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熱風(fēng)爐系統(tǒng)介紹及節(jié)能思路07:01:25熱風(fēng)爐系統(tǒng)簡(jiǎn)介1熱風(fēng)爐系統(tǒng)簡(jiǎn)介熱風(fēng)爐是高爐送風(fēng)系統(tǒng)中關(guān)鍵設(shè)備之一,用于將高爐鼓風(fēng)機(jī)送來(lái)的低溫風(fēng)加熱成1200℃或更高的熱風(fēng),以滿(mǎn)足高爐冶煉的高風(fēng)溫要求。熱風(fēng)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(guò)程于一體的熱工設(shè)備,一般有兩個(gè)大的類(lèi)型,即間歇式工作的蓄熱式熱風(fēng)爐和連續(xù)換熱式熱風(fēng)爐。在高溫陶瓷換熱裝置尚不成熟的當(dāng)今,間歇式工作的蓄熱式熱風(fēng)爐仍然是熱風(fēng)爐的主流產(chǎn)品。熱風(fēng)爐在高爐系統(tǒng)中所處位置礦山高爐鑄造生鐵鑄鐵機(jī)鐵水煉鋼生鐵爐渣高爐煤氣水泥廠放散精礦粉礦塊礦球團(tuán)礦燒結(jié)礦焦化廠焦炭制粉車(chē)間煤粉熔劑鼓風(fēng)機(jī)熱風(fēng)爐熱風(fēng)軋鋼廠熱風(fēng)爐在高爐系統(tǒng)中所處位置07:01:25熱風(fēng)爐熱風(fēng)爐外觀輪廓07:01:25熱風(fēng)爐原理07:01:25熱風(fēng)爐被廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)的諸多領(lǐng)域,因工藝要求不同、燃料種類(lèi)不同、熱風(fēng)介質(zhì)不同而派生出不同用途與不同結(jié)構(gòu)的熱風(fēng)爐。為高爐冶煉提供高溫?zé)犸L(fēng)的熱風(fēng)爐是其中一類(lèi)。本質(zhì)上,蓄熱式熱風(fēng)爐是一臺(tái)大型的蓄熱式換熱器。高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)時(shí),蓄熱體吸收高溫?zé)煔鉄崃坎⑿畲嫫饋?lái);冷風(fēng)通過(guò)時(shí),蓄熱體將蓄存的熱量傳遞給冷風(fēng),將冷風(fēng)加熱到高爐所需的風(fēng)溫。幾臺(tái)熱風(fēng)爐交替工作,以保證高爐得到連續(xù)的熱風(fēng)。熱風(fēng)爐原理(以外燃式為例)07:01:25燃燒過(guò)程送風(fēng)過(guò)程熱風(fēng)爐構(gòu)成07:01:25熱風(fēng)爐是一個(gè)為工藝過(guò)程提供熱風(fēng)的完成燃燒過(guò)程與傳熱過(guò)程的熱工裝置,其結(jié)構(gòu)一定應(yīng)該包含為燃料在其中燃燒的燃燒裝置,和氣流在其中進(jìn)行熱量交換的傳熱裝置。對(duì)于為高爐提供熱風(fēng)的蓄熱式熱風(fēng)爐而言,就必須有實(shí)現(xiàn)燃燒過(guò)程的燃燒室與燃燒器,以及堆放能完成傳熱過(guò)程的蓄熱體的蓄熱室;為了組織氣流和實(shí)現(xiàn)氣流過(guò)程的切換,實(shí)現(xiàn)氣流分配的冷風(fēng)室和各種進(jìn)出口與閥門(mén)也是必不可少的。此外,由于高爐所需的熱風(fēng)具有一定的壓力,為此一個(gè)能夠承受壓力的金屬外殼也是必不可少的。因此,熱風(fēng)爐就是一個(gè)在金屬外殼內(nèi)砌筑耐火材料的承壓容器。熱風(fēng)爐構(gòu)成(以外燃式為例)07:01:25燃燒器蓄熱室燃燒室混風(fēng)管道熱風(fēng)管道助燃風(fēng)管道煤氣管道煙道冷風(fēng)管道熱風(fēng)爐分類(lèi)與結(jié)構(gòu)07:01:25高爐熱風(fēng)爐從結(jié)構(gòu)可以分為外燃結(jié)構(gòu)的熱風(fēng)爐和內(nèi)燃結(jié)構(gòu)的熱風(fēng)爐兩個(gè)大類(lèi)。