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首鋼通鋼3號(hào)高爐高風(fēng)溫?zé)犸L(fēng)爐應(yīng)用實(shí)踐

時(shí)間:2021-01-14 08:24來源:第十二屆全國煉鐵系統(tǒng)高 作者:zgltw 點(diǎn)擊:
劉 暢 王合英 于海新 (首鋼通鋼煉鐵事業(yè)部) 摘 要 首鋼通鋼3號(hào)高爐配置三座高效旋流擴(kuò)散式頂燃式高風(fēng)溫?zé)犸L(fēng)爐,并配置兩座預(yù)熱爐和一座混風(fēng)爐,開爐以后通過不斷的優(yōu)化操作以及加
  • 劉  暢  王合英  于海新

    (首鋼通鋼煉鐵事業(yè)部)


    摘  要  首鋼通鋼3號(hào)高爐配置三座高效旋流擴(kuò)散式頂燃式高風(fēng)溫?zé)犸L(fēng)爐,并配置兩座預(yù)熱爐和一座混風(fēng)爐,開爐以后通過不斷的優(yōu)化操作以及加強(qiáng)設(shè)備點(diǎn)檢等措施,實(shí)現(xiàn)了年平均風(fēng)溫1255℃。

    關(guān)鍵詞  熱風(fēng)爐  高風(fēng)溫  高爐 


    1  概述

    2014年7月12日首鋼通鋼煉鐵事業(yè)部3號(hào)高爐順利開爐投產(chǎn),開創(chuàng)了通鋼公司波瀾壯闊、蓬勃發(fā)展的新樂章。高爐有效容積2680m3,設(shè)計(jì)產(chǎn)能220萬噸/年,是目前全通鋼在產(chǎn)能容積最大、工藝設(shè)備最先進(jìn)的高爐。3號(hào)高爐配置三座高效旋流擴(kuò)散式頂燃式高風(fēng)溫?zé)犸L(fēng)爐,設(shè)計(jì)風(fēng)溫1280℃,三座頂燃式熱風(fēng)爐采用一列式布置,熱風(fēng)爐中心距為13.0m,預(yù)熱爐及混風(fēng)爐等也與熱風(fēng)爐一列式布置。熱風(fēng)爐的一側(cè)為鋼結(jié)構(gòu)框架,框架內(nèi)布置煙道、煤氣管道、助燃空氣管道、熱風(fēng)管道、冷風(fēng)管道及相關(guān)閥門。燃料采用低熱值的干法高爐煤氣。配置低溫?zé)峁軗Q熱器對(duì)煤氣進(jìn)行低溫預(yù)熱,配置兩座預(yù)熱爐對(duì)助燃空氣進(jìn)行高溫預(yù)熱,熱風(fēng)爐采用新型19孔格子磚,利用上述工藝配置,確保熱風(fēng)爐單燒高爐煤氣可為高爐提供1280℃高溫?zé)犸L(fēng)爐。熱風(fēng)爐以及預(yù)熱爐的設(shè)計(jì)參數(shù)如下表1和表2。

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    2  高效旋流擴(kuò)散式頂燃式熱風(fēng)爐結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

    2.1  頂燃式熱風(fēng)爐的優(yōu)點(diǎn)

    高效旋流擴(kuò)散式頂燃式高風(fēng)溫?zé)犸L(fēng)爐由蓄熱室、拱頂、預(yù)燃室組成,高效旋流擴(kuò)散式燃燒器位于熱風(fēng)爐拱頂之上。

    高效旋流擴(kuò)散式陶瓷燃燒器,其主要特點(diǎn)如下:

    ①高爐煤氣和助燃空氣在燃燒器內(nèi)旋轉(zhuǎn),混和充分,燃燒產(chǎn)物中CO和O2很低,運(yùn)行時(shí)熱風(fēng)爐煙氣中CO含量僅約20ppm;

    ②燃燒后的高溫?zé)煔夥植己?,能夠提高格子磚的利用率;

    ③預(yù)混室溫度低;

    ④工作范圍寬,在介質(zhì)流量20-130%的范圍內(nèi),均能穩(wěn)定燃燒;

    ⑤空氣煤氣混合均勻,可有效降低助燃空氣過剩系數(shù),節(jié)約燃料;

    ⑥燃燒結(jié)構(gòu)簡單穩(wěn)定,能夠適應(yīng)各種溫度的燃燒介質(zhì);

    ⑦壽命很長,在服役時(shí)間內(nèi),不需要單獨(dú)對(duì)燃燒器進(jìn)行修理和維護(hù)。

    拱頂和預(yù)燃室采用分別支撐于爐殼上的獨(dú)立支撐結(jié)構(gòu),這種形式的熱風(fēng)爐,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。拱頂全部采用硅磚,能承受更高的拱頂溫度。

