熱風爐系統(tǒng)介紹及節(jié)能思路

1、*熱風爐系統(tǒng)介紹及節(jié)能思路熱風爐系統(tǒng)介紹及節(jié)能思路11:39:28熱風爐系統(tǒng)簡介1熱風爐系統(tǒng)簡介熱風爐是高爐送風系統(tǒng)中關鍵設備之一，用于將高爐鼓風機送來的低溫風加熱成1200或更高的熱風，以滿足高爐冶煉的高風溫要求。熱風爐顧名思義就是為工藝需要提供熱氣流的集燃燒與傳熱過程于一體的熱工設備，一般有兩個大的類型,即間歇式工作的蓄熱式熱風爐和連續(xù)換熱式熱風爐。在高溫陶瓷換熱裝置尚不成熟的當今，間歇式工作的蓄熱式熱風爐仍然是熱風爐的主流產品。熱風爐在高爐系統(tǒng)中所處位置礦山礦山高高爐爐鑄造生鐵鑄造生鐵鑄鐵機鑄鐵機鐵水鐵水煉鋼生鐵煉鋼生鐵爐渣爐渣高爐煤氣高爐煤氣水泥廠水泥廠放散放散精礦精礦粉礦粉礦塊礦塊礦

2、球團礦球團礦燒結礦燒結礦焦化廠焦化廠焦炭焦炭制粉車間制粉車間煤粉煤粉熔劑熔劑鼓風機鼓風機熱風熱風軋鋼廠軋鋼廠熱風爐在高爐系統(tǒng)中所處位置11:39:28熱風爐熱風爐熱風爐外觀輪廓11:39:28熱風爐原理11:39:28u熱風爐被廣泛應用在工業(yè)生產的諸多領域，熱風爐被廣泛應用在工業(yè)生產的諸多領域，因工藝要求不同、燃料種類不同、熱風介質不因工藝要求不同、燃料種類不同、熱風介質不同而派生出不同用途與不同結構的熱風爐。為同而派生出不同用途與不同結構的熱風爐。為高爐冶煉提供高溫熱風的熱風爐是其中一類。高爐冶煉提供高溫熱風的熱風爐是其中一類。u本質上，蓄熱式熱風爐是一臺大型的蓄熱式本質上，蓄熱式熱風爐是一

3、臺大型的蓄熱式換熱器。高溫煙氣通過時，蓄熱體吸收高溫煙換熱器。高溫煙氣通過時，蓄熱體吸收高溫煙氣熱量并蓄存起來；冷風通過時，蓄熱體將蓄氣熱量并蓄存起來；冷風通過時，蓄熱體將蓄存的熱量傳遞給冷風，將冷風加熱到高爐所需存的熱量傳遞給冷風，將冷風加熱到高爐所需的風溫。幾臺熱風爐交替工作，以保證高爐得的風溫。幾臺熱風爐交替工作，以保證高爐得到連續(xù)的熱風。到連續(xù)的熱風。熱風爐原理(以外燃式為例)11:39:28燃燒過程燃燒過程送風過程送風過程熱風爐構成11:39:28u熱風爐是一個為工藝過程提供熱風的完成燃燒過程與傳熱風爐是一個為工藝過程提供熱風的完成燃燒過程與傳熱過程的熱工裝置，其結構一定應該包含為燃

4、料在其中燃熱過程的熱工裝置，其結構一定應該包含為燃料在其中燃燒的燃燒裝置，和氣流在其中進行熱量交換的傳熱裝置。燒的燃燒裝置，和氣流在其中進行熱量交換的傳熱裝置。u對于為高爐提供熱風的蓄熱式熱風爐而言，就必須有實對于為高爐提供熱風的蓄熱式熱風爐而言，就必須有實現(xiàn)燃燒過程的燃燒室與燃燒器，以及堆放能完成傳熱過程現(xiàn)燃燒過程的燃燒室與燃燒器，以及堆放能完成傳熱過程的蓄熱體的蓄熱室；為了組織氣流和實現(xiàn)氣流過程的切換，的蓄熱體的蓄熱室；為了組織氣流和實現(xiàn)氣流過程的切換，實現(xiàn)氣流分配的冷風室和各種進出口與閥門也是必不可少實現(xiàn)氣流分配的冷風室和各種進出口與閥門也是必不可少的。此外，由于高爐所需的熱風具有一定的

