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新日铁住金顶燃式金属燃烧器热风炉特征与效果
作者:     信息来源:     发表时间:2014-04-03     文章时间:     卷:     期:     页码:
    热风炉是连续供给高炉约1200高温空气,设备投资额大、成本高、能耗大的设备。新日铁住金适应社会需求,已开发了内燃式、外燃式、内燃改进型热风炉。这次顺应低成本、节能的要求,成功开发顶燃式金属燃烧器热风炉,并实现了小型化、长寿命、高效燃烧及提高蓄热性能、降低高炉燃料比、减少热风炉燃料
  现代热风炉是一种蓄热式热交换器。高风温是高炉廉价利用率最高的能源。风温每提高100,约降低焦比4%-7%,产量提高2%。由新日铁住金开发的顶燃式金属燃烧器热风炉能耗降低12%,并于2011年及2012年取得专利。本文就顶燃式金属燃烧器热风炉的特征以及攻克难题与解决措施进行论述。
  1概述
  热风炉是将送入高炉的空气进行预热的蓄热式热交换器,可连续供给高炉约1200高温空气。图1所示为热风炉设备概要。

 

  

  1:热风炉设备概要
  燃烧(蓄热)时,燃烧室内的燃烧器点燃煤气,产生的高温废气(约1400)大量储存到蓄热室内铺设的格子砖中。送风时通过格子砖将大量空气迅速升温至约1200
  通常一座高炉并列设置3-4座热风炉,是高炉配套设备中投资大、能耗高、成本高的设备。热风炉形式有内燃式、外燃式、顶燃式(见图2)。新日铁住金热风炉的研发是从将圆筒结构炉体内部用隔墙分割成燃烧室、蓄热室的内燃式开始的。之后,随着高炉容积扩大及高温送风化,针对热风炉大型化的要求,开发了独特的外燃式热风炉。其构造是没有隔墙,燃烧室与蓄热室分开设置。另外,针对内燃式热风炉,通过开发高效蓄热格子砖,建成可以适应大型高炉的内燃改进型热风炉。为满足低成本、节能需求,开发了顶燃式金属燃烧器热风炉,并实现了商品化。
  
  2:热风炉形式
  2顶燃式金属燃烧器热风炉的特征与效果
  2.1特征
  顶燃式金属燃烧器热风炉具有以下特征(见图3):
  新型金属燃烧器设置部位在炉顶;
  在燃烧器开口部附近燃料气体几乎全部燃烧;
  通过燃烧器偏心配置,形成燃烧废气在炉内以涡流状流动,均匀加热格子砖;
  通过截止阀关闭,热风炉不需冷却,就可以进行燃烧器维修;
  采用某种具有长寿业绩的耐火材料结构。

 

  

  3:顶燃式金属燃烧器热风炉的特征
  2.2效果
  顶燃式金属燃烧器热风炉通过小型化、长寿命、高效燃烧及提高蓄热性、降低高炉燃料比、减少热风炉燃料,实现了低成本、节能。以下就其效果进行论述。
  1)小型化
  与新日铁住金外燃式热风炉相比,顶燃式金属燃烧器热风炉由于不需要燃烧室,其建设费用约减少25%。与新日铁住金内燃式热风炉相比,顶燃式金属燃烧器热风炉的燃烧室位于炉顶腹部形成蓄热室,由于缩小热风炉直径,建设费用可减少10%
  另外,通过采用新日铁住金自主开发的高效蓄热格子砖,将蓄热室小型化,与此前相比其建设费用可减少25%
  2)长寿命
  通过新日铁住金自主开发的耐火材料设计技术及为防止热风炉炉顶部发生晶间应力腐蚀裂纹(SCC),使用抗应力耐腐蚀SCC钢材,寿命可达40年以上。
  3)高效燃烧以及提高蓄热性
  与内燃式、外燃式热风炉相比,这种顶燃式热风炉采用新型金属燃烧器,燃烧废气中未燃烧CO浓度约降低1/10。对于5000m3高炉,这种顶燃式热风炉的能耗一年可降低1%-2%
  另外,通过格子砖的燃烧气体在内燃式、外燃式热风炉结构中形成偏流,但在顶燃式金属燃烧器热风炉内形成涡流,在格子砖截面,已燃烧废气流动均匀,提高了蓄热性。
  4)降低高炉燃料比
  影响燃烧废气温度的关键是格子砖的托盘。使用新日铁住金自主开发的高温耐热材料,使热风炉炉顶部温度不变,就可以提高高炉送风温度,从而降低燃料比。
  5)减少热风炉燃料消耗
  通过配置新日铁住金自主开发的高效热媒介废热回收设备,能够简单、廉价地从已燃烧废气中回收显热,预热燃料气体、燃烧空气,因而能降低燃料气体用量(见图4)。对于5000m3高炉,热风炉的能源消耗量一年可减少12%。另外,为使热风炉达到规定的燃烧温度,通常将高热值气体添加到高炉煤气中。通过配置热媒介预热燃烧器,进一步提高燃料气体与燃烧空气温度,只凭借高炉煤气热值就可达到规定的燃烧温度,进而减少高热值气体。

 

  

  4:废热回收设备概要
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