特大型高炉高风温新型顶燃式热风炉设计与研究
热风炉作用
热风炉———高炉高风温的重要载体 来源：中国钢铁新闻网作者：毛庆武张福明发布时间：2008.04.29 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
热风炉自动燃烧
营口钢厂热风炉自动燃烧控制的方案 一、背景说明： 热风炉是高炉炼铁生产过程中的重要设备之一，是提供高炉热风热量的，其提供的热量约占高炉炼铁生产耗热的25%左右，热风温度对高炉炼铁生产产量和节能至关重要，热风炉风温对提高高炉炼铁的许多经济技术指标非常明显，其主要表现在：降低焦比、提高煤比、提高产量。 热风炉的主要作用是把鼓风机站供来的冷风加热到高炉要求的温度，供高炉生产用，热风炉是一种利用蓄热原理工作的换热设备，其工作原理决定它的工作方式是循环周期性的。需要多座（通常是3到4座）交替循环工作，才能满足高炉连续生产的需要。每座热风炉工作又分燃烧阶段和送风阶段。 燃烧阶段：将热风炉内的蓄热体加热，先将冷风阀关闭，煤气和助燃空气按一定的空燃比燃烧，烟气通过烟道排出。 送风阶段：鼓风机站送来冷风进入热风炉与蓄热体充分热交换，达到一定温度时由热风管道送入高炉。对每一座热风炉是一种序批式生产过程。不同的送风制式有：两烧一送，交错并联，两烧两送，半并联方式。 这种序批式生产过程是对燃烧阶段和送风阶段在相对时间内互相 衔接切换，只有燃烧自动化的实现，才有可能实现燃烧阶段和送风阶段相互按照管理要求切换，达到最大节能效果。实现热风炉优化操作。热风炉在其结构上有多种形式，其工作原理是基本相同的，而热风炉的自动化控制也基本相同，主要分为燃烧控制和各设备间的逻辑顺序控制，顺序控制基本能够实现自动。 热风炉自动燃烧控制，据掌握的资料情况和现在的文献看，除引进的高炉外，实现有效的自动燃烧控制很少见，其热风炉的燃烧控制几乎都是在操作站画面上手动（HMI手动），由于手动受人为的因素影响，一人不可能同时操作煤气和助燃空气两个调节阀，就不可避免的出现燃烧状况时好时坏的波动现象。也不能保证空燃比的恒定，经常造成时而煤气过量不能充分燃烧，时而空气过量温度烧不上来，达不到节省能源效果。 二、具体说明： 利用PLC控制系统控制热风炉自动燃烧的方法： 系统构成除工艺和电气的相关设备外，主要仪表设备包括PLC控制系统及热风炉操作站，热风炉各部位温度检测，煤气总管压力调节阀，助燃空气压力调节阀及助燃风机调节门，每座热风炉煤气流量检测和流量调节阀、助燃空气流量检测和流量调节阀，热风炉烟道烟气
热风炉论文解读
“卡鲁金”顶燃式热风炉筑炉施工技术浅析 彭强 摘要热风炉是为高炉提供高温热风的主要附属设备。筑炉专业的施工对确保一代炉龄具有非常重要的作用。本文主要介绍“卡鲁金”顶燃式热风炉筑炉施工技术。 关键词热风炉顶燃式筑炉施工 一、前言 热风炉是高炉的主要附属设备。它是利用高炉煤气燃烧的热量，借助砖格子的热交换作用为高炉提供高温的热风。由俄罗斯KALUGIN公司设计的称为“卡鲁金”顶燃式热风炉。空气、煤气自热风炉顶部的空气支管及煤气支管进入预燃室混合均匀后，在热风炉顶部燃烧。由于热风炉在高温条件下工作，炉料砌筑施工质量要求较高。如：砌缝、泥浆的饱满度，膨胀缝的合理留设等。各种耐火材料之间衔接部位缝隙处理，特别是炉顶、热风口等区域的施工质量对保证炉衬的整体质量至关重要。因此，只有采用科学合理的施工方法，才能达到降低成本、缩短工期、确保质量和安全的目的。 二、施工工艺及质量控制要点 1 施工工艺流程 炉体及各孔洞检查→测量放线→炉体及管道喷涂→炉内墙体第一层砖预砌筑→炉篦子以下墙体及孔洞砌筑→炉篦子以上墙体、孔洞及格子砖砌筑→炉内格子砖上搭设脚手架→拱顶砌筑→预燃室通道及孔洞砌筑→球顶砌筑→拆除炉内脚手架→清扫检查→井架拆除。见附图1；
