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热风炉操作规程讲解
热风炉工艺操作规程
1.热风炉系统
1.1旋切顶燃式热风炉特点
高炉热风炉系统配备三座旋切顶燃式高效格子砖热风炉。
旋切式顶燃热风炉是近年开
发的新一代高风温、高效率、长寿命热风炉技术。
与其他类型顶燃式热风炉相比,同等条件
下可提高风温50C以上,热效率提高5%〜10%,预期寿命可达到25年以上。
旋切式顶燃热风炉燃烧器主要由煤气环道、煤气喷口、空气环道、空气喷口、混合室、
喉口等几部分组成。
煤气通过切向喷口喷入燃烧器混合室,并在混合室内圆柱面导向作用下,
形成向下运动的管状旋流。
助燃空气则沿径向喷口喷入燃烧器混合室,向煤气管状旋流的中
心切入,对煤气管状旋流形成有效地切割,与煤气发生强烈混合,混合物瞬间从燃烧器喉口
喷出,进入燃烧室燃烧,这就是旋切式顶燃热风炉燃烧器“旋切”工作原理。
旋切式燃烧
器煤气喷口和空气喷口均为水平布置,空气喷口距离煤气喷口较远而且靠近喉口。
由于煤
气喷口与空气喷口距离较大,保证煤气管状旋流形成,有利于空气穿透。
空气喷口距离喉口
很近,保证了煤气与空气混合的瞬间从喉口喷出,并进入燃烧室燃烧。
旋切式顶燃热风炉燃
烧器只起到组织气流的作用,煤气和空气在燃烧器喉口部位一次完成混合,并瞬间从喉口喷出进入燃烧室燃烧,燃烧器内部并无火焰,这是旋切式顶燃热风炉燃烧器的显著特点,
也是与其他类型顶燃式热风炉燃烧器根本区别。
旋切式燃烧器煤气和空气无预混,混合燃烧
一次完成,避免了预混预燃产生的烟气与未燃煤气和空气掺混而阻碍煤气与空气进一步混合,避免了未燃煤气和空气燃烧条件恶化。
旋切式燃烧器煤气与空气混合充分,保证很小
空气过剩系数下煤气燃烧完全。
旋切式顶燃热风炉使用小孔径高效格子砖,具有良好的热工性能。
热风炉换热面积增加,改善了热风炉热交换条件,可以缩小拱顶温度与热风温度的差值,在相同拱顶温度条
件下,可获得更高的风温。
旋切式顶燃热风炉其差值在100—140C之间,而传统热风炉该
差值约150—200C。
较低拱顶温度还可显著减少NOx生成,更有利于避免发生炉壳晶间
应力腐蚀。
由于三十七孔格子砖活面积增加,同等蓄热室断面积时气体流速略有降低,所以
采用三十七孔格子砖的热风炉阻力损失并不会增加。
旋切式顶燃热风炉采用三段式砌体结构,包括热风炉炉体三段式砌体结构和蓄热室格
子砖三段式砌体结构。
热风炉炉体从上到下依次为燃烧器、燃烧室和蓄热室三段。
三段砌体
采用完全脱开的迷宫式连接,各段砌体可以自由伸缩,避免各段砌体膨胀相瓦影响。
圆周方
向为完全对称结构,不存在外燃热风炉拱顶联络管或内燃热风炉火井大墙等非对称结构,从
根本上消除了由于非对称结构造成不均匀膨胀而引起的破坏。
热风出口位于燃烧室直段部位,热风出口组合砖与燃烧室锥顶拱脚砖分开处理,消除了燃烧室锥顶的薄弱环节。
另外热
风出口与燃烧室砖托距离较小,燃烧室大墙砌体热膨胀上涨量很小,不会对热风出口造成剪
切破坏。
旋切式顶燃热风炉蓄热室格子砖从上到下依次采用低蠕变格子砖、高铝砖和粘土
砖三段式结构。
在蓄热室中间设置一段安全温度更高的高铝砖,可以保证热风炉操作大幅
度波动情况下,始终保持各种材质都在安全工作温度范围内,增加了热风炉的适应能力和安
全性。
热风炉下部采用带有横梁的多种孔型炉算子结构。
随着格子砖格孔直径和孔距减小,
炉算子的强度和通孔率越来越难以保证,为此,专门研制了带横梁的多种孔型炉算子。
主要
由带有多种孔型的炉算子、整体式横梁和支柱组成。