    2.2  熱風(fēng)爐的耐火材料及砌筑特點(diǎn)

    根據(jù)熱風(fēng)爐各部位的工作溫度、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和化學(xué)侵蝕的特點(diǎn),分別選用了不同性能的耐火材料。熱風(fēng)爐拱頂與大墻砌體分開,形成各自獨(dú)立的結(jié)構(gòu),爐墻可獨(dú)立脹縮。每座熱風(fēng)爐上部設(shè)1個(gè)大功率陶瓷燃燒器。蓄熱室采用37孔蜂窩格子磚,分四段砌筑,上段為硅質(zhì)磚,中段為低蠕變高鋁質(zhì)磚和低蠕變粘土磚,下段為粘土磚。格子磚為凹凸形狀,使蓄熱室內(nèi)格子磚的位置相對(duì)穩(wěn)定。

    采用37孔高效格子磚,格孔直徑為φ25mm,與φ30mm格子磚相比,在相同的格子磚重量條件下,換熱面積增加12.5%,相同體積條件下?lián)Q熱面積增加15.2%,提高了換熱效果。

    3  預(yù)熱爐以及熱風(fēng)爐余熱回收技術(shù)的應(yīng)用

    3.1  預(yù)熱爐技術(shù)應(yīng)用

    在通鋼3號(hào)高爐首次引用預(yù)熱爐設(shè)計(jì),預(yù)熱爐技術(shù)早已在其他鋼廠得到了成功的應(yīng)用。并且用來提高風(fēng)溫取得了不錯(cuò)的效果,3號(hào)高爐配備的熱風(fēng)爐為了能夠給高爐提供高達(dá)1200℃的風(fēng)溫,熱風(fēng)爐的設(shè)計(jì)就引用了預(yù)熱爐技術(shù)。預(yù)熱爐說白了其實(shí)就是縮小版的熱風(fēng)爐,但是其設(shè)計(jì)有別于熱風(fēng)爐,主要區(qū)別是在耐火材料上,預(yù)熱爐采用格孔直徑φ20mm的37孔高效格子磚,這種小孔格子磚既能滿足蓄熱要求的同時(shí)也有效控制了預(yù)熱爐的投資。

    3.2  熱風(fēng)爐余熱回收技術(shù)應(yīng)用

    熱風(fēng)爐燃燒以后產(chǎn)生的高溫廢氣,經(jīng)過煙囪可以直接排入大氣中。這樣就會(huì)白白的浪費(fèi)資源。3號(hào)高爐配備的熱風(fēng)爐采用了煙道廢氣余熱回收技術(shù),在煙道的主管道上(距離煙囪大約10米左右的距離處)安裝了一個(gè)整體式熱管換熱器系統(tǒng),用來預(yù)熱熱風(fēng)爐和預(yù)熱爐燃燒所需要的高爐煤氣,這樣可以使高爐煤氣預(yù)熱到約170~200℃。煤氣換熱器的工藝參數(shù)見下表3。

    為了保證設(shè)備更換,檢修時(shí)熱風(fēng)爐正常工作,以及能夠?qū)煔膺M(jìn)行調(diào)節(jié),在各換熱器前設(shè)有切換閥門及旁通管路。

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    4  實(shí)踐應(yīng)用情況

    4.1  熱風(fēng)爐實(shí)際風(fēng)溫介紹

    3號(hào)高爐配備的熱風(fēng)爐采用3座頂燃式熱風(fēng)爐、2座頂燃式預(yù)熱爐和一座混風(fēng)爐以及煤氣換熱器等設(shè)備,熱風(fēng)爐的送風(fēng)制度采用“兩燒一送”和預(yù)熱爐的“一燒一送”?;祜L(fēng)爐顧名思義就是混合冷風(fēng)和熱風(fēng),預(yù)熱爐燃燒送出的熱風(fēng)高達(dá)1000℃左右,這部分熱風(fēng)是為熱風(fēng)爐提供的助燃空氣,熱風(fēng)爐的助燃空氣無需這么高的溫度,這樣混風(fēng)爐就發(fā)揮了其作用,我們的助燃風(fēng)機(jī)通過混風(fēng)爐,把預(yù)熱爐提供的熱風(fēng)和助燃風(fēng)機(jī)提供的冷風(fēng)進(jìn)行混合,使得助燃空氣溫度達(dá)到600℃左右即可。煤氣經(jīng)過煤氣換熱器在高溫?zé)煔獾淖饔孟碌玫筋A(yù)熱,溫度可以達(dá)到將近200℃左右,這樣熱風(fēng)爐燃燒所需的煤氣和助燃空氣在得到雙預(yù)熱的前提下,在熱風(fēng)爐內(nèi)燃燒更能使得煤氣的熱值得到釋放,這樣就能為高爐提供持續(xù)穩(wěn)定安全的高風(fēng)溫。熱風(fēng)爐設(shè)計(jì)的最高風(fēng)溫是1280℃,3號(hào)高爐開爐以后,高爐的生產(chǎn)逐步走上正軌以后,在半年的時(shí)間里熱風(fēng)爐的風(fēng)溫一直停留在1220℃,與設(shè)計(jì)值還存在60℃的差距。為此領(lǐng)導(dǎo)及技術(shù)人員經(jīng)過開會(huì)研究決定通過一定的措施進(jìn)一步提高風(fēng)溫。

