高線節(jié)能經(jīng)濟(jì)型加熱爐的研究與應(yīng)用課件

經(jīng)濟(jì)型加熱爐的研究與應(yīng)用提綱項(xiàng)目概述1

改造內(nèi)容2

技術(shù)特點(diǎn)和先進(jìn)性3

效果分析4存在問題和改進(jìn)措施5推廣應(yīng)用情況6

效益分析7

結(jié)

論

8

1項(xiàng)目概述整體裝備水平低金屬回收率非常低成品軋制速度低品種規(guī)格單一產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定自動(dòng)化控制水平低高速線材生產(chǎn)線年產(chǎn)50萬噸提高生產(chǎn)效率提高產(chǎn)品質(zhì)量降低生產(chǎn)成本節(jié)能降耗環(huán)保生產(chǎn)易地改造步進(jìn)梁式加熱爐加熱能力125t/h步進(jìn)梁式節(jié)能降耗環(huán)保生產(chǎn)中冶華天工業(yè)爐公司總承包2008年3月竣工配套淘汰項(xiàng)目新建項(xiàng)目韶鋼復(fù)二重生產(chǎn)線

1項(xiàng)目概述原加熱爐存在問題

裝出料方式：采用端進(jìn)側(cè)出，端進(jìn)料、鉻剛玉磚出鋼槽側(cè)出料的步進(jìn)梁式加熱爐，坯料靠側(cè)爐門出鋼機(jī)出鋼，相比于爐內(nèi)懸臂輥道側(cè)進(jìn)料、爐內(nèi)懸臂輥道側(cè)出料方式，爐體密封性差，散熱損失大。

爐底機(jī)械為杠桿托輪式，受出鋼節(jié)奏要求步進(jìn)周期25秒，液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)不完善，不能實(shí)現(xiàn)步進(jìn)梁“慢起慢?！薄ⅰ拜p托輕放”，由于撞擊而使水冷梁的絕熱層遭受破壞及擦傷爐內(nèi)坯料，也會(huì)使氧化燒損增加。同時(shí)由于液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)原因，漏油故障多。

2改造內(nèi)容改造內(nèi)容2.1加熱爐的選型2.2設(shè)計(jì)條件和參數(shù)2.32.1改造內(nèi)容加熱爐液壓及潤滑設(shè)備加熱爐燃燒系統(tǒng)設(shè)備加熱爐排煙系統(tǒng)設(shè)備加熱爐本體設(shè)備加熱爐三電控制設(shè)備加熱爐土建加熱爐區(qū)域的所有機(jī)械設(shè)備改造內(nèi)容包括上料臺(tái)架至出爐輥道前及煙囪的所有加熱爐設(shè)備、設(shè)施及其供電或自動(dòng)化控制。2.2加熱爐選型加熱爐的選型

對比進(jìn)行分析蓄熱式步進(jìn)梁加熱爐軋鋼工藝要求鋼坯頭、尾部比中間溫度高30℃～50℃，采用爐頂平焰燒嘴的常規(guī)步進(jìn)梁式連續(xù)加熱爐，具有有效的控制手段進(jìn)行溫度控制，能滿足軋鋼工藝要求。加熱爐日常維修量小，作業(yè)率高。以高爐、焦?fàn)t和轉(zhuǎn)爐的混合煤氣為燃料滿足高速線材生產(chǎn)線軋鋼要求。常規(guī)步進(jìn)梁式連續(xù)加熱爐相對蓄熱式步進(jìn)梁連續(xù)加熱爐來說，維修費(fèi)低約50%。常規(guī)加熱爐單耗指標(biāo)與蓄熱式加熱爐的單耗指標(biāo)相當(dāng)。常規(guī)步進(jìn)梁式加熱爐分析得出爐型確定為常規(guī)步進(jìn)梁式連續(xù)加熱爐蓄熱式步進(jìn)梁連續(xù)加熱爐在鋼坯長度方向的溫度控制難滿足軋鋼工藝要求。蓄熱式加熱爐日常維修量大，維護(hù)費(fèi)用高。蓄熱體的使用壽命問題，一般每半年左右要停爐對蓄熱體進(jìn)行更換，降低了加熱爐的作業(yè)率。蓄熱式加熱爐受爐溫波動(dòng)大影響，爐體易產(chǎn)生裂紋、壽命短，排煙管道易產(chǎn)生低溫腐蝕。加熱鋼種普通碳素結(jié)構(gòu)鋼：代表鋼號：Q195、Q235；優(yōu)質(zhì)中碳結(jié)構(gòu)鋼：代表鋼號：45#、65#；低合金鋼：代表鋼號：30MnSi、HRB400；焊條鋼：代表鋼號：H08A；冷墩鋼：代表鋼號：SWRCH8A。坯料規(guī)格：170×170×11000mm，最短坯料8000mm；鋼坯彎曲度

