淺析提高風(fēng)溫的措施

淺析提高風(fēng)溫的措施張凈摘要：提高熱風(fēng)溫度是增加高爐噴煤、降低成本的主要手段。提高風(fēng)溫的因素很多，歸納起來可以從兩個方面著手：一是提高熱風(fēng)爐的拱頂溫度，一是降低拱頂溫度與風(fēng)溫的差值［1］。關(guān)鍵詞：熱風(fēng)爐風(fēng)溫煤氣和空氣分配預(yù)熱引言：高風(fēng)溫是高爐最廉價、利用率最高的能源，每提高100°C風(fēng)溫約降低焦比4%?7%。在當(dāng)前能源緊張的形勢下，迫切地需要進(jìn)一步提高風(fēng)溫。本文重點分析了影響熱風(fēng)爐風(fēng)溫的因素。1提高理論燃燒溫度1.1理論燃燒溫度不夠高是目前熱風(fēng)爐風(fēng)溫上不去的主要矛盾要想提高理論燃燒溫度，可以從下列幾方面著手。富化煤氣：高爐煤氣Qd約為3000?3200kJ/m3，純粹燒高爐煤氣，拱頂溫度只能燒到1150?1200C，這樣的拱頂溫度下，很難達(dá)到1100C的風(fēng)溫，除非高爐焦比高、煤氣熱值高時才有可能。往高爐煤氣中加入5%?10%的焦?fàn)t煤氣或轉(zhuǎn)爐煤氣是最行之有效的方法，設(shè)備變動最少收效最快，但往往由于能量平衡，熱風(fēng)爐只能采用預(yù)熱法。1.2熱風(fēng)爐燃燒用煤氣和助燃空氣的預(yù)熱熱風(fēng)爐煙氣預(yù)熱助燃空氣和煤氣是節(jié)能的重要措施。特別像高爐熱風(fēng)爐排放的煙氣，溫度低、數(shù)量大的低溫余熱回收有更重要的意義。首先它可以回收余熱提高熱效率；其次是用回收的熱量來提高風(fēng)溫。該項技術(shù)最近發(fā)展很快。目前國內(nèi)外已在熱風(fēng)爐上應(yīng)用的煙氣余熱回收的換熱器主要有：回轉(zhuǎn)式、金屬板式、管狀式、熱媒式和熱管式等形式，都取得了較好的效果。1.3配用高發(fā)熱量煤氣提高拱頂溫度僅燃燒高爐煤氣，大致上，濕高爐煤氣QDW，每±100kJ/m3,t理相應(yīng)±24C；高爐煤氣混入不同量的焦?fàn)t煤氣，每增加焦?fàn)t煤氣1%，混合煤氣Qdw約增加150kJ/m3，在混合量不超過15%以前，每1%焦?fàn)t煤氣提高理論燃燒溫度t理約16C；高爐煤氣中混入天然氣后，每增加 1%天然氣混合煤氣，Qdw約增加325kJ/m3，t理隨之提高23C。1.4降低空氣利用系數(shù)(b空)在保證完全燃燒的條件下，控制b空于最小值，可獲得最高的理論燃燒溫度t理。助燃空氣的溫度越高，理論燃燒溫度越高；隨著過?？諝庀禂?shù)的加大，理論理燃燒溫度逐漸降低。煤氣的溫度越高，理論燃燒溫度亦越高，隨著b空的加大，理論燃燒溫度逐漸降低。燒高爐煤氣，若將b空從1.1降到1.05,t理將提高約20°C?？刂芺空于最小的方法有：在熱風(fēng)爐燃燒時要勤觀察、勤調(diào)節(jié)，借助廢氣分析，保證合理燃燒。改善燃燒器結(jié)構(gòu)，改善煤氣和空氣的混合。采用自動燃燒控制系統(tǒng)。1.5降低煤氣含水量現(xiàn)代某些高爐煤氣的凈化除塵工藝，有的是使用濕法除塵凈化。洗滌后的煤氣不但含飽和水蒸汽而且還夾帶大量的機(jī)械水，嚴(yán)重地影響煤氣的發(fā)熱量和理論燃燒溫度。