燃空氣預(yù)熱爐將助燃空氣預(yù)熱到 600 C以上。首 鋼采用了此類技術(shù)， 但由于大型高爐煤氣清洗系統(tǒng)處理能力不足， 造 成煤氣溫度高、 飽和水和機(jī)械水含量高，使煤氣熱值嚴(yán)重降低。 他們 隨后在煤氣管道上配置了旋流脫水裝置， 降低了煤氣含水量。 實(shí)測表 明這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)施，可提高風(fēng)溫 15 C20 C。三是采用高爐煤氣干法除塵技術(shù)。采用高爐煤氣干法除塵，可顯 著減少高爐煤氣中的含水量。 在同等條件下， 高爐煤氣熱值可提高約 200 千焦 /立方米。近年來，我國高爐風(fēng)溫水平雖有顯著的提高，但與國際先進(jìn)水平相比還有較大差距，要真正達(dá)到 1250 C以上的高風(fēng)溫仍需要繼續(xù)努 力。同