炉算子两条边支撑在横梁上,4个角通过横梁落在支柱上,炉算子受力合理。
炉算子与横梁及横梁与支柱之间有锁扣相互锁定,两
组横梁间有固定螺栓固定,所有炉算子、横梁和支柱通过锁扣和螺栓连接成一个整体,结
构稳定。
这种方式可有效避免独立支撑式炉算子易出现炉算子塌陷和倾斜问题。
通过改进炉
算子的孔型,不但强化了受力结构,保证了通孔率不降低,同等孔径和孔距、同等厚度条件
下,强度比传统梅花孔炉算子提高31%。
通过改善蓄热室上部烟气分布均匀性和炉算子下部冷风分布的均匀性,提高格子砖利
用率,从而提高热风温度。
旋切式顶燃热风炉能够达到较均匀蓄热室上部气流分布效果,其
原因在于燃烧器、燃烧室的结构和布置较合理,燃烧器、燃烧室均为中心对称布置,且中
心线重合。
煤气和助燃空气混合物从燃烧器喉口喷出进入燃烧窜燃烧,产生的高温烟气气流
呈中心对称地分布,避免了内燃式热风炉产生的偏心气流。
另外,通过合理设计,可有效地
控制烟气的旋度,从而达到尽可能小的径向气流分布梯度。
蓄热室下部采用多种孔型炉算
子,并在炉算子下部设置冷风分配装置。
冷风分配装置的形状和位置通过计算机仿真进行
优化,可使冷风在炉算子下部的分布不均匀度小于5%。
旋切式顶燃热风炉针对其热风管道工作特点,专门开发了关节管技术,既可适应较大
径向变形要求,又可保证内部砖衬不会被损坏。
另外还采用热风管道膨胀拉紧装置,解决热
风管道和大拉杆轴向变形引起的砖衬破损问题。
设有热风炉烟道废气余热回收装置:
热管换热器。
可将高炉煤气和助燃空气预热至
160~200C。
燃烧系统采用高炉煤气和助燃空气,采用两台助燃风机集中送风,一用一备。
1.2热风炉设计参数:
项目名称
单位
参数
备注
加热风量
m3/min(标态)
2050
冷风压力
MPa
0.32
设计风温
°C
1200
设备能力
年平均风温
°C
1150
拱顶温度(最高)
C
1350
废气温度
C
250~450
助燃空气预热温度
C
160~200
高炉煤气预热温度
C
160~200
热风炉送风周期
min
45
热风炉燃烧周期
min
80
热风炉换炉周期
min
10
燃料
高炉煤气
热风炉工作制度
(1)两烧一送
(2)半并联交叉送风(3)一烧一送
热风炉操作方式
(1)自动换炉
(2)单炉自动换炉
(3)CRT手动换炉(4)机旁手动操作
热风炉操作和控制系统采用计算机自动燃烧控制、送风温度控制和换炉控制等。
正常时采用二烧一送工作制度。
操作方式有全自动、半自动两种方式,为方便设备检修调整和开、停炉操作,还设有手动操作和事故操作(机旁操作)等方式。
(1)全自动操作:
根据选定的送风制度和时间设定器发出的换炉指令进行自动换炉,即各有关阀门按程序和连锁关系自动转换。
(2)半自动操作:
操作员手动发出换炉指令,热风炉个阀门按规定程序和连锁关系自动完成转换。
(3)手动操作:
操作员按各阀操作的连锁关系发出动作指令,阀门单个动作完成换炉程序。
在此操作过程中,阀门连锁关系保持不变。
(4)事故操作(机旁操作):
在检修调试时将各阀连锁关系解除,操作员在机旁通过操
作开关开关阀门。
1.3热风炉技术性能表:
名称
单位
数量及类型
热风炉座数
座
3
热风炉型式
顶燃式
热风炉炉壳直径
mm
①8360①7490①7256
热风炉总高
m
34.17
蓄热室高度
m
16.92
蓄热室断面积
2
m
30.68
燃烧室断面积
2
m
40.60
格子砖型式
小孔径(①25mm三十七孔格子砖
每座热风炉格子砖量
t
770
粘土格子砖
t
295
高铝格子砖
t
309
低蠕变格子砖