煤氣飽和水量對煤氣發(fā)熱量和理論燃燒溫度的影響在飽和水不超過10%(80g/m3)的范圍內(nèi)，水分每增加1%(約8g/m3)，降低約33.5kJ/m3，t理隨之降低約8.5Co機(jī)械水對煤氣發(fā)熱量和理論燃燒溫度的影響由于熱風(fēng)爐靠近煤氣洗滌系統(tǒng)，煤氣夾帶的機(jī)械水尚未沉降，就進(jìn)入熱風(fēng)爐燃燒，在燃燒過程中大量吸熱而降低了理論燃燒溫度。煤氣中每增加1%的機(jī)械水，將相當(dāng)于煤氣發(fā)熱量降低2.3X8=18.45kJ/m3熱量，綜合起來煤氣中每增加1%的機(jī)械水，QDW就降低了51.9kJ/m3(33.5+18.4)熱量，t理隨之降低13C。煤氣中機(jī)械水對理論燃燒溫度的影響，遠(yuǎn)大于飽和水，應(yīng)引起足夠的重視。降低煤氣含水量的措施有：加強(qiáng)煤氣洗滌后的脫水，改善煤氣凈化系統(tǒng)脫水器的能力，如增設(shè)塑料環(huán)、木格子等。在煤氣進(jìn)入熱風(fēng)爐前，增設(shè)脫水裝置。如增設(shè)排水槽、旋流脫水器等。降低洗滌后的煤氣溫度，來降低煤氣飽和水的含量，采取降低洗滌用水溫度和增大洗滌耗水定額等措施。（4）徹底解決高爐煤氣含水量的辦法，實施干法除塵已是普遍技術(shù)。2縮小爐頂溫度與熱風(fēng)溫度的差值2.1增大蓄熱面積熱風(fēng)爐的供熱能力與蓄熱面積有關(guān)，當(dāng)格子磚的重量相同，并采用相同的工作制度時，蓄熱面積越大，供熱能力就越大?，F(xiàn)代熱風(fēng)爐蓄熱面積為每1m3高爐爐容70?90m2，或30?37m2/（m3鼓風(fēng).min），有的甚至更大。由于蓄熱面積的增大減少了風(fēng)溫降落，可以用較低的爐頂溫度，送出較高的風(fēng)溫。2.2提高煙氣溫度提高煙氣溫度，可以增加熱風(fēng)爐的蓄熱量（尤其是中、下部），因此通過增加單位時間燃燒煤氣量來適當(dāng)?shù)奶岣邿煔鉁囟?，可以減少周期風(fēng)溫降落，是提高風(fēng)溫的一種措施。在煙氣溫度為200?400°C的范圍內(nèi)，每提高100°C煙氣溫度，約可提高風(fēng)溫40C。但單純采用這種措施會影響熱風(fēng)爐的熱效率。如果與煙道煙氣余熱回收預(yù)熱助燃空氣和煤氣配合，則熱風(fēng)爐熱效率不會降低，反而可以提高。2.3增加換爐次數(shù)縮短工作周期熱風(fēng)爐的一個工作周期，包括燃燒、送風(fēng)、換爐3個過程自始至終所需的時間。熱風(fēng)爐內(nèi)的溫度隨之有周期性的變化。增加換爐次數(shù)縮短工作周期就是強(qiáng)化熱風(fēng)爐的操作過程，可以提高熱風(fēng)爐的風(fēng)溫水平。增加換爐次數(shù)，縮短送風(fēng)時間，隨之也縮短了燃燒時間。若熱風(fēng)爐的燃燒能力或煤氣量等受限，不能相應(yīng)的提高燃燒強(qiáng)度以彌補(bǔ)燃燒時間縮短引起的熱量減少，則風(fēng)溫水平反而降低。所以在一定的條件下有一個適合的熱風(fēng)爐工作周期。合適的送風(fēng)時間最終取決于熱風(fēng)爐獲得足夠高的風(fēng)溫水平和蓄熱量所必須的燃燒時間。