≤10mm/m，全長≤100mm；鋼坯斷面尺寸精度

±5mm；鋼坯長度尺寸精度+80mm；

連鑄坯其它技術(shù)條件執(zhí)行YB/T154-1999或YB2011標(biāo)準(zhǔn)。坯

料要求2.3設(shè)計(jì)條件和參數(shù)

3技術(shù)特點(diǎn)和先進(jìn)性3.1爐內(nèi)懸臂輥道式加熱爐3.3合理布置不同燒嘴3.5設(shè)置空氣換熱器3.2全平爐頂結(jié)構(gòu)3.4配置合理的燃燒系統(tǒng)

技術(shù)特點(diǎn)和先進(jìn)性3.6大跨距步進(jìn)梁立柱和水管縱梁結(jié)構(gòu)3.7梁采取全錯(cuò)位技術(shù)

3.8優(yōu)化設(shè)計(jì)的整體澆注3.9三電一體化加熱爐自動(dòng)化系統(tǒng)3.10高效全液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)化3.2全平爐頂結(jié)構(gòu)全平爐頂結(jié)構(gòu)，爐型結(jié)構(gòu)簡單，均熱段與加熱段之間設(shè)置“U”型壓下結(jié)構(gòu)，便于控制各段爐溫和爐壓；下加熱爐尾的隔墻，可有效減少排煙口的“黑洞”效應(yīng)。全平爐頂結(jié)構(gòu)加熱爐爐體截面圖3.3合理布置不同燒嘴爐頂采用輻射能力強(qiáng)、爐溫均勻的平焰燒嘴。合理布置不同燒嘴加熱爐下部采用大調(diào)節(jié)比、燃燒完全、環(huán)保節(jié)能的火焰可調(diào)低氧化氮燒嘴。3.3合理布置不同燒嘴平焰燒嘴煤氣平焰燒嘴用于加熱爐爐頂，煤氣由頂部引入燒嘴內(nèi)管，經(jīng)導(dǎo)流片使氣流旋轉(zhuǎn)，然后從燒嘴頭成一定角度噴出?？諝庥蓚?cè)部進(jìn)入燒嘴外管，經(jīng)切向布置的導(dǎo)流孔后，旋轉(zhuǎn)的氣流在燒嘴頭部與旋轉(zhuǎn)的煤氣氣流混合燃燒，由于貼附效應(yīng)，氣流沿特殊設(shè)計(jì)的燒嘴磚內(nèi)壁向四周鋪展，從而形成貼附于爐頂?shù)囊粚悠窖?。圖2平焰燒嘴實(shí)物圖圖1平焰燒嘴示意圖3.3合理布置不同燒嘴火焰可調(diào)低氧化氮燒嘴煤氣調(diào)焰燒嘴用于加熱段爐下部?？諝庥芍行?、一次旋轉(zhuǎn)風(fēng)和外圍二次風(fēng)三處引入，中心風(fēng)是保證燒嘴在低流量的條件下使用，能保持火焰的剛性，調(diào)節(jié)中間風(fēng)和外圍風(fēng)的比例，可改變火焰的長度，從而可調(diào)節(jié)爐寬上溫度分布的均勻性?；鹧婵烧{(diào)低氧化氮燒嘴示意圖3.4配置合理的燃燒系統(tǒng)

配置合理的燃燒系統(tǒng)，采用合理的熱負(fù)荷分配，使加熱爐能快捷地實(shí)現(xiàn)各種不同的加熱制度，升溫快，爐溫均勻，可完全滿足多種鋼坯的加熱要求，并能有效地控制鋼坯的氧化燒損。配置合理的燃燒系統(tǒng)