t
166
每座热风炉加热面积
m
29070
每m3高炉有效容积加热面积
2
m
3
136(Vu=640m)
热风温度
°C
~1200
废气温度
°C
250~450
拱顶型式
半圆弧型
燃烧器型式
旋切式
2.热风炉主要阀门规格型式
2.1单座热风炉的阀门规格型式
序号
名称
数量
阀门型式
驱动方式
阀门规格mm
1
热风阀
1
水冷闸阀(LR744R
液压
DN1100
2
冷风阀
1
闸阀(QZ741W)
液压
DN1100
3
冷风均压阀
1
闸阀(Q741X-16)
液压
DN150
4
烟道阀
1
闸阀(QZ741W)
液压
DN1600
5
废气阀
1
闸阀(QZ741Y)
液压
DN300
6
煤气燃烧阀
1
闸阀(QZ741Y)
液压
DN1000
7
煤气切断阀
1
闸阀(QZ741Y)
液压
DN1000
8
煤气调节阀
1
蝶阀(ZAJW-6)
电动
DN800
9
空气切断阀
1
蝶阀(LD748H
电动
DN1000
10
空气调节阀
1
蝶阀(ZAJW-6
电动
DN800
11
煤气支管放散阀
1
球阀(Q741X-6)
液压
DN150
12
氮气吹扫阀
1
球阀(Q741X-12)
液压
DN150
22热风炉公共部分阀门及设备
序号
名称
数量
型式
驱动方式
阀门规格mm
1
混风切断阀
1
水冷闸阀(QZ747Y
液压
DN600
2
混风调节阀
1
蝶阀()
电动
DN600
3
倒流休风阀
1
水冷闸阀(QR744R)
液压
DN900
4
预热空气切断阀,旁通阀
3
蝶阀(QD947PH
电动
DN1200
5
预热煤气切断阀,旁通阀
4
偏心蝶阀(QD947PH
电动
DN1400
6
烟气切断阀,旁通阀
3
蝶阀(LD948H
电动
DN2200
7
冷风放风阀
1
蝶阀(QD949W-1
电动
DN1100
8
煤气主管放散阀
1
球阀(Q941X-6)
电动
DN250
9
煤气总管切断阀
1
盲板阀(QC943X
电动
DN1200
10
助燃风机岀口蝶阀
2
偏心蝶阀(D947PH-1.5)
电动
DN1000
11
助燃风机
2
9-26NO.14右90°
风量:
70682〜82463mi/h
压力:
11.099Kpa
配套电机:
Y450-4
12
热管换热器
1
空气、煤气双预热
助燃空气量:
58000NnVh煤气量:
81000NnVh
烟气量:
128000Nnr/h预热后温度:
160〜200C
烟气入口温度:
200〜450C
3.热风炉操作管理控制标准和参数
序号
项目
数据
单位
1
拱顶温度(最高管理温度)
<1350
°C
2
废气温度
<450
°C
3
常用助燃空气支管流量
m3/min(标态)
4
常用高炉煤气支管流量
m3/min(标态)
5
热风阀进、岀水温差
10
C
6
冷风最大工作压力
320
KPa
7
常用冷风流量
2050
m3/min(标态)
8
高炉煤气主管压力
5〜10
KPa
9
高炉煤气预热温度
160〜200
C
10
助燃空气预热温度
160〜200
C
11
助燃风机能力(台)
m3/min(标态)
12
助燃风机出口压力
KPa
13
换炉时风温波动
<30
C
14
换炉时风压波动
<15
KPa
4.热风炉燃烧操作
4.1热风炉的合理燃烧
热风炉的合理燃烧是指在既定的热风炉条件下应保证:
a.单位时间内燃烧的煤气量适当。
b.煤气燃烧
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