5、壓力，為此一的。此外，由于高爐所需的熱風具有一定的壓力，為此一個能夠承受壓力的金屬外殼也是必不可少的。個能夠承受壓力的金屬外殼也是必不可少的。u因此，熱風爐就是一個在金屬外殼內砌筑耐火材料的承因此，熱風爐就是一個在金屬外殼內砌筑耐火材料的承壓容器。壓容器。熱風爐構成(以外燃式為例)11:39:28燃燒器燃燒器蓄熱室蓄熱室燃燒室燃燒室混風管道混風管道熱風管道熱風管道助燃風管道助燃風管道煤氣管道煤氣管道煙道煙道冷風管道冷風管道熱風爐分類與結構11:39:28u高爐熱風爐從結構可以分為外燃結構的熱風爐高爐熱風爐從結構可以分為外燃結構的熱風爐和內燃結構的熱風爐兩個大類。和內燃結構的熱風爐兩個大類。u外

6、燃結構熱風爐是燃燒室設置在蓄熱室的外面，外燃結構熱風爐是燃燒室設置在蓄熱室的外面，而是內燃結構熱風爐是燃燒室與蓄熱室在一個結而是內燃結構熱風爐是燃燒室與蓄熱室在一個結構里面。在內燃結構的熱風爐中因燃燒室與蓄熱構里面。在內燃結構的熱風爐中因燃燒室與蓄熱室之間的相對位置不同而分成頂燃式室之間的相對位置不同而分成頂燃式(燃燒室放燃燒室放置在蓄熱室上部置在蓄熱室上部)熱風爐和側燃式熱風爐和側燃式(火井燃燒室與火井燃燒室與蓄熱室并行放置蓄熱室并行放置)熱風爐。熱風爐。u通常我們也將側燃式熱風爐稱為一般意義上的通常我們也將側燃式熱風爐稱為一般意義上的內燃式熱風爐，因而在目前使用的熱風爐中主要內燃式熱風爐，

7、因而在目前使用的熱風爐中主要是外燃式熱風爐、內燃式熱風爐和頂燃式熱風爐。是外燃式熱風爐、內燃式熱風爐和頂燃式熱風爐。熱風爐分類與結構-內燃式11:39:28熱風爐分類與結構-外燃式11:39:28熱風爐分類與結構-頂燃式11:39:29 頂燃式熱風爐1燃燒器；2熱風出口；3煙氣出口；4冷風入口a結構示意圖；b平面布置圖 ab各種結構的熱風爐優(yōu)缺點11:39:29結構類型優(yōu)點缺點內燃式結構簡單；建設費用較低；占地面積較小蓄熱室煙氣分布不均勻；燃燒室隔墻結構復雜，易損壞外燃式結構合理；各部位磚襯可以單獨膨脹和收縮；有利于煤氣燃燒；送風溫度較高，可長時間保持1300結構復雜；材料用量大；技術要求較高

8、頂燃式耐火材料工作負荷均衡；結構對稱，穩(wěn)定性好；蓄熱室內氣流分布均勻，效率高。節(jié)省鋼材和耐火材料，占地面積較小。操作不便：熱風出口、煤氣和助燃空氣的入口、燃燒器集中于拱頂；高溫區(qū)開孔多，是薄弱環(huán)節(jié)；燃燒器壽命短，不能滿足高爐一代壽命的要求。熱風爐工作制度11:39:29u熱風爐為蓄熱熱風爐為蓄熱-送風周期性工作，為保證高爐供風送風周期性工作，為保證高爐供風的連續(xù)性，通常設置若干座熱風爐協(xié)同工作。的連續(xù)性，通常設置若干座熱風爐協(xié)同工作。u通常一座高爐配置三座或四座熱風爐。熱風爐群通常一座高爐配置三座或四座熱風爐。熱風爐群采用兩燒一送、一燒一送、交叉并聯(lián)、半交叉并聯(lián)采用兩燒一送、一燒一送、交叉并聯(lián)