3.5設(shè)置空氣換熱器設(shè)置空氣換熱器，將助燃空氣預(yù)熱到550℃，充分回收出爐煙氣熱量，節(jié)約燃料消耗。在煙道內(nèi)設(shè)置2組2行程金屬管狀換熱器，用于預(yù)熱助燃空氣，可以將助燃空氣預(yù)熱到500～550℃,回收廢氣余熱。換熱器管組內(nèi)帶螺旋狀插入件，一方面增加了傳熱面積，另一方面由于產(chǎn)生了連續(xù)不斷的渦流，在離心力的作用下，管中心的空氣與壁面邊界層的氣體可充分混合，從而減薄了層流底層，強(qiáng)化了對流傳熱，同時(shí)降低了管壁溫度。空氣換熱器3.5設(shè)置空氣換熱器利用工業(yè)爐排放的煙氣余熱對助燃空氣或煤氣進(jìn)行加熱的裝置稱為換熱器。由爐內(nèi)排出的煙氣溫度一般在600～900℃，約占供入爐內(nèi)熱量的30%～60%，回收這部分熱量以預(yù)熱空氣或煤氣，可以提高燃料的理論燃燒溫度，保證必須的爐溫以加快升溫速度，并顯著節(jié)約煤氣消耗。原四軋廠采用噴流式空氣換熱器，它存在空氣阻力損失大的缺點(diǎn)，而采用帶螺旋狀插入件金屬管狀換熱器可克服原噴流式空氣換熱器空氣阻力損失大的缺點(diǎn)，并具有優(yōu)越的綜合熱工性能。根據(jù)排煙溫度的不同，空氣換熱器管組的材質(zhì)在低溫段采用碳鋼管或碳鋼管滲鋁，高溫段管組全部或前數(shù)排采用不銹鋼管。這種帶插件金屬管狀換熱器，傳熱系數(shù)高，在同樣預(yù)熱溫度下，換熱面積小、管壁溫度低，施工安裝方便，使用壽命長，不易積灰。為防止高溫側(cè)管組的損壞，當(dāng)熱風(fēng)溫度超溫時(shí)，將報(bào)警并自動(dòng)打開熱風(fēng)放散閥，對換熱器進(jìn)行保護(hù)。3.5設(shè)置空氣換熱器帶插件金屬管狀換熱器參數(shù)序號項(xiàng)目單位計(jì)算值（額定）1預(yù)熱空氣量m3/h362502煙氣量m3/h523603空氣進(jìn)換熱器溫度℃常溫4空氣預(yù)熱溫度℃～5505煙氣進(jìn)換熱器溫度℃700～7506煙氣出換熱器溫度℃≤4007空氣側(cè)阻力損失Pa≤38008煙氣側(cè)阻力損失Pa≤2003.6大跨距步進(jìn)梁立柱和水管縱梁結(jié)構(gòu)采用大跨距步進(jìn)梁立柱和雙水管縱梁結(jié)構(gòu)，從而大大減少立柱數(shù)量，縮小水冷面積；減少爐底開孔，增加爐底的輻射面積；由于采用較小管徑的雙水管縱水梁結(jié)構(gòu)、使得縱水梁對鋼坯的遮蔽效果減少；對支承梁及其立柱采用耐火纖維氈與自流澆注料雙層絕熱結(jié)構(gòu)進(jìn)行絕熱，以減少冷卻水的吸熱損失和冷卻水的用量。大跨距步進(jìn)梁立柱和水管縱梁結(jié)構(gòu)3.8優(yōu)化設(shè)計(jì)的整體澆注采用優(yōu)化設(shè)計(jì)的整體澆注、帶復(fù)合層的爐墻結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)爐子砌體的絕熱，減少散熱損失；加熱爐砌體外表面溫度應(yīng)符合《工業(yè)爐窯保溫技術(shù)通則》B/T16618中的規(guī)定要求；合理配置爐子兩側(cè)操作及檢修爐門，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)做到開啟靈活，關(guān)閉嚴(yán)密，減少爐氣外溢和冷風(fēng)吸入的熱損失；詳見下圖。優(yōu)化設(shè)計(jì)的整體澆注3.8優(yōu)化設(shè)計(jì)的整體澆注3.8優(yōu)化設(shè)計(jì)的整體澆注3.10高效全液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)高效全液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)化步進(jìn)機(jī)構(gòu)采用高效全液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可降低裝機(jī)容量節(jié)約電耗。系統(tǒng)采用變量泵與比例閥以及配套的行程檢測與控制裝置，步進(jìn)梁升、進(jìn)、退及開始托起與放下鋼坯時(shí)均以低速運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)“慢起慢?！?、“輕托輕放”以避免由于撞擊而使水冷梁的絕熱層遭受破壞及擦傷爐內(nèi)坯料。4效果分析效果分析