合理的熱風(fēng)爐工作周期、換爐次數(shù)，應(yīng)根據(jù)具體條件、設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)合經(jīng)驗而選定。目前國內(nèi)高爐熱風(fēng)爐的設(shè)備狀況，以每班（8h）換8次爐為好。老的爐子可少換1?2次。自動化程度高，先進(jìn)的熱風(fēng)爐，以40min換一次爐為好。2.4改善熱風(fēng)爐的氣流分布為了強(qiáng)化熱風(fēng)爐蓄熱室內(nèi)格子磚和通過氣流（燃燒期的高溫?zé)煔夂退惋L(fēng)期的冷風(fēng)）的熱交換。在設(shè)計熱風(fēng)爐時，要盡可能的擴(kuò)大通過格子磚孔道的氣流速度，以形成高效紊流傳熱，同時還假設(shè)氣流流過蓄熱室橫截面各格孔內(nèi)的流速大小都是一樣的，即氣流在蓄熱室的截面上分配的均勻程度是理想的，100%的均勻。要廣泛推廣熱風(fēng)爐的冷風(fēng)和煙氣的均勻配氣技術(shù)。還要在下面幾個方面來改善氣流在蓄熱室橫截面上的分布。增加熱風(fēng)爐冷風(fēng)入口的個數(shù)。大型和特大型高爐最好設(shè)均勻布置的2?3個冷風(fēng)入口。即便是中、小高爐設(shè)一個冷風(fēng)入口，也要單獨設(shè)置，并設(shè)在對稱的位置上。冷風(fēng)入口設(shè)計成喇叭口，以減少冷風(fēng)的沖力和慣性。增加爐箅子下的凈空高度。內(nèi)燃式熱風(fēng)爐的拱頂應(yīng)推廣懸鏈線頂和錐形頂來改善煙氣的均勻分布。在新建外燃式熱風(fēng)爐時，要推廣煙氣分布較為均勻的新日鐵式和馬琴式。2.5加強(qiáng)熱風(fēng)爐的絕熱減少散熱損失為了減少熱風(fēng)爐的散熱損失、提高熱效率，現(xiàn)代高爐熱風(fēng)爐的設(shè)計都加強(qiáng)了絕熱措施以滿足1200°C風(fēng)溫的要求：熱風(fēng)爐爐殼的內(nèi)表面噴涂一層陶瓷涂料，一般厚50?60mm來代替過去65mm的硅藻土磚。高溫區(qū)噴涂一層耐酸陶瓷涂料(如MSH-1)中，低溫區(qū)噴涂一層普通陶瓷涂料(如FN-130、FN-140、它能保護(hù)爐殼和減少散熱損失。耐酸陶瓷涂料對高溫晶間應(yīng)力腐蝕還能起到預(yù)防作用。熱風(fēng)爐各部普遍地增加隔熱層的厚度，提高和改善隔熱層材質(zhì)。在拱頂(外燃式包括連接管)隔熱層的厚度由過去230mm，增加到345mm分三層：第一層靠耐火磚層，其材質(zhì)與耐火磚層相同的輕質(zhì)磚，第二層為輕質(zhì)高鋁磚，第三層為輕質(zhì)黏土磚，各層厚均為115mm。其它高溫區(qū)隔熱層的厚度也在230mm以上。中、低溫區(qū)亦采用115mm厚，材質(zhì)同耐火磚層的輕質(zhì)磚。脹縫的填料采用陶瓷纖維(或是陶瓷纖維氈)和渣棉。熱風(fēng)管道的內(nèi)襯由噴涂層、隔熱層和耐火磚層組成。噴涂層采用普通的陶瓷噴涂料，絕熱層由陶瓷纖維氈和輕質(zhì)黏土磚組成，耐火磚層則由高鋁磚和黏土磚組成。冷風(fēng)管道即采用外保溫