9、、半交叉并聯(lián)的工作制度，來保證熱風供給的連續(xù)性。的工作制度，來保證熱風供給的連續(xù)性。u熱風爐工作狀態(tài)通常按照以下順序進行：熱風爐工作狀態(tài)通常按照以下順序進行：熱風爐系統(tǒng)(以外燃式為例)11:39:291焦爐煤氣壓力調節(jié)閥；焦爐煤氣壓力調節(jié)閥；2高爐煤氣壓力調節(jié)閥；高爐煤氣壓力調節(jié)閥；3空氣流量調節(jié)閥；空氣流量調節(jié)閥；4焦爐煤氣流量調節(jié)焦爐煤氣流量調節(jié)閥；閥；5高爐煤氣流量調節(jié)閥；高爐煤氣流量調節(jié)閥；6空氣燃燒閥；空氣燃燒閥；7焦爐煤氣閥；焦爐煤氣閥；8吹掃閥；吹掃閥；9高爐煤氣閥；高爐煤氣閥；10焦爐煤氣放散閥；焦爐煤氣放散閥；11高爐煤氣放散閥；高爐煤氣放散閥；12焦爐煤氣燃燒閥；焦爐煤氣燃

10、燒閥；13高爐煤氣燃燒閥；高爐煤氣燃燒閥；14熱熱風放散閥；風放散閥；15熱風閥；熱風閥；16點火裝置；點火裝置；17燃燒室；燃燒室；18混合室；混合室；19混風閥；混風閥；20混風流量混風流量調節(jié)閥；調節(jié)閥；21蓄熱室；蓄熱室；22充風閥；充風閥；23廢風閥；廢風閥； 24冷風閥；冷風閥；25煙道閥；煙道閥；26冷風流量調節(jié)冷風流量調節(jié)閥閥11:39:29熱風爐工藝節(jié)能2熱風爐節(jié)能策略11:39:29熱風爐是高爐供風系統(tǒng)的一個節(jié)熱風爐是高爐供風系統(tǒng)的一個節(jié)點設備。熱風爐的工藝節(jié)能，要從整點設備。熱風爐的工藝節(jié)能，要從整個高爐系統(tǒng)著眼，從熱風爐節(jié)點入手，個高爐系統(tǒng)著眼，從熱風爐節(jié)點入手，在保證

11、高爐穩(wěn)定、連續(xù)生產的前提下，在保證高爐穩(wěn)定、連續(xù)生產的前提下，降低焦、煤、氣、電的綜合消耗及設降低焦、煤、氣、電的綜合消耗及設備的檢修維護費用。備的檢修維護費用。熱風爐的節(jié)能不單是熱風爐這一熱風爐的節(jié)能不單是熱風爐這一工藝節(jié)點的節(jié)能，而是全流程、多指工藝節(jié)點的節(jié)能，而是全流程、多指標的綜合節(jié)能。標的綜合節(jié)能。熱風爐工藝節(jié)能核心-提高風溫11:39:29u高風溫是高爐最廉價高風溫是高爐最廉價,利用率最高的能源。生產利用率最高的能源。生產實踐表明，每提高實踐表明，每提高100風溫，可降低焦比風溫，可降低焦比47%。u熱風爐拱頂溫度是橫梁熱風溫度的一個重要指熱風爐拱頂溫度是橫梁熱風溫度的一個重要指標

12、。據生產實踐統(tǒng)計，大、中型高爐熱風爐拱頂標。據生產實踐統(tǒng)計，大、中型高爐熱風爐拱頂溫度比平均風溫高溫度比平均風溫高100200，小型高爐熱風爐，小型高爐熱風爐拱頂溫度不平均風溫高拱頂溫度不平均風溫高150300。而實際拱頂。而實際拱頂溫度低于理論燃燒溫溫度低于理論燃燒溫7090。u提高熱風溫度的措施有很多，總的可分三大類：提高熱風溫度的措施有很多，總的可分三大類：改善燃燒工藝，改良熱工設備，優(yōu)化工作制度。改善燃燒工藝，改良熱工設備，優(yōu)化工作制度。熱風爐工藝節(jié)能-改善燃燒工藝11:39:291、優(yōu)化空氣過剩系數、優(yōu)化空氣過剩系數為保證煤氣完全燃燒，一般空氣供給量要在為保證煤氣完全燃燒，一般空氣供

