基于高爐熱平衡角度分析煉鐵工藝節(jié)能發(fā)展

1、基于高爐熱平衡角度分析煉鐵工藝節(jié)能開展【摘 要】煉鐵在鋼鐵消費中能耗消耗非常大，約占噸鋼能耗的5%，有效的降低煉鐵系統(tǒng)的能源消耗，是進步經(jīng)濟效益與市場競爭力的關鍵。通過高爐熱平衡分析可以定量的看出冶煉形成中熱能的分配取向，進而分析和判斷高爐節(jié)能的方向。本文首先介紹了高爐熱平衡分析的應用原理，然后對高爐節(jié)能現(xiàn)狀進展了分析，總結(jié)了其節(jié)能措施，并在此根底上對進一步實現(xiàn)煉鐵工藝節(jié)能開展的方向進展了討論?！娟P鍵詞】高爐；熱平衡；冶煉；節(jié)能高爐冶煉屬于氣、液、固逆流的高溫反響過程，期間發(fā)生的化學反響和物力變化均是在熱量和溫度的作用下完成的。煉鐵在鋼鐵消費中能耗消耗非常大，約占噸鋼能耗的5%，如何有效的降低

2、煉鐵系統(tǒng)的能源消耗，是進步企業(yè)經(jīng)濟效益與市場競爭力關鍵之處。高爐熱平衡分析可以對高爐冶煉中熱能的消耗分配去向進展定量的分析，有利于分析煉鐵工藝節(jié)能開展的方向。1 高爐熱平衡原理熱平衡是根據(jù)能量守恒定律，將物料平衡作為根底來計算的?，F(xiàn)代高爐熱平衡分析和計算主要是針對高爐內(nèi)不同體系能量收入與去向所進展的，包括三種熱平衡分析方式。首先為第一總熱平衡分析，根據(jù)蓋斯定律，將進入爐內(nèi)物料的最初形態(tài)與出爐的最終形態(tài)為根底，對入爐與出爐所帶出熱量進展計算，并計算燃料實際額燃燒所產(chǎn)生的熱量。其次為第二總熱平衡分析，根據(jù)高爐內(nèi)實際的氧化復原反響，對產(chǎn)生與消耗的熱量進展計算，進而獲得高爐實際冶煉熱效應。其與第一總熱

3、平衡分析的區(qū)別就在于燃燒放熱、氧化無的分解、復原與脫硫耗熱。另外一種熱平衡分析為區(qū)域熱平衡分析，是以高爐內(nèi)分段反響為根底，評價原燃料的質(zhì)量，并判斷爐體狀況，進而為改進與維護爐體提供參考。2 高爐熱平衡分析的應用在煉鐵的大量消費理論中，根據(jù)第一總熱平衡分析，即蓋斯定律，在忽略高爐內(nèi)部詳細反映過程的情況下，僅對物料進入高爐的狀態(tài)進展考慮，并將其作為反響的起點，而產(chǎn)出狀態(tài)為終點，進展高爐熱平衡分析。在整個反響過程中，熱收入項主要有煉鐵工藝的直接復原發(fā)熱、風口前碳素燃燒熱量釋放、煉鐵中間接復原熱量、熱風攜帶的熱量以及爐料帶入熱量與成渣熱。而熱量支出項那么包括了氧化分解、脫硫、熔劑分解、鐵水、爐渣、爐頂

4、煤氣與冷卻水帶走的熱量等。經(jīng)對應熱平衡檢驗發(fā)現(xiàn)，在煉鐵工藝中高爐節(jié)能的關鍵在于減少有效熱能的支出，并對無效熱能進展充分的利用，即降低一次能源的消耗對工序進展簡化，改進設備，采用新技術，完善工藝流程；同時增強對二次能源的回收利用。3 基于高爐熱平衡角度分析煉鐵工藝節(jié)能開展方向3.1 增加高爐內(nèi)部爐料外表積通過爐料總面積的增加，可以增加氣-固之間的接觸面積，從而到達進步熱交換律的目的，并降低爐頂煤氣的溫度。爐料總面積是投入爐內(nèi)所有的外表積之和，根據(jù)顆粒外表積公式計算，高爐料外表積受顆粒直徑的直接影響，即當高爐料一定時，顆粒平均直徑越小，那么爐料外表積增加。而當爐料總量增加時，盡管顆粒增多增加了總外

