徐廣鑫，管風(fēng)軍

（東北特殊鋼集團(tuán)有限責(zé)任公司，遼寧 大連116105）

高爐煤氣、空氣雙蓄熱在軋鋼加熱爐上的應(yīng)用

徐廣鑫，管風(fēng)軍

（東北特殊鋼集團(tuán)有限責(zé)任公司，遼寧 大連116105）

介紹了空氣、高爐煤氣雙蓄熱式燃燒技術(shù)在東北特鋼集團(tuán)大型材廠步進(jìn)梁式加熱爐上的應(yīng)用及整個(gè)蓄熱式燃燒系統(tǒng)，解析了整個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)化過(guò)程，并列出了最終的優(yōu)化結(jié)果。

蓄熱式燃燒；步進(jìn)式加熱爐；高爐煤氣；應(yīng)用

東北特鋼集團(tuán)大連基地大型材廠2#步進(jìn)式加熱爐原為混合煤氣（即：高爐煤氣摻混天然氣，熱值1 500×4.18 kJ/m3）空氣單蓄熱式加熱爐，由于目前能源成本較高，且高爐煤氣存在富余量，因此將該加熱爐改為燃用高爐煤氣雙蓄熱式加熱爐，改造后既可使高爐煤氣充分利用，又可降低能源成本。

1　爐子的主要設(shè)計(jì)性能及參數(shù)

爐子尺寸：29.3 m×6.6 m×3.6 m

加熱溫度：冷坯，從室溫加熱至950～1 250℃熱坯，從600℃加熱至950～1 250℃

出料溫度：950～1 250℃

生產(chǎn)能力：加熱碳鋼冷坯時(shí)最大小時(shí)產(chǎn)量90 t/h（標(biāo)準(zhǔn)坯，冷裝）；加熱軸承鋼冷坯時(shí)最大小時(shí)產(chǎn)量65 t/h（標(biāo)準(zhǔn)坯，冷裝）

燃料及低發(fā)熱值：高爐煤氣（750～800）×4.18 kJ/m3

供熱方式：3段供熱，燒嘴共80套

空、煤氣預(yù)熱溫度：1 000℃

最大高爐煤氣消耗量：39 043 m3/h最大空氣消耗量：25 331 m3/h

2　雙蓄熱燃燒系統(tǒng)

改造主要是將原混合煤氣單蓄熱改為高爐煤氣雙蓄熱，改造后的加熱爐雙蓄熱燃燒系統(tǒng)包括蓄熱燒嘴、換向閥系統(tǒng)、煤氣供給系統(tǒng)、放散系統(tǒng)、空氣供給系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)及控制系統(tǒng)。

2.1蓄熱式燒嘴及分布

煤氣和空氣都采用半內(nèi)置一體式蓄熱燒嘴進(jìn)行預(yù)熱。煤氣、空氣蓄熱燒嘴采用左右間隔布置。這種燒嘴運(yùn)行效果良好，爐溫均勻，氧化燒損較小。

燒嘴采用低噴速、近噴口、大交角的組合方式，保證在爐寬方向上的溫度均勻性，保證空煤氣充分混合，完全燃燒。燒嘴噴口部位與爐墻整體澆注，膨脹縫設(shè)置在燒嘴與燒嘴之間。

本加熱爐分為3個(gè)供熱段，分別為預(yù)熱段、一加熱段、二加熱段和均熱段。加熱爐燃燒系統(tǒng)采用蓄熱燃燒技術(shù)，通過(guò)爐墻側(cè)部的空氣蓄熱燒嘴、煤氣蓄熱燒嘴進(jìn)行供熱。整個(gè)加熱爐在沿爐長(zhǎng)方向上設(shè)置多個(gè)供熱點(diǎn)，上、下側(cè)部同時(shí)供熱。各段空氣蓄熱燒嘴、煤氣蓄熱燒嘴的分布見表1。

表1　各段空氣蓄熱燒嘴、煤氣蓄熱燒嘴的分布

2.2換向系統(tǒng)

在燃料（煤氣）和助燃風(fēng)（空氣）均采用蓄熱式燃燒裝置的基礎(chǔ)上，將原來(lái)復(fù)雜的分散式換向方式改為簡(jiǎn)潔、易于維護(hù)和方便操作的分段集中式換向方式。采用二位三通換向閥，爐子兩側(cè)的換向閥和管道對(duì)稱，全爐共布置6個(gè)二位三通煤氣換向閥和6個(gè)二位三通空氣換向閥。整個(gè)爐體的閥門系統(tǒng)與過(guò)去相比，布置更加簡(jiǎn)單，管線清晰，操作調(diào)整的空間更大，安全性更佳。

2.3煤氣、空氣管道系統(tǒng)

（1）煤氣管道

煤氣總管（DN1100）從接點(diǎn)以后設(shè)置氣動(dòng)快速切斷閥。氣動(dòng)快速切斷閥為掉電關(guān)閉式，在突然停電時(shí)迅速將煤氣總管切斷，保證爐子的安全操作要求。在燃?xì)獾蛪夯蚱渌毓收线B鎖條件滿足時(shí)，快速切斷閥也將切斷煤氣總管。