13、給量要在理論需要量的基礎上乘以過剩系數，形成空氣過理論需要量的基礎上乘以過剩系數，形成空氣過剩的燃燒氛圍?？諝膺^剩系數過大或過小，均對剩的燃燒氛圍?？諝膺^剩系數過大或過小，均對燃燒有不利影響。過大會造成煙氣量增大，降低燃燒有不利影響。過大會造成煙氣量增大，降低燃燒溫度，過小會造成煤氣燃燒不完全，浪費燃燃燒溫度，過小會造成煤氣燃燒不完全，浪費燃料并污染環(huán)境。料并污染環(huán)境?？諝膺^剩系數的優(yōu)化，除需要有經驗的操作空氣過剩系數的優(yōu)化，除需要有經驗的操作人員憑經驗摸索確定、優(yōu)秀的設備和燃燒空間使人員憑經驗摸索確定、優(yōu)秀的設備和燃燒空間使空煤氣充分混合燃燒外，更依賴于完善的儀表檢空煤氣充分混合燃燒外，更依

14、賴于完善的儀表檢測與控制系統(tǒng)。此部分在燃燒控制優(yōu)化中講述。測與控制系統(tǒng)。此部分在燃燒控制優(yōu)化中講述。熱風爐工藝節(jié)能-改善燃燒工藝11:39:292、提高空煤氣預熱溫度、提高空煤氣預熱溫度理論計算表明，對于高爐煤氣，理論燃燒溫理論計算表明，對于高爐煤氣，理論燃燒溫度提高量與空煤氣預熱溫度有如下關系：度提高量與空煤氣預熱溫度有如下關系：T理理=0.3*T空預空預+0.5*T煤預煤預根據上式，空氣預熱溫度每提高根據上式，空氣預熱溫度每提高100，理，理論燃燒溫度可提高論燃燒溫度可提高33，煤氣預熱溫度每提高，煤氣預熱溫度每提高100，理論燃燒溫度可提高，理論燃燒溫度可提高50。提高空煤氣預熱溫度方法

15、：提高空煤氣預熱溫度方法：1）高效廢氣余熱回收；）高效廢氣余熱回收；2）設置高效輔助燃燒爐）設置高效輔助燃燒爐熱風爐工藝節(jié)能-改善燃燒工藝11:39:293、提高煤氣熱值、提高煤氣熱值煤氣熱值直接影響的煤氣的理論煤氣熱值直接影響的煤氣的理論燃燒溫度。以高爐煤氣為例，熱值燃燒溫度。以高爐煤氣為例，熱值720kcal/m3的高爐煤氣理論燃燒溫度的高爐煤氣理論燃燒溫度1200，如果摻混，如果摻混10%的焦爐煤氣，的焦爐煤氣，理論燃燒溫度可提高到理論燃燒溫度可提高到1400。因此提高熱風爐燃氣熱值，可有因此提高熱風爐燃氣熱值，可有效提高熱風溫度。效提高熱風溫度。熱風爐工藝節(jié)能-改善燃燒工藝11:39:

16、294、提高廢氣溫度、提高廢氣溫度提高廢氣溫度可增加熱風爐中下部蓄熱量，因提高廢氣溫度可增加熱風爐中下部蓄熱量，因此通過增加單位時間燃燒煤氣量來適當的提高廢氣溫此通過增加單位時間燃燒煤氣量來適當的提高廢氣溫度，可以減少周期風溫降落，是提高風溫的一種措施。度，可以減少周期風溫降落，是提高風溫的一種措施。在廢氣溫度為在廢氣溫度為200400的范圍之內，每提高的范圍之內，每提高100廢廢氣溫度，約可提高風溫氣溫度，約可提高風溫40。但單純采用這種措施會。但單純采用這種措施會影響熱風爐的熱效率。如果與煙道廢氣余熱回收余熱影響熱風爐的熱效率。如果與煙道廢氣余熱回收余熱助燃空氣和煤氣配合，則熱風爐熱效率不