2 进料方法 （1）炉外水平运输（如附图2），搅拌站与热风炉上料井架之间搭设轻型运输轨道，利用小矿车将耐材推至井架内大提升罐笼。 （2）炉内、外垂直运输（如附图3），利用井架及提升罐笼将耐材从地坪提
升至进料平台。从进料孔用人工传至炉内。 根据炉壳形状特征，进料平台搭设在炉壳直段处，进料平台往上500 mm沿开设进料孔（避开炉壳焊缝不小于150mm，开孔尺寸650*650mm）。待耐火砖砌至进料孔高度后封闭进料孔，焊缝为双面60°剖口焊。 炉外卷扬塔采用4根L160*10角钢制作立柱，3米/段，M16螺栓连接。沿炉壳方向@1500设置90°斜撑([16b槽钢焊接于炉壳)。 进料平台采用φ48*5脚手架钢管搭设，上铺20mm木板。 （3）炉外至炉内进料方式 炉篦子以下从烟气管、冷风管、人孔等孔洞传至炉内。炉篦子至热风口高度从进料平台处开设的进料孔传至炉内。热风口以上利用热风炉上部人孔钢平台从上部人孔传至炉内。球顶最后两环耐材利用炉顶平台用人工传至炉内。 3 炉身大墙与格子砖砌筑 根据炉体的安装中心，从炉顶法兰分中并将该中心利用线锤下放到炉底，与炉体安装结构中进行比较，在规范允许范围内对上下中进行比对调整后确定耐材筒体部分施工十字中心，在设计、施工、业主三方确认该中心线的前提下，定出十字中心线。在砌筑大墙和火井墙前需用泥浆进行找平。圆形大墙炉衬砌筑由炉壳向内，依次是轻质砖、耐火砖，一层一层砌筑，砌筑半径应拉十字中心线进
热风炉送风温度控制系统的设计说明
学号： 课程设计 题目热风炉送风温度控制系统设计 学院自动化学院 专业自动化卓越工程师 班级自动化zy1201班 姓名 指导教师傅剑 2015 年12 月8 日
课程设计任务书 学生：专业班级：自动化zy1201 指导教师：傅剑工作单位：理工大学 题目: 热风炉送风温度控制系统的设计 初始条件：炼钢高炉采用燃式热风炉,燃烧所采用的燃料为高炉煤气和转炉煤 气。两种燃料混合后进入热风炉燃烧室,再与助燃空气一起燃烧,要求向高炉送 风温度达到1350 ℃，则炉顶温度必须达到1400 ℃±10℃。 要求完成的主要任务: 1、了解燃式热风炉工艺设备 2、绘制燃式热风炉温度控制系统方案图 3、确定系统所需检测元件、执行元件、调节仪表技术参数 4、撰写系统调节原理及调节过程说明书 时间安排 11月3日选题、理解课题任务、要求
11月4日方案设计 11月5日-11月8日参数计算撰写说明书 11月9日答辩 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日 目录 前言 (1) 1.热风炉工艺 (2) 1.1主要结构............................................................................. .. (2) 1.2工作方式 (3) 1.2.1 直接式高净化热风炉 (3) 1.2.2 间接式热风炉 (3) 1.3工作原理 (3) 1.4高炉炼铁、转炉炼钢工艺流程 (4) 2.热风炉温度控制方案设计 (7) 2.1熟悉工艺过程，确定控制目标 (7) 2.2选择被控变量 (7) 2.3选择操纵变量 (7)
炼铁厂顶燃式热风炉改造结构设计
炼铁厂顶燃式热风炉改造结构设计 【摘要】本文以邯钢炼铁部4号1080m3高炉热风炉大修工程为对象，对热风炉炉壳、基础、吊车钢架以及相关平台的改造计算设计作了介绍，为钢铁厂相似工程的设计提供了经验。 【关键词】热风炉；改造；结构；应力；设计 1.前言 热风炉的基本作用就是将高炉鼓风加热，使高炉鼓风携带尽可能多的物理热进入高炉，从而达到降低燃烧比，实现高炉稳定顺行的目的.热风炉分为蓄热室和燃烧室，煤气和空气在燃烧室混合后燃烧，将热量传给蓄热室的格子砖，高炉鼓风通过格子砖时将热量带进高炉。顶燃式热风炉蓄热室设在直段筒体内，燃烧室设在拱顶，燃烧器在热风炉拱顶处燃烧。本次改造采用新型燃烧器，以提高风温.改造后拱顶加高约7.65米，基础荷载增加约5100KN，设计时必须对热风炉基础和热风炉下部炉壳进行核算，以确定是否可以利旧。