三座热风炉操作制度改用一烧两送热并联,开辟高炉节能减排新途径.ppt

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1、三座热风炉操作制度改用一烧两送热并联开辟高炉节能减排新途径,冯燕波,中冶京诚工程技术有限公司,主要内容,主要内容,1 目前我国高炉热风炉现状,据不完全统计，2010年全国重点钢铁企业共有1000m3级以上高炉206座。其中，3000 m3以上高炉33座，20003000 m3高炉57座，10002000 m3高炉116座。在206座高炉中，大多数配三座热风炉，并且都采用两烧一送操作制度，年平均风温难得见到1250。,1 目前我国高炉热风炉现状,国内高炉接受风温的形式：,接受稳定的风温,主流方式,热风炉送风时不兑冷风（风温用尽）,多用在1000m3以下的高炉上,热风炉在送风过程中，风温都会随着炉

2、内格子砖储热量的减少而逐渐降低（从送风初温到送风末温），这时候需要不断兑入冷风，冷风量由最大值逐渐降低到零，高炉接受的是相对恒定送风末温。,在一个送风周期内，高炉开始接受送风初温，最后接受送风末温。两烧一送时，高炉接受的是温差约5070的不稳定风温。,本文以下讨论到风温时均以主流方式为基点！,2 热风炉座数和操作制度的变迁,日本,19571961年，日本投产的8座高炉（容积326-1791m3）都采用两座热风炉，一烧一送操作1。以后随着炉容的扩大和风温的提高，发展成四座热风炉，并采用两烧两送冷并联（仍需兑入冷风）操作制度。目前，日本的运行高炉基本上都是四座热风炉。,韩国浦项、光阳，俄罗斯新建高

3、炉多采用四座热风炉。,西欧国家高炉采用三座热风炉较多。,2 热风炉座数和操作制度的变迁,中国,自从宝钢NO1高炉引进日本技术后的一段时期，设计建造四座热风炉较多。最近一段时期，3000m3级以下高炉大都建三座热风炉，采用“两烧一送”的工作制度。,3 三座热风炉采用两烧一送操作制度存在的问题,理论上,一座热风炉格子砖的一次加热量和放热量是完全相等的，一次加热时间和放热时间也应该大致相等。,问题,要保持向高炉连续送风，换炉时间要放入燃烧周期内，也就是：,燃烧时间+换炉时间=送风时间,3 三座热风炉采用两烧一送操作制度存在的问题,解决方法,四座热风炉优缺点在此不再赘述,存在弊端,3 三座热风炉采用两

4、烧一送操作制度存在的问题,热风炉格子砖的蓄热量十分巨大，但是利用率极低，两烧一送时蓄热量利用率只有12%左右。以国内热风炉送风时间50min计，每天换炉排放28.8次（见图1、表3）。如果能把换炉次数减少一半，换炉排放的能量就能减少一半，把送风时间延长一倍，格子砖蓄热利用率就能提高到16.5%。采用两烧一送操作制度，在同样相关条件下，只能靠缩短送风时间来提高风温（国外设计送风时间3045min），不可能在满足高风温的条件下，延长送风时间，从而做到节省能源。,不可能靠延长送风时间达到进一步节能减排的目的。,3 三座热风炉采用两烧一送操作制度存在的问题,三座热风炉采用“两烧一送”工作制度时，烧炉时

5、间远远大于送风时间。烧炉时，可以采用慢烧的方式，提高中下部格子砖的蓄热量。但是，延长烧炉时间不是提高中下部格子砖的蓄热量的唯一手段，还可以采取其他措施。例如：提高废气温度、适当增加砖重等等。事实上，三座热风炉采用“两烧一送”的工作制度，即便采用慢烧的方式，烧炉时间也是绰绰有余的。尤其是我国高炉平均容积偏小，换炉时间不是太长，多数高炉风温只能用到1200左右，为了增加燃烧时间建第三座热风炉发挥不了它应有的作用。,所分配的燃烧时间存在浪费。,也许有些容积较小、风温较低的高炉采用两烧一送操作制度，它的第三座热风炉实际上变成了参与运行的备用炉。,3 三座热风炉采用两烧一送操作制度存在的问题,格子砖改用

6、小孔高效格子砖后，仍然采用较长的燃烧时间，发挥不了格子砖加热面积大的优点。,传热公式：Q=ft 式中：Q：换热量 Kcal：换热系数 Kcal/min f：格子砖的换热面积 t：气流与格子砖的温差：换热时间 min,3 三座热风炉采用两烧一送操作制度存在的问题,当使用常规43七孔砖时，由于受格子砖加热面积所限，格子砖单位时间吸收的热量较少，采用两烧一送操作制度时较长的烧炉时间是合适的。当采用加热面积较大的小孔格子砖时，由于格子砖加热面积增大（30小孔高效格子砖的单位重量加热面积比常规43七孔砖多19），格子砖单位时间吸收的热量较多，可以用较短的时间蓄积相同的热量。因此，采用两烧一送的操作制度完