外燃結(jié)構(gòu)熱風(fēng)爐是燃燒室設(shè)置在蓄熱室的外面,而是內(nèi)燃結(jié)構(gòu)熱風(fēng)爐是燃燒室與蓄熱室在一個(gè)結(jié)構(gòu)里面。在內(nèi)燃結(jié)構(gòu)的熱風(fēng)爐中因燃燒室與蓄熱室之間的相對(duì)位置不同而分成頂燃式(燃燒室放置在蓄熱室上部)熱風(fēng)爐和側(cè)燃式(火井燃燒室與蓄熱室并行放置)熱風(fēng)爐。通常我們也將側(cè)燃式熱風(fēng)爐稱(chēng)為一般意義上的內(nèi)燃式熱風(fēng)爐,因而在目前使用的熱風(fēng)爐中主要是外燃式熱風(fēng)爐、內(nèi)燃式熱風(fēng)爐和頂燃式熱風(fēng)爐。熱風(fēng)爐分類(lèi)與結(jié)構(gòu)-內(nèi)燃式07:01:25熱風(fēng)爐分類(lèi)與結(jié)構(gòu)-外燃式07:01:25熱風(fēng)爐分類(lèi)與結(jié)構(gòu)-頂燃式07:01:25頂燃式熱風(fēng)爐1-燃燒器;2-熱風(fēng)出口;3-煙氣出口;4-冷風(fēng)入口a-結(jié)構(gòu)示意圖;b-平面布置圖ab各種結(jié)構(gòu)的熱風(fēng)爐優(yōu)缺點(diǎn)07:01:25結(jié)構(gòu)類(lèi)型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)內(nèi)燃式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單;建設(shè)費(fèi)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(jié)構(gòu)復(fù)雜,易損壞外燃式結(jié)構(gòu)合理;各部位磚襯可以單獨(dú)膨脹和收縮;有利于煤氣燃燒;送風(fēng)溫度較高,可長(zhǎng)時(shí)間保持1300℃結(jié)構(gòu)復(fù)雜;材料用量大;技術(shù)要求較高頂燃式耐火材料工作負(fù)荷均衡;結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng),穩(wěn)定性好;蓄熱室內(nèi)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(fēng)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(kāi)孔多,是薄弱環(huán)節(jié);燃燒器壽命短,不能滿(mǎn)足高爐一代壽命的要求。熱風(fēng)爐工作制度07:01:25熱風(fēng)爐為蓄熱-送風(fēng)周期性工作,為保證高爐供風(fēng)的連續(xù)性,通常設(shè)置若干座熱風(fēng)爐協(xié)同工作。通常一座高爐配置三座或四座熱風(fēng)爐。熱風(fēng)爐群采用兩燒一送、一燒一送、交叉并聯(lián)、半交叉并聯(lián)的工作制度,來(lái)保證熱風(fēng)供給的連續(xù)性。熱風(fēng)爐工作狀態(tài)通常按照以下順序進(jìn)行:
熱風(fēng)爐系統(tǒng)(以外燃式為例)07:01:251-焦?fàn)t煤氣壓力調(diào)節(jié)閥;2-高爐煤氣壓力調(diào)節(jié)閥;3-空氣流量調(diào)節(jié)閥;4-焦?fàn)t煤氣流量調(diào)節(jié)閥;5-高爐煤氣流量調(diào)節(jié)閥;6-空氣燃燒閥;7-焦?fàn)t煤氣閥;8-吹掃閥;9-高爐煤氣閥;10-焦?fàn)t煤氣放散閥;11-高爐煤氣放散閥;12-焦?fàn)t煤氣燃燒閥;13-高爐煤氣燃燒閥;14-熱風(fēng)放散閥;15-熱風(fēng)閥;16-點(diǎn)火裝置;17-燃燒室;18-混合室;19-混風(fēng)閥;20-混風(fēng)流量調(diào)節(jié)閥;21-蓄熱室;22-充風(fēng)閥;23-廢風(fēng)閥;24-冷風(fēng)閥;25-煙道閥;26-冷風(fēng)流量調(diào)節(jié)閥07:01:25熱風(fēng)爐工藝節(jié)能2熱風(fēng)爐節(jié)能策略07:01:25
熱風(fēng)爐是高爐供風(fēng)系統(tǒng)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備。熱風(fēng)爐的工藝節(jié)能,要從整個(gè)高爐系統(tǒng)著眼,從熱風(fēng)爐節(jié)點(diǎn)入手,在保證高爐穩(wěn)定、連續(xù)生產(chǎn)的前提下,降低焦、煤、氣、電的綜合消耗及設(shè)備的檢修維護(hù)費(fèi)用。
熱風(fēng)爐的節(jié)能不單是熱風(fēng)爐這一工藝節(jié)點(diǎn)的節(jié)能,而是全流程、多指標(biāo)的綜合節(jié)能。熱風(fēng)爐工藝節(jié)能核心-提高風(fēng)溫07:01:25高風(fēng)溫是高爐最廉價(jià),利用率最高的能源。生產(chǎn)實(shí)踐表明,每提高100℃風(fēng)溫,可降低焦比4~7%。熱風(fēng)爐拱頂溫度是橫梁熱風(fēng)溫度的一個(gè)重要指標(biāo)。據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐統(tǒng)計(jì),大、中型高爐熱風(fēng)爐拱頂溫度比平均風(fēng)溫高100~200℃,小型高爐熱風(fēng)爐拱頂溫度不平均風(fēng)溫高150~300℃。而實(shí)際拱頂溫度低于理論燃燒溫70~90℃。提高熱風(fēng)溫度的措施有很多,總的可分三大類(lèi):改善燃燒工藝,改良熱工設(shè)備,優(yōu)化工作制度。熱風(fēng)爐工藝節(jié)能-改善燃燒工藝07:01:251、優(yōu)化空氣過(guò)剩系數(shù)
為保證煤氣完全燃燒,一般空氣供給量要在理論需要量的基礎(chǔ)上乘以過(guò)剩系數(shù),形成空氣過(guò)剩的燃燒氛圍。空氣過(guò)剩系數(shù)過(guò)大或過(guò)小,均對(duì)燃燒有不利影響。過(guò)大會(huì)造成煙氣量增大,降低燃燒溫度,過(guò)小會(huì)造成煤氣燃燒不完全,浪費(fèi)燃料并污染環(huán)境。
空氣過(guò)剩系數(shù)的優(yōu)化,除需要有經(jīng)驗(yàn)的操作人員憑經(jīng)驗(yàn)摸索確定、優(yōu)秀的設(shè)備和燃燒空間使空煤氣充分混合燃燒外,更依賴(lài)于完善的儀表檢測(cè)與控制系統(tǒng)。此部分在燃燒控制優(yōu)化中講述。熱風(fēng)爐工藝節(jié)能-改善燃燒工藝07:01:252、提高空煤氣預(yù)熱溫度
理論計(jì)算表明,對(duì)于高爐煤氣,理論燃燒溫度提高量與空煤氣預(yù)熱溫度有如下關(guān)系: ΔT理=0.3*T空預(yù)+0.5*T煤預(yù)
根據(jù)上式,空氣預(yù)熱溫度每提高100℃,理論燃燒溫度可提高33℃,煤氣預(yù)熱溫度每提高100℃,理論燃燒溫度可提高50℃。
提高空煤氣預(yù)熱溫度方法:1)高效廢氣余熱回收;2)設(shè)置高效輔助燃燒爐熱風(fēng)爐工藝節(jié)能-改善燃燒工藝07:01:253、提高煤氣熱值