这是顶燃式热风炉改造结构设计的关键，决定着本次改造方案是否可行。另外，随着拱顶温度的增加，晶间应力腐蚀加大，结构设计时，必须采取相应的措施。 2.概况 邯钢炼铁部4号1080m3高炉热风炉系统，原配置3座首钢式顶燃热风炉，燃烧系统配置两台套筒燃烧器。目前热风出口与燃烧器附近存在炉皮开焊、掉砖发红现象，热风温度不理想。简单的进行拱顶大墙的修复不能改变套筒燃烧器的缺陷，为以后生产留下隐患。要想延长热风炉寿命，实现高炉强化冶炼、降低焦比、持续高风温，只有改变热风炉的结构形式，同时热风炉若要进一步发展、完善，必须彻底改变燃烧器的结构形式，使用高效节能的多火孔陶瓷燃烧器。为此，本次改造将热风炉型式改为“改进型”顶燃式热风炉。 3.改造内容 热风炉系统由顶燃式热风炉炉壳、管道、栈桥、管道支架、平台组成。改造后，热风炉上部拱顶形状彻底改变，上部炉壳、顶部吊车钢架及平台需改造；热风炉荷载增加，热风炉基础需核算。 3.1热风炉炉壳改造 热风炉炉壳由直筒壳体及拱顶壳体两大部分构成。直筒部与埋入基础混凝土的结构螺栓相连接，直接座落混凝土基础上。本次改造保留热风炉34.568m以下的炉壳，34.568m至38.8m之间的炉壳拆除。热风出口和两个燃烧口部位炉壳钢板更换。根据工艺要求，热风炉增高至46.45米，并分别在标高43.44米和41.62米设空煤气入口。
热风炉设计说明书
目录 第一章热风炉热工计算 (1) 1.1热风炉燃烧计算 (1) 1.2热风炉热平衡计算 (6) 1.3热风炉设计参数确定 (9) 第二章热风炉结构设计 (10) 2.1设计原则 (10) 2.2 工程设计内容及技术特点 (11) 2.2.1设计内容 (11) 2.2.2 技术特点 (11) 2.3结构性能参数确定 (12) 2.4蓄热室格子砖选择 (13) 2.5热风炉管道系统及烟囱 (15) 2.5.1顶燃式热风炉煤气主管包括： (15) 2.5.2顶燃式热风炉空气主管包括： (16) 2.5.3顶燃式热风炉烟气主管包括： (16) 2.5.4顶燃式热风炉冷风主管道包括： (17) 2.5.5顶燃式热风炉热风主管道包括： (17) 2.6 热风炉附属设备和设施 (18) 2.7热风炉基础设计 (21) 2.7.1 热风炉炉壳 (21) 2.7.2 热风炉区框架及平台（包括吊车梁） (21) 第三章热风炉用耐火材料的选择 (22) 3.1耐火材料的定义与性能 (22) 3.2热风炉耐火材料的选择 (22) 参考文献 (25)
第一章热风炉热工计算 1.1热风炉燃烧计算 燃烧计算采用发生炉煤气做热风炉燃料，并为完全燃烧。已知煤气化验成分见表1.1。 表1.1 煤气成分表
热风炉前煤气预热后温度为300℃，空气预热温度为300℃，干法除尘。发生炉利用系数为 2.3t/m3d，风量为3800m3/min，t热风=1100℃，t冷风=120℃，η热=90%。 热风炉工作制度为两烧一送制，一个工作周期T=2.25h，送风期T f=0.75h，燃烧期Tr=1.4h，换炉时间ΔT=0.1h，出炉烟气温度tg2=350℃，环境温度te=25℃。 煤气低发热量计算 查表煤气中可燃成分的热效应已知。0.01m3气体燃料中可燃成分热效应如下： CO:126.36KJ , H2:107.85KJ, CH4:358.81KJ, C2H4:594.4KJ。则煤气低发热量： Q DW=126.36×30.3＋107.85×12.7+258.81×1.7+594.4×0.4=6046.14 KJ 空气需要量和燃烧生成物量计算 (1)空气利用系数b空=La/Lo计算中取烧发生炉煤气b空=1.1。燃烧计算见表2.13。 (2)燃烧1m3发生炉煤气的理论Lo为Lo=25.9/21=1.23 m3。 (3)实际空气需要量La=1.1×1.23=1.353 m3。
高炉热风炉介绍.
