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蓄热式燃烧技术在环形炉上的应用情况点击：1819 日期：[ 2014-04-26 21:39:43 ] |
| 蓄热式燃烧技术在环形炉上的应用情况 刘东国 朱红安 (湖北新冶钢有限公司,湖北黄石435001) 摘 要:简述了自身蓄热式高温空气燃烧技术的原理及特点,介绍了自身蓄热式高温空气燃烧技术在170机组Φ21m环形炉上的改造应用情况,证明自身蓄热式燃烧技术在环形炉上具有推广应用价值。 关键词:自身蓄热;高温空气燃烧技术;环形炉;应用 中图分类号:TG307 文献标识码:B 文章编号:1001-6988(2007)03-0047-02 公司170机组Φ21 m×4.2 m环形加热炉使用的是发生炉煤气(热值5 700 kJ/m3),在生产Φ190×3 600 mm、Φ215×3 600 mm管坯时,加热能力不足,待温时间长。平均月待温时间近100 h,平均产量为30 t/h,最大产量为35 t/h,成为制约生产提高的瓶颈。为了减少待温时间,提高产量,降低能耗,对环形炉进行了蓄热式技术改造。 蓄热式燃烧技术对高炉煤气的利用贡献最大,但在环形炉上的应用实属罕见,主要是环形炉供热负荷的不对称性。笔者经过多次咨询考察,确定在炉长不变的情况下选用自身蓄热式燃烧技术,有效地降低了烟道排烟温度,开创了蓄热式燃烧技术在国内大型环形炉上应用的先例。 1·自身蓄热式高温空气燃烧技术原理 将原有的烧嘴改造为自身蓄热式烧嘴,烧嘴靠自身蓄热,利用左右两个蓄热室气体(空气或烟气)轮流变换方向来改变火焰燃烧的方向。煤气不换向,火焰自左侧至右侧,然后由右侧至左侧,形成U型火焰。因火焰换向而使炉温均匀,同时适当提高了炉温,强化了炉内加热,管坯内温度均匀,可提高炉子的产量和管坯质量。采用自身蓄热式烧嘴,60%~70%的烟气从引风机排出,30%~40%烟气从原有管道和烟囱排出,大部分的烟气进入自身蓄热式烧嘴,可将这部分余热的95%回收,将助燃空气加热至900~1 000℃高温,排烟温度在120~150℃之间,可以实现大幅度的节能。另一小部分烟气进入原有烟道,可通过煤气换热器将煤气温度预热到300~350℃,既回收了余热,又稳定了炉膛压力。采用高温低氧燃烧减少了对环境的污染。 2·改造方案 改造方案见图1。 (1)取消原有的12只平焰烧嘴和35只侧焰烧嘴,采用42只(外环24只,内环18只)获国家专利的自身蓄热式烧嘴。该烧嘴可提高煤气空气混合速度,可有效减少烟气短路。空气单蓄热,预热温度达到900~1 000℃,排烟温度120~150℃。采用分散换向,换向阀为获国家专利的旋转式四通换向阀。这种换向阀是角位移阀,其阀杆旋转90°,达到换向的目的。阀体小,动作灵活,寿命长达100万次。蓄热体采用蜂窝体,它具有比表面积大,流通面积大,介质阻力损失小,传热能力大,耐高温,耐热震,寿命长等特点。 (2)取消空气换热器,煤气换热器由热管式换热器改用两行程列管式换热器预热。设计时提高了换热面积,减少了阻损。预热温度达到250~350℃。煤气换热器进口带有磁化装置,具有不易结焦堵塞、清焦方便等特点。 (3)将预热段平顶压下600 mm,有利于冷坯对流预热。 (4)均热区水冷隔墙降低300 mm,并增加一个火封烧嘴,既保证了加热质量,又减少了散热损失。 (5)煤气空气管道进行调整和更新改造,增加了烟气管道及23 m高的钢结构烟囱。 (6)原助燃风机并联备用,新增助燃风机和带不锈钢叶轮壳体的排烟风机,在烟气管各区段最低点设置了排冷凝水阀门,长期疏通排水。 (7)仪表控制、电器控制部分PLC进行了全部更新配置。 3·改造效果 2005年11月改造完成。通过一年多的投产使用,环形炉在生产Φ190×3 600 mm和Φ215×3 600mm管坯时,基本上消除了待温现象,平均钢产量可达到50 t/h,最高产量可达到55 t/h,最高日产量1 131 t,月提高产量2 000 t以上,全年可增产25 127t以上,煤气单耗可下降41 m3/t以上,按1 m3煤气0.215元计算,节约费用0.215×41×245 492=216.4万元,增加毛利25万t×1 000元/t=2 500万元。当年投资,当年创收。 4·值得注意的几个问题 (1)根据热值大小,控制好空煤比,防止煤气过剩,产生二次燃烧。 (2)控制好炉膛压力,防止水封冒火,防止水封刀的腐蚀加快。 (3)控制好排烟温度,排烟温度过高易使换向阀卡死;排烟温度过低,炉膛压力大,烟气管道冷凝水析出,腐蚀加重。 (4)加强对蜂窝体的检查,防止孔眼堵塞,防止蜂窝体安装不密实引起烟气短路,造成烧嘴壳体温度超高。 (5)加强区段烟气管冷凝水的排放。 (6)加强煤气的有害杂质及粉尘的处理,以减少金属管件腐蚀及煤气换热器和蜂窝体堵塞。 5·结论 通过对环形炉进行蓄热式改造,笔者认为采用高温空气燃烧技术是可行的,可大幅度提高加热能力,降低能耗,节能效果显著,减少管坯氧化烧损,提高了产量和加热质量。环形炉的技术改造具有推广应用价值。 参考文献: [1]张先棹,尹丹模.高温低氧燃烧方法应用初探(一)[J].工业炉,200,24(1):13-17. [2]张先棹,尹丹模.高温低氧燃烧方法应用初探(二)[J].工业炉,2002,24(2):9-13. |
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