|
| |
| 蜂窝体蓄热式HTAC技术在邯钢中板厂的应用 | |
| 为节省流量，手机版未显示文章中的图片，请点击此处浏览网页版 | |
|
摘 要 介绍了蜂窝体蓄热式高温空气燃烧（HTAC）技术在邯钢中板厂2号加热炉上的应用和效果。燃料消耗降低20％以上，从而减少废气排放量，减少污染。
关键词 加热炉 蓄热式高温空气燃烧技术节能应用
1 前言
邯钢中板厂1号加热炉投产于1996年2月，设计加热能力为90t/h，入炉坯料尺寸为（150～250）mm×（700～1400）mm×（2000～2700）mm，燃料为混合煤气（发生炉、高炉、焦炉），炉底管为水冷却方式，有效炉底面积6.38m×26.1m＝166.5m2；2号加热炉投产于1992年3月，设计加热能力为70t/h，入炉坯料尺寸为（150～180）mm×（700～1200）mm×（1500～2000）mm，燃料为混合煤气和重（焦）油，炉底管冷却方式为汽化冷却，有效炉底面积5.22m×26.56m＝139.6m2。在1990～2000年，所用坯料基本上是由二炼钢厂提供的，其断面尺寸为180mm×1200mm。按公司总体规划2000年年底二炼钢厂被淘汰，原料将由三炼钢厂新建的板坯连铸机供给，其断面尺寸为（180～220）mm×（1200～1600）mm。由于板坯断面增大，2号加热炉在加热能力、加热质量、燃料消耗和加热炉故障等方面均满足不了生产的需求，必须对2号加热炉进行技术改造。
2 节能技术方案的选择
板坯断面增加后，加热时间要延长，为保证加热质量和轧机生产能力，并进一步节约燃料消耗，笔者进行了大量调研，从近几年来我国加热炉已采用的成熟有效的节能技术来看，概括起来包括：①炉型改造；②绝热技术；③热装热送；④燃烧技术；⑤烟气余热回收；③控制技术等6个方面。经分析前三项节能技术可以根据具体情况尽可能地采用，而后三项要认真分析、综合考虑。板坯断面增加后，在不延长炉体的条件下，为提高加热能力，强化炉内传热，在辐射体系下势必要强化加热，增大炉气—金属间的温压△T，这由燃烧系统来强化供热，带来的是高烟温，虽然有利于炉子的平均温压△T的提高，但会造成更多的烟气余热的损失，这是一个高产与低耗的矛盾，必须设法提高烟气余热的回收率，而且回收的烟气余热要尽可能地回到炉内。方法是利用烟气余热对煤气和助燃空气预热，从而可提高燃料的燃烧温度，获得较大的温压△T，加强传热过程，形成良性循环的加热过程。但同时考虑到，提高燃料的燃烧温度后，一般的烧嘴喷出的火焰局部温度过高，对炉体耐火材料不利，更不利于减小钢坯的氧化烧损。因而，必须选择一种最大限度地回收高温烟气余热和减少火焰局部高温的燃烧技术。邯钢中板厂1号步式加热炉烟道里安装有空气换热器和煤气换热器，分别预热的温度为450℃和200℃左右，外排烟温度达400℃以上；2号炉仅有空气换热器，预热空气温度为350℃，外排烟约500℃以上，车间因面积限制无法再增设煤气换热器，无法对烟气余热进一步回收。
经反复分析认为，邯钢中板厂2号加热炉在燃烧技术、烟气余热回收和控制系统采用目前国外已成熟的蜂窝体蓄热式高温空气燃烧技术是可行的。目前在国内，已投产了几座使用高炉煤气做燃料的采用陶瓷球蓄热式高温空气煤气燃烧技术，对空气煤气进行双重预热的轧钢加热炉，这项技术是成功的，为我国的蓄热式高温空气燃烧技术的实际应用提供了成功的经验，体现了低热值高炉煤气的价格效益，减少了高炉煤气放散，充分利用了能源，因而受到了冶金企业的重视，但这项技术的应用还存在以下几个方面的问题。
（1）使用陶瓷小球式蓄热体，体积大，炉子两侧设备拥挤，给施工维护和操作带来困难。
（2）由于墙内有空煤气管道，而耐火材料使用时受升温、降温、结构尺寸、材料性能等的影响，必然存在开裂和剥落等现象，从而削弱和影响炉墙寿命以及可能存在的空煤气在炉墙内相遇掺混爆炸的不安全性。
（3）炉墙较厚，约1000 mm左右，这对于旧炉子而言受原炉子基础的限制，只能靠牺牲原炉内宽尺寸才能解决，另外，原炉墙施工难度大，耐火材料费用高。
（4）由于高炉煤气燃烧火焰温度低，且其中含有大量的氮气，火焰的传播速度较慢，其着火和稳定燃烧都比较困难。在常压下，其着火温度为530～650℃，着火浓度为45％～70％，但随温度升高着火浓度界限范围也相应变宽[1]。因而，国内的几座燃高炉煤气的蓄热式加热炉，一般都设有部分专门用于点火提温的烧嘴，当蓄热式燃烧系统在炉膛温度达到850℃之后，方可投入正常运行，这主要是从安全角度考虑的。其结果是增设为点火烘炉专用的较高热值燃料的燃烧系统，整个加热炉燃烧系统较复杂，且烘炉烧嘴数量有限，炉膛升温时间较长。
3 高温空气燃烧技术实际应用方案及分析
高温空气燃烧（High Temperature Air Combustion简称HTAC）技术是90年代初在燃烧领域诞生的一项全新型燃烧技术，具有高效节能、低NOX污染、低燃烧噪音和缩小装置尺寸等诸多优越性，这项技术在日本已应用成熟，其装备数量已达上千套，其中以蜂窝体做蓄热体的烧嘴约占全部蓄热式烧嘴总数的2/3。这与传统燃烧相比具有极大的优越性，其比较结果见表1。由于这项技术将燃烧技术，烟气余热回收技术和控制技术合理地组成一完整的燃烧系统，具有创先性、实用性，而成为一项关键的节能技术，并受到日益的重视。
因此，我们确定以神雾公司成熟的蓄热式高温空气燃烧技术为基础，实施该厂加热炉的技术改造。 表1 传统燃烧与HTAC的比较 （图片）表2 2号炉加热炉技术参数 （图片） | |
| 电脑版 | 客户端 | 关于我们 |
| 佳工机电网 - 机电行业首选网站 | ||