一、高炉热风炉结构与性能简介 热风炉顾名思义就是为工艺需要提供热气流的集燃烧与传热过程于一体的热工设备，一般有两个大的类型,即间歇式工作的蓄热式热风炉和连续换热式热风炉。在高温陶瓷换热装置尚不成熟的当今，间歇式工作的蓄热式热风炉仍然是热风炉的主流产品。蓄热式热风炉为了持续提供热风最起码必须有两座热风炉交替进行工作。热风炉被广泛应用在工业生产的诸多领域，因工艺要求不同、燃料种类不同、热风介质不同而派生出不同用途与不同结构的热风炉。这里要介绍的是为高炉冶炼提供高温热风的热风炉，且都是蓄热室热风炉，因其间歇式的工作方式，必须多台配合以实现向高炉连续提供高风温。 1．1高炉热风炉的分类 高炉热风炉从结构可以分为外燃结构的热风炉和内燃结构的热风炉两个大类，前者是燃烧室设置在蓄热室的外面，而后者是燃烧室与蓄热室在一个结构里面。在内燃结构的热风炉中因燃烧室与蓄热室之间的相对位置不同而分成顶燃式(燃烧室放置在蓄热室上部)热风炉和侧燃式(火井燃烧室与蓄热室并行放置)热风炉，通常我们也将侧燃式热风炉称为一般意义上的内燃式热风炉，因而在目前使用的热风炉中主要是外燃式热风炉、内燃式热风炉和顶燃式热风炉。在这三种典型的热风炉中，外燃式热风炉结构最复杂而材料用量大，故实现结构稳定和提高风温的技术要求也就较高；而内燃式热风炉的火井墙结构稳定性差、且存在燃烧震荡、热风温度不易提高等问题；至于顶燃式热风炉，因其结构简单而材料用量少，也便于高风温实现。因此，随着热风炉技术的发展，顶燃式热风炉正在逐步取代内燃式热风炉和外燃式热风炉而成为热风炉的主流产品。在顶燃式热风炉中，随着卡鲁金旋流分层混合燃烧技术的应用,与该技术相适应的带旋流混合预燃室的顶燃式热风炉得到了人们的普遍认同，逐步成为顶燃式热风炉中的主流产品。 A 、外燃式热风炉 B 、内燃式热风炉 C 、1型顶燃式热风炉 D 、1型顶燃式热风 炉 E 、3型顶燃式热风炉 F 、3型顶燃式热风炉
红钢3号高炉Kalujin顶燃式热风炉技术装备特点
红钢3号高炉K al uji n 顶燃式热风炉技术装备特点 * 林安川 (红河钢铁有限公司,云南 蒙自 661100) 摘 要:对红钢3号高炉配套的Kal u jin 顶燃式热风炉技术装备特点进行了详尽的分析和介绍。 关键词:炼铁;高炉;顶燃式热风炉;技术装备 中图分类号:TF066 文献标识码:A 文章编号:1006-0308(2009)06-0026-04 Technology and Equip m ent Features of K aluji n Top Co m bustion H ot A ir Stove on No 3B last Furnace i n H onghe Iron&Steel Co . LIN An-chuan (H onghe Iron &S tee l Co .,M engzh,i Yunnan 661100,Ch i n a) ABSTRACT :Tec hno l ogy and equ i p m ent f eatures of Kal u ji n t op co m busti on hot air stove on No 3blast f u rnace i n H onghe Iron & S t eelC o .are analysed and i n troduced i n detai.l KEY WORDS :iron m ak i ng ;b l ast f u rnace ;top combusti on hot air stove ;techno l ogy and equ i p m ent 1 前 言 高炉热风炉分为内燃式、外燃式、顶燃式、传统型内燃式热风炉及改造型内燃式热风炉。当风温水平达到1000 以上时,传统型内燃式热风炉会 发生拱顶裂缝、火井倾斜、倒塌、掉砖,甚至短路等现象,不但风温水平下降,也使热风炉寿命大大缩短;而外燃式热风炉存在占地面积大、投资高及砖型较多、气流分布相对较差的缺点;改造型内燃式热风炉存在火井结构不稳定、燃烧效率不高的不足,风温水平难以超越1100 以上。 昆钢红河钢铁有限公司(以下简称:红钢)1号、2号高炉配置的热风炉为球式热风炉,年平均风温1002 ,耐火球使用寿命短,风温水平不高。高效地提高高炉使用风温,是满足高炉炉缸热平衡、达到炉缸热量充沛均匀、活跃的直接手段,在能源日趋紧张的今天,国内外炼铁增产降耗节能采用的技术主要是富氧大喷煤,而高风温是富氧大喷 煤的必要条件。 红钢3号高炉设计有效容积为1350m 3 ,计划在2号高炉西侧空地上建设,设备布置十分紧凑。红钢无焦炉,烧炉使用单一的高炉煤气;再考虑到设备投资,为3号高炉配置俄罗斯K alujin 顶燃式热风炉。该热风炉使