7、全体现不出小孔格子砖燃烧时间可以缩短的优点。,3 三座热风炉采用两烧一送操作制度存在的问题,两烧一送是单炉送风，无法使用交错并联送风方式，特别是不兑冷风的热并联技术。,采用“一烧两送”行不行呢？,4 三座热风炉采用一烧两送操作制度的可行性,一烧一送一预热与一烧两送非常相似。在自身预热工艺中，送风炉的前半段时间向高炉送100热风，后半段时间用于预热助燃空气，输出热量合计110热风热量，燃烧时间50min，送风时间120min，分配的烧/送时间比为0.417。,从济铁、邯钢高炉使用过的三座热风炉一烧一送一预热“自身预热系统中得到的启示。”。,一烧两送操作制度设定的燃烧时间86min，输出100热风

8、热量，送风时间200min，分配的烧/送时间比为0.43。,1,4 三座热风炉采用一烧两送操作制度的可行性,图1.不同操作制度烧送时间对比,4 三座热风炉采用一烧两送操作制度的可行性,从武钢NO5高炉（3400m3）两烧两送（等于两套一烧一送）热并联试验结果中得到的启示。,表1 武钢NO5高炉热风炉热并联试验的设计条件和试验数据,武钢热并联试验得到的数据：单炉送风初温1330，送风时间240min，送风末温1090，不兑冷风热并联后得到了12105稳定送风温度。,4 三座热风炉采用一烧两送操作制度的可行性,表2 单座热风炉在不同操作制度时的风温降,由此表可以推算出不同操作制度下的送风温度。,表

9、中所列武钢试验数据中，送风初温1330，送风时间240min，送风末温1090是实测数据，并根据实测045min与45100min输出热量相等的结果推出分段时间的风温降。三座热风炉两烧一送和一烧两送的温降数据是根据格子砖总重和送风初温相等条件下进行的推算。,4 三座热风炉采用一烧两送操作制度的可行性,单炉送风时间200min，,送风时间50min，送出风温=送风末温=1247。,，,。,以上比较条件为相同的送风初温，相同的砖重系数。（一烧两送热并联的换炉次数减少一半）。,4 三座热风炉采用一烧两送操作制度的可行性,表3 采用不同操作制度时的送风温度和换炉次数,4 三座热风炉采用一烧两送操作制度

10、的可行性,改成一烧两送热并联操作制度最容易让人担心的问题是燃烧时间够不够用？,燃烧时间够不够用，不能只与两烧一送时过剩分配的烧/送时间比做对比；而是要看一座热风炉在烧、送相同热量时实际需要的烧/送时间比，见表3。两烧一送的烧/送时间比为1.72，包括了浪费在内的燃烧时间。一烧两送热并联的烧/送时间比为0.43，是因为两座热风炉各送50%的热风，以及采用热并联工艺送风时间延长一倍后，送风温度仍不低于两烧一送。,燃烧时间浪费,4 三座热风炉采用一烧两送操作制度的可行性,三座热风炉采用“一烧两送”的操作制度，应采用快速烧炉的方法（雷同于四座热风炉采用“两烧两送“）。,5 一烧两送热并联操作制度的功能

11、和效果,1、用于只能使用原有风温的高炉，可以在保持原有风温的前提下，减少一半换炉排放次数，开辟高炉节能减排新途径。2、在保持原来拱顶烟气温度的条件下，提高风温，同时节能减排。3、对原来就不兑冷风（风温用尽）的高炉，可以从原来接受温差5070高低不稳定风温改变为接受温差5的稳定风温。有条件时还可以提高风温，节能减排。,用于已有热风炉的改造。,5 一烧两送热并联操作制度的功能和效果,1、用于能够接受高风温的高炉，可以充分发挥热并联提高风温、节能减排的功能。2、对于风温受到限制的高炉，可以把一烧两送热并联的功能效果转化为减少格子砖用量，节省投资，同时节能减排。,用于新设计热风炉。,6 改造方法,将原有三个冷风阀换成数字式高精度冷风流量调节阀，增加一套带有“智能自完善热风炉数模”的自动控制系统。原有自动控制系统可以留作备用。,期待与感兴趣的专家进行探讨！,谢谢大家！,