5、表積，但原料的粒度遠小于燃料粒度，因此在一樣的高爐條件下，所以在同樣的爐容條件下，通過控制料線來進步入爐料量是一個有效的措施，增加高爐工作容積、入爐原料量也可以進步高爐的礦焦比。3.2 進步爐料的熱傳導性能高爐內(nèi)爐料導熱性能較好時有利于改善爐內(nèi)煤氣的熱傳導性能，同時可以進步爐內(nèi)的熱交換量，減少帶走的熱量與熱損失。為此，可采用進步礦石的復原性、增加預復原料的用量等方式來到達改善爐料導熱性能得到目的，進而實現(xiàn)熱交換量的增加，降低爐頂溫度。由于爐墻的導熱系數(shù)越低，高爐與外界熱量交換越少，因此要保證高爐渣皮與爐墻熱面的隔熱性能與穩(wěn)定性。3.3 實現(xiàn)爐內(nèi)煤氣流速與分布的優(yōu)化煤氣內(nèi)部的流速與分步直接影響著

6、煤氣內(nèi)部向爐內(nèi)熱量的傳遞，當煤氣量越大，爐內(nèi)的煤氣流速也就會增加，而相應的熱交換量、爐料的吸熱才能也隨之增加。但是此時爐頂?shù)臏囟茸兓蚕鄳脑黾樱M而造成更多的熱量損失。因此，煤氣含量與流速間存在一個最正確值，采用高壓或者超高壓的方式來進步爐內(nèi)礦焦比，進而提升高爐的熱交換效率，減少煤氣帶走的熱量損失。針對高爐爐墻處因煤氣量減少造成的流速降低，為防止爐內(nèi)熱交換量、熱負荷量的減少，可采用分裝多環(huán)布料來進步邊沿的礦焦比，進而減少煤氣量，并到達降低流速的目的，進步爐料與煤氣的接觸時間。3.4 采用富氧噴煤技術3.5 荒煤氣管道外保溫3.6 充分回收高爐渣熱量高爐渣損失的熱量是非常大的，目前進展高爐渣回

7、收的有效方式主要包括了兩種，一是沖渣水余熱回收，二是高爐渣顯熱回收。采用沖渣水余熱回收技術是比較成熟的一種高爐渣回收技術，可以用于供暖與加熱飲水水源。其中渣水余熱采暖技術，就具有較好的應用效果，同時可對高爐渣進展干式?；幚?，主要方式包括兩種，即普通式與流化床式。3.7 對高爐煤氣、熱風爐余熱余壓進展回收高爐熱風爐在換爐時均將熱風爐內(nèi)高壓和高溫氣體排放到煙道，然后經(jīng)大煙囪排空，這不僅在排放的過程中產(chǎn)生噪音，同時也造成了高溫、高壓氣體的浪費。為此，可采用相應的熱風爐余熱余壓回收技術。而對高爐煤氣余熱利用主要是轉(zhuǎn)成富熱煤氣，或者利用煤氣中的CO制成草酸、炭黑的化工產(chǎn)品；對爐頂一次、二次均壓放散的煤氣進展回收等。此外可采用TRT工藝利用爐頂高壓余壓進展發(fā)電。4 完畢語本文從增加高爐內(nèi)部爐料外表積、進步爐料的熱傳導性能、實現(xiàn)爐內(nèi)煤氣流速與分布的優(yōu)化、采用富氧噴煤技術、荒煤氣管道外保溫、充分回收高爐渣熱量，以及對熱風爐余熱余壓進展回收七個方面對煉鐵工藝節(jié)能開展的方向進展了討論。經(jīng)高爐熱平衡分析發(fā)現(xiàn)，在實現(xiàn)煉鐵工藝節(jié)能中，其主要方向為減少一次能源的消耗和加強二次能源的回收與利用，即在減少能源消耗的同時實現(xiàn)余熱、余壓的回收利用，進而進步冶煉企業(yè)的經(jīng)濟效益。參考文獻：2劉