17、會降低，反助燃空氣和煤氣配合，則熱風爐熱效率不會降低，反而可以提高。而可以提高。適當的提高廢氣溫度結合廢氣余熱回收，將成適當的提高廢氣溫度結合廢氣余熱回收，將成為今后提高風溫的重要措施之一。為今后提高風溫的重要措施之一。11:39:295、降低煤氣水含量、降低煤氣水含量高爐煤氣溫度低，含有大量的飽和水和部分機高爐煤氣溫度低，含有大量的飽和水和部分機械水。飽和水含量越大，煤氣的發(fā)熱值越低下，在飽械水。飽和水含量越大，煤氣的發(fā)熱值越低下，在飽和水不超過和水不超過10%（80gm3）范圍內，每增加）范圍內，每增加1%（8gm3）煤氣發(fā)熱量降低）煤氣發(fā)熱量降低335 kJ/m3，理論燃燒溫度降，理論燃

18、燒溫度降低低85；機械水被帶往熱風爐，對煤氣的影響除和；機械水被帶往熱風爐，對煤氣的影響除和飽和水同樣外，汽化需要吸收煤氣燃燒產生的熱量，飽和水同樣外，汽化需要吸收煤氣燃燒產生的熱量，導致理論溫度降低。導致理論溫度降低。降低含水的方法：降低含水的方法：（1）在煤氣上升或拐彎處設立脫水器，經常放水。）在煤氣上升或拐彎處設立脫水器，經常放水。（2）煤氣管道要有良好保溫。）煤氣管道要有良好保溫。（3）減少高爐爐頂打水作業(yè)。）減少高爐爐頂打水作業(yè)。（4）控制入爐焦碳的水分含量。）控制入爐焦碳的水分含量。熱風爐工藝節(jié)能-改善燃燒工藝11:39:296、富氧燃燒、富氧燃燒富氧燃燒是一項經過理論和實踐證明的

19、、富氧燃燒是一項經過理論和實踐證明的、可有效提高燃燒溫度的技術。除此以外，富可有效提高燃燒溫度的技術。除此以外，富氧燃燒還可以降低氧燃燒還可以降低Nox生成量、降低煙氣可生成量、降低煙氣可燃氣體含量，是一項高效環(huán)保的燃燒技術。燃氣體含量，是一項高效環(huán)保的燃燒技術。理論計算表明，將空氣中氧含量由理論計算表明，將空氣中氧含量由21%提高的提高的25%，高爐煤氣的理論燃燒溫度可提，高爐煤氣的理論燃燒溫度可提高高70左右，可以有效的提高熱風溫度。左右，可以有效的提高熱風溫度。熱風爐工藝節(jié)能-改良熱工設備11:39:291、高效熱風爐燃燒器、高效熱風爐燃燒器無相關合作企業(yè)及信息，略去不談。無相關合作企業(yè)及信息，略去不談。2、高效格子磚、高效格子磚無相關合作企業(yè)及信息，略去不談。無相關合作企業(yè)及信息，略去不談。熱風爐工藝節(jié)能-優(yōu)化工作制度11:39:29一座高爐通常配置一座高爐通常配置3-4座熱風爐，采用兩燒一送、交叉座熱風爐，采用兩燒一送、交叉并聯(lián)等工作制度為高爐提供連續(xù)的熱風。并聯(lián)等工作制度為高爐提供連續(xù)的熱風。對于配置三座熱風爐的高爐供風系統(tǒng)而言，目對于配置三座熱風爐的高爐供風系統(tǒng)而言，目前通常采用的工作制度為兩燒一送或一燒一送。事實前通常采用的工作制度為兩燒一送或一燒一送。事實上，兩燒一送并不是最優(yōu)的工作制度，理論計算及