爐上煤氣管道按3個(gè)供熱段進(jìn)行配置，實(shí)現(xiàn)各段流量的測(cè)量與調(diào)節(jié)。各段煤氣管道設(shè)置流量計(jì)和氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，測(cè)量和調(diào)節(jié)本段的煤氣供給量。從煤氣總管引出的各供熱段煤氣分管與爐子兩側(cè)的二位三通換向閥連接，然后進(jìn)入各燒嘴前支管，經(jīng)手動(dòng)蝶閥后送到蓄熱燒嘴，由蓄熱燒嘴預(yù)熱后噴入爐膛。

每個(gè)蓄熱燒嘴前均配置手動(dòng)密封蝶閥，起到微調(diào)燒嘴的作用。

（2）空氣管道（利舊）

煤氣助燃空氣管道按3個(gè)供熱段進(jìn)行配置，實(shí)現(xiàn)各段流量測(cè)量與調(diào)節(jié)?？諝鈴墓娘L(fēng)機(jī)出來(lái)，經(jīng)總管、各供熱段管道的流量計(jì)、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥、換向閥、手動(dòng)蝶閥送到各蓄熱燒嘴，經(jīng)蓄熱燒嘴預(yù)熱后進(jìn)入爐膛。

2.4排煙系統(tǒng)

加熱爐設(shè)置兩套引風(fēng)機(jī)強(qiáng)制排煙系統(tǒng)。蓄熱式燃燒系統(tǒng)產(chǎn)生的煙氣全部經(jīng)蓄熱燒嘴后由排煙機(jī)強(qiáng)制排出。強(qiáng)制排煙系統(tǒng)包括排煙管路、排煙機(jī)和煙囪，分空氣側(cè)排煙系統(tǒng)和煤氣側(cè)排煙系統(tǒng)。

（1）空氣側(cè)強(qiáng)制排煙系統(tǒng)

從空氣蓄熱燒嘴出來(lái)的煙氣，流經(jīng)手閥、換向閥、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥、煙管、氣動(dòng)快切閥和排煙機(jī)，并排入原混凝土煙囪。

新增一套空氣排煙風(fēng)機(jī)。引風(fēng)機(jī)至爐區(qū)煙氣總管利舊。

（2）煤氣側(cè)強(qiáng)制排煙系統(tǒng)

從煤氣蓄熱燒嘴出來(lái)的煙氣，流經(jīng)手閥、換向閥、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥、煙管、氣動(dòng)快切閥和排煙機(jī)，從鋼煙囪排入大氣。

鋼煙囪及引風(fēng)機(jī)利舊原加熱爐空氣系統(tǒng)設(shè)備。

2.5煤氣吹掃及放散系統(tǒng)

加熱爐在開爐前、停爐后對(duì)煤氣管道進(jìn)行吹掃，吹掃介質(zhì)使用氮?dú)猓訜釥t兩側(cè)煤氣支管上設(shè)置放散管和放散閥。

3　烘爐及點(diǎn)火系統(tǒng)

3.1烘爐

烘爐初期采用原混合煤氣烘爐燒嘴進(jìn)行烘爐，按照烘爐曲線當(dāng)溫度達(dá)到700℃以后逐步打開蓄熱燒嘴，當(dāng)蓄熱燒嘴燃燒穩(wěn)定后打開換向系統(tǒng)。

3.2點(diǎn)火燒嘴

點(diǎn)火燒嘴采用LGB直焰燒嘴，點(diǎn)火燃料為高爐煤氣摻混天然氣，全爐共設(shè)置4個(gè)點(diǎn)火燒嘴，爐墻兩側(cè)分別為兩個(gè)。

4　結(jié)語(yǔ)

本項(xiàng)目投資少、工期短、自改造投產(chǎn)以來(lái)，無(wú)論是在工藝升溫、爐溫均勻性、加熱鋼坯質(zhì)量等方面均達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo)，生產(chǎn)運(yùn)行狀況穩(wěn)定良好，并取得較大的經(jīng)濟(jì)效益。

改造前噸鋼加熱成本198.64元/t，改造后為61.52元/t，噸鋼節(jié)約成本137.12元/t，2016年加熱爐預(yù)計(jì)產(chǎn)量45萬(wàn)t，開動(dòng)率按60%計(jì)算，預(yù)計(jì)2016年可創(chuàng)效3 700萬(wàn)元。

通過(guò)以上分析數(shù)據(jù)可以看出，該爐由混合煤氣單蓄熱改為燃用高爐煤氣雙蓄熱，大大降低了大型材廠噸鋼成本費(fèi)用，并且?guī)?lái)一定的社會(huì)環(huán)保效益。

［1］張懷銀，邱峰，錢衛(wèi)忠，等.空氣、高爐煤氣雙蓄熱燃燒技術(shù)在沙鋼加熱爐上的應(yīng)用［J］.工業(yè)爐，2006，28（4）:33-36.

Application of Blast Furnace Gas and Air Double Heat Accumulation in Steel Rolling Heating Furnace

XU Guangxin，GUAN Fengjun
（Northeast Special Steel Group Limited Liability Company，Dalian 116105，China）

The application of air and blast furnace gas double heat accumulation combustion technology as well as the whole combustion system employed by walking beam rolling steel heating furnaces of Northeast Special Steel Group are introduced，the optimum processes of the whole system are analyzed，and the final results are presented.

regenerative combustion；walking beam heating furnace；blast furnace gas；application

TG307

B

1001-6988（2016）04-0071-02

2016-06-02

徐廣鑫（1987—），男，助理工程師，主要從事節(jié)能技術(shù)相關(guān)工作.