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高炉的热风炉怎么样?
发布日期:2009-12-21

     高炉热风炉是炼铁厂高炉主要配套的设备之一,一般一座高炉配3~4座热风炉,他们的作用是为高炉持续不断的提供1000度以上的高温热风,

     按热风炉内部的蓄热体分球式热风炉(简称球炉)和采用格子砖的热风炉,按燃烧方式可以分为顶燃式,内燃式,外燃式等几种,提高热风炉热风温度是高炉强化冶炼的关键技术。如何提高风温,是业内人士长期研究的方向。常用的办法是混烧高热值煤气,或增加热风炉格子砖的换热面积,或改变格子砖的材质、密度,或改变蓄热体的形状(如蓄热球),以及通过种种方法将煤气和助燃空气预热。

  现代热风炉一般采用高炉煤气加焦炉煤气作燃料。在缺少高发热量煤气的条件下,采用预热助燃空气和煤气的方法,也可提高风温至1200℃以上。
  高风温是现代高炉的重要技术特征。提高风温是增加喷煤量、降低焦比、降低生产成本的主要技术措施。近几年,国内钢铁企业高炉的热风温度逐年升高,2007年重点企业热风温度比上年提高25℃。特别是新建设的一批大高炉(大于2000立方米)热风温度均超过1200℃,达到国际先进水平。如2002年后,首钢技术改造或新建高炉的热风温度均实现高于1200℃的目标。
  热风炉是为高炉加热鼓风的设备,是现代高炉不可缺少的重要组成部分。提高风温可以通过提高煤气热值、优化热风炉及送风管道结构、预热煤气和助燃空气、改善热风炉操作等技术措施来实现。理论研究和生产实践表明,采用优化的热风炉结构、提高热风炉热效率、延长热风炉寿命是提高风温的有效途径。
  高风温有赖热风炉的结构优化:
  20世纪50年代,我国高炉主要采用传统的内燃式热风炉。这种热风炉存在着诸多技术缺陷,且随着风温的提高而暴露得更加明显。为克服传统内燃式热风炉的技术缺陷,20世纪60年代,外燃式热风炉应运而生。该设备将燃烧室与蓄热室分开,显著地提高了风温,延长了热风炉寿命。20世纪70年代,荷兰霍戈文公司(现达涅利公司)对传统的内燃式热风炉进行优化和改进,开发了改造型内燃式热风炉,在欧美等地区得到应用并获得成功。与此同时,我国炼铁工作者开发成功了顶燃式热风炉,并于上世纪70年代末在首钢2号高炉(1327立方米)上成功应用。自上世纪90年代KALUGIN顶燃式热风炉(小拱顶)投入运行,迄今为止在世界上已有80多座KALUGIN(卡鲁金)顶燃式热风炉投入使用。
  截至目前,顶燃式热风炉由于具有结构稳定性好、气流分布均匀、布置紧凑、占地面积小、投资省、热效率高、寿命长等优势,已在国内几十座高炉上应用。首钢第5代顶燃式热风炉自投产以来,已正常工作22年3个月,曾取得月平均风温≥1200℃的业绩。生产实践证实,顶燃式热风炉是一种长寿型的热风炉,完全可以满足两代高炉炉龄寿命的要求。然而,由于国内有的企业高炉煤气含水量高、煤气质量差,致使顶燃式热风炉燃烧口出现过早破损;而且采用的大功率短焰燃烧器在适应助燃空气高温预热(助燃空气预热温度≥600℃)方面还存在一些技术难题。因此,国内钢铁企业进行了技术改造,Corus(康力斯)高风温内燃式热风炉也因此得到应用。
  合理的热风炉配置保持高炉稳定
  根据实践,现代大型高炉配置3~4座热风炉比较合理。大型高炉如果配置4座热风炉,可以实现交错并联送风,能提高风温20℃~40℃,在炉役的中后期,还可以在1座热风炉检修的情况下,采用另外3座热风炉工作,使高炉生产不会出现过大的波动。目前,国内外许多大型高炉都配套建设了4座热风炉,但采用3座热风炉可以大幅度降低建设投资,减少占地面积,也同样具有非常大的吸引力。随着设计和安装大直径热风炉条件的改进,热风炉设计的日趋合理,热风炉使用的耐火材料质量也得到提高,设备更经久耐用,控制系统也日益成熟可靠,形成了多种多样的热风炉高风温和长寿技术,使得热风炉操作可以更加平稳可靠,从而保证了高炉稳定操作。以此为基础,现代热风炉的发展方向转变为减少热风炉座数、延长热风炉寿命、强化燃烧能力、缩短送风时间、减少蓄热面积、回收废气热量、提高总热效率上。另外,尽量缩短送风时间的操作方式也得到重视,基于新设计理念和完备的技术支撑,国内钢铁企业将热风炉数量由4座减少为3座,热风炉的操作模式改为“两烧一送”,风温的调节控制依靠混风实现,也同样达到了高风温的效果。
  提高加热炉传热效率和寿命是可靠保证
  现代高炉多采用蓄热式热风炉,其工作原理是先燃烧煤气,用产生的烟气加热蓄热室的格子砖,再将冷风通过炽热的格子砖进行加热,然后将热风炉轮流交替地进行燃烧和送风,使高炉连续获得高温热风。因此,提高热风炉传热效率对提高风温有着重要意义。而增加格子砖的加热面积是提高传热能力的重要技术措施。近年来,随着热风炉操作制度的改进,国内钢铁企业在应用高效格子砖方面进行了尝试,通过对格子砖结构进行优化,缩小格子砖孔径,加大其加热面积,从而提高了格子砖的传热效率和热工性能。
  热风炉耐火材料内衬在高温、高压环境下的工作条件十分恶劣。为了使热风炉满足高风温的要求,延长其使用寿命,对热风炉耐火材料的质量以及砌体的设计都有很严格的要求。如何根据热风炉各部位的工作温度、结构特点、受力情况及化学侵蚀的特点,选用不同性能的耐火材料,是钢铁企业关注的重点。
  此外,加强热风炉热风管系的受力分析与计算,对热风管路进行优化设计,也是提高风温的重要措施。对承受高风温、高压管道的波纹补偿器以及管道支架的设置应进行详细的受力分析,特别是对承受高温热膨胀位移和高压产生的压力位移的管道,在设计中要给予充分的重视。
 

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