煤氣綜合利用技術(shù)實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)。加熱能力能滿足產(chǎn)品大綱中各種鋼種的加熱要求。解決了原復(fù)二重生產(chǎn)線加熱爐加熱能力（額定加熱能力53t/h）嚴(yán)重不足的的問題，為提高軋機(jī)產(chǎn)量創(chuàng)造了必要條件。加熱爐能耗降低，產(chǎn)品單耗由原來的1.74GJ/t降低至現(xiàn)在的1.18GJ/t。加熱質(zhì)量得到明顯改善，出鋼溫度可適當(dāng)降低，因此鋼坯在爐內(nèi)氧化燒損明顯降低，燒損率由原來的約1.3%降低至現(xiàn)在的約0.7%。加熱質(zhì)量明顯改善，軋制中間廢減少，使成材率提高約0.3%，加上氧化燒損降低0.7%，因而使綜合成材率提高約1%實(shí)際綜合成材率由原來的2007年的96.4%提高至2009年的98.2%，即綜合成材率提高約1.8%，因而加熱爐貢獻(xiàn)率占55.5%。技術(shù)指標(biāo)4效果分析

5存在問題和改進(jìn)措施

爐底管冷卻方式?jīng)]用采用氣化冷卻321存在問題考慮到蒸汽發(fā)電的配套項(xiàng)目未上和節(jié)省工程投資兩個(gè)方面原因，采用開式水循環(huán)冷卻方式，沒有采用節(jié)能效果更好的汽化冷卻方式，原因是配件供應(yīng)穩(wěn)定性差。短尺坯生產(chǎn)跟不上生產(chǎn)節(jié)奏根據(jù)短尺坯出鋼節(jié)奏快的特點(diǎn)，強(qiáng)化生產(chǎn)組織，盡量減少短尺坯生產(chǎn)對產(chǎn)量的影響。根據(jù)短尺坯在爐內(nèi)的布料特點(diǎn)，優(yōu)化加熱操作，盡量提高爐子熱效率。上料系統(tǒng)不適應(yīng)鋼坯熱送考慮到熱送熱裝170×170×11000mm規(guī)格坯料易彎曲的問題，沒有采用坯料熱送熱裝節(jié)能技術(shù)。對上料系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造。

6推廣應(yīng)用情況特棒加熱爐在燃燒控制方式上做了改進(jìn)，采用比例和數(shù)字化脈沖燃燒控制相結(jié)合方式，即上下一加熱段、上下加熱段采用脈沖燃燒控制，上下均熱段采用改進(jìn)型雙交叉限幅連續(xù)燃燒控制，爐溫控制精度和爐溫響應(yīng)性更好，能在滿足加熱質(zhì)量的前提下提高產(chǎn)量、降低燒損和節(jié)約燃料，同時(shí)可提供靈活的加熱制度，滿足不同鋼種的鋼坯加熱工藝要求。特棒加熱爐爐底水梁、立柱采用汽化冷卻，有效防止水梁立柱內(nèi)壁結(jié)垢，提高梁、柱的使用壽命，在煙道內(nèi)設(shè)置蒸汽過熱器，可產(chǎn)生300℃的過熱蒸汽送外部管網(wǎng)供發(fā)電用。特棒加熱爐采用了坯料熱送熱裝節(jié)能技術(shù)，坯料在火車輸送過程中采用保溫箱，在特棒原料跨準(zhǔn)備建設(shè)12座帶電動(dòng)平移蓋的保溫坑。多項(xiàng)節(jié)能技術(shù)的綜合運(yùn)用使高線加熱爐取得了很好的節(jié)能效果，已在韶鋼特棒加熱爐上推廣應(yīng)用，并做了針對性改進(jìn)。7效益分析直接經(jīng)濟(jì)效益（1）節(jié)約煤氣效益產(chǎn)品煤氣單耗由2007年1～6月的1.74GJ/t降低至2009年同期的1.18GJ/t，年產(chǎn)量按50萬噸、混合煤氣單價(jià)按25元/GJ計(jì)，則節(jié)約煤氣效益：（1.74-1.18）×500000×25=700萬元。（2）降低燒損效益燒損率由原來的約1.3%降低至現(xiàn)在的約0.7%，年加熱量按50.9萬噸、每噸線材產(chǎn)品與氧化鐵皮的差價(jià)按2500元計(jì)，則降低燒損效益：（1.3%-0.7%）×509000×2500=763.50萬元。（3）減少中間廢、提高成材率效益由于加熱質(zhì)量明顯改善，軋制中間廢減少，使成材率提高0.3%，年加熱量按50.9萬噸、每噸線材產(chǎn)品與中間廢的差價(jià)按1000元計(jì)，則提高成材率效益：0.3%×509000×1000=152.70萬元。7效益分析加熱爐（包括加熱爐本體和爐區(qū)設(shè)備）EPC總承包投資2188萬元，基礎(chǔ)處理500萬元，使用壽命平均按10年計(jì)，則每年直接經(jīng)濟(jì)效益為：700.00+763.50+152.70-（2188+500）/10=1347.4萬元年直接經(jīng)濟(jì)效益7效益分析