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720kcal/m3的高爐煤氣理論燃燒溫度1200℃,如果摻混10%的焦?fàn)t煤氣,理論燃燒溫度可提高到1400℃。
因此提高熱風(fēng)爐燃?xì)鉄嶂?,可有效提高熱風(fēng)溫度。熱風(fēng)爐工藝節(jié)能-改善燃燒工藝07:01:254、提高廢氣溫度
提高廢氣溫度可增加熱風(fēng)爐中下部蓄熱量,因此通過(guò)增加單位時(shí)間燃燒煤氣量來(lái)適當(dāng)?shù)奶岣邚U氣溫度,可以減少周期風(fēng)溫降落,是提高風(fēng)溫的一種措施。在廢氣溫度為200~400℃的范圍之內(nèi),每提高100℃廢氣溫度,約可提高風(fēng)溫40℃。但單純采用這種措施會(huì)影響熱風(fēng)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(fēng)爐熱效率不會(huì)降低,反而可以提高。
適當(dāng)?shù)奶岣邚U氣溫度結(jié)合廢氣余熱回收,將成為今后提高風(fēng)溫的重要措施之一。07:01:255、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(jī)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(guò)10%(80g/m3)范圍內(nèi),每增加1%(8g/m3)煤氣發(fā)熱量降低33.5kJ/m3,理論燃燒溫度降低8.5℃;機(jī)械水被帶往熱風(fēng)爐,對(duì)煤氣的影響除和飽和水同樣外,汽化需要吸收煤氣燃燒產(chǎn)生的熱量,導(dǎo)致理論溫度降低。
降低含水的方法:(1)在煤氣上升或拐彎處設(shè)立脫水器,經(jīng)常放水。(2)煤氣管道要有良好保溫。(3)減少高爐爐頂打水作業(yè)。(4)控制入爐焦碳的水分含量。熱風(fēng)爐工藝節(jié)能-改善燃燒工藝07:01:256、富氧燃燒
富氧燃燒是一項(xiàng)經(jīng)過(guò)理論和實(shí)踐證明的、可有效提高燃燒溫度的技術(shù)。除此以外,富氧燃燒還可以降低Nox生成量、降低煙氣可燃?xì)怏w含量,是一項(xiàng)高效環(huán)保的燃燒技術(shù)。
理論計(jì)算表明,將空氣中氧含量由21%提高的25%,高爐煤氣的理論燃燒溫度可提高70℃左右,可以有效的提高熱風(fēng)溫度。熱風(fēng)爐工藝節(jié)能-改良熱工設(shè)備07:01:251、高效熱風(fēng)爐燃燒器
無(wú)相關(guān)合作企業(yè)及信息,略去不談。2、高效格子磚
無(wú)相關(guān)合作企業(yè)及信息,略去不談。
熱風(fēng)爐工藝節(jié)能-優(yōu)化工作制度07:01:25一座高爐通常配置3-4座熱風(fēng)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(fēng)。
對(duì)于配置三座熱風(fēng)爐的高爐供風(fēng)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(shí)上,兩燒一送并不是最優(yōu)的工作制度,理論計(jì)算及實(shí)踐證明,在熱風(fēng)爐燃燒及換熱能力足夠的前提下,一燒兩送或半交叉并聯(lián)能夠提供更高的熱效率,更高的熱風(fēng)溫度。熱風(fēng)爐工藝節(jié)能-優(yōu)化工作制度07:01:25
對(duì)于配置四座熱風(fēng)爐的高爐供風(fēng)系統(tǒng)而言,目前通常采用的工作制度為交叉并聯(lián)或兩燒一送(檢修時(shí))。交叉并聯(lián)又分
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