    4.2  熱風(fēng)爐提高風(fēng)溫的措施

    3號(hào)高爐由于種種原因在筑爐完成以后沒有馬上進(jìn)行投產(chǎn)使用而是擱置了兩年多的時(shí)間,熱風(fēng)爐也同樣擱置了兩年多的時(shí)間,在東北這樣高喊的地區(qū),熱風(fēng)爐在砌筑完成以后,烘爐完成的比較好的前提下越冬問題不是太嚴(yán)重,但是擱置的時(shí)間過長對(duì)熱風(fēng)爐的砌筑質(zhì)量也是一個(gè)考驗(yàn)。在3號(hào)高爐開爐以后,熱風(fēng)爐半年的時(shí)間內(nèi)風(fēng)溫一直停留在1220℃,也是基于這一個(gè)原因。在熱風(fēng)爐工作了這么長時(shí)間,沒有出現(xiàn)任何問題,經(jīng)過研究決定進(jìn)一步提高風(fēng)溫。

    首先,調(diào)整送風(fēng)周期,原來送風(fēng)爐的送風(fēng)時(shí)間在70分鐘左右,燃燒爐的燃燒時(shí)間在130分鐘左右,換爐時(shí)間10-15分鐘。為了提高風(fēng)溫我們縮短送風(fēng)時(shí)間,讓送風(fēng)爐的送風(fēng)時(shí)間控制在60分鐘,采用快速燒爐的方法,使得燃燒爐的燃燒時(shí)間縮短到110分鐘左右,換爐時(shí)間不變。這樣我們逐步的提高風(fēng)溫。

    其次,風(fēng)溫提高以后,我們?yōu)榱吮苊獍l(fā)生燒穿事故的發(fā)生,我們詳細(xì)的制定了設(shè)備點(diǎn)檢方案。設(shè)備保障是熱風(fēng)爐提供高風(fēng)溫的關(guān)鍵。嚴(yán)格的執(zhí)行設(shè)備點(diǎn)檢制度,同時(shí)遵照定期定修制度。我們的熱風(fēng)爐沒有實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng),這樣就給加大了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,也就需要工人加強(qiáng)點(diǎn)檢,我們制訂了班組點(diǎn)檢制度以及大班點(diǎn)檢雙制度。要求每個(gè)小班必須對(duì)砌筑的薄弱環(huán)節(jié)(如三岔口)等地方進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測,進(jìn)行每班3次的測溫要求。另外大班長要對(duì)全部的熱風(fēng)爐烯烴進(jìn)行檢查和監(jiān)測,確保熱風(fēng)爐系統(tǒng)的安全。

    最后,通過以上的種種措施的實(shí)施以后,風(fēng)溫在經(jīng)過了將近3個(gè)月的提升期,逐步的由1220℃,分三步的提高到現(xiàn)在的1255℃。并且風(fēng)溫提高以后,一直穩(wěn)定在1255℃。實(shí)際風(fēng)溫情況見表4。

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    5  結(jié)語

    隨著高爐煉鐵技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展,熱風(fēng)爐技術(shù)也在不斷的進(jìn)步,現(xiàn)在的熱風(fēng)爐使用壽命已經(jīng)高達(dá)25年之久,高風(fēng)溫也是現(xiàn)在熱風(fēng)爐追求的目標(biāo),我們的風(fēng)溫在長年達(dá)到1255℃的水平,在全國范圍內(nèi)也可以說是處于領(lǐng)先的范圍,但是與世界上的先進(jìn)國家還是存在著一定的差距。

    高風(fēng)溫的出現(xiàn),為高爐的長壽、優(yōu)質(zhì)、低耗提供了有利條件。熱風(fēng)爐技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,是人類文明和科學(xué)發(fā)展表現(xiàn),需要我們共同的努力。


    (責(zé)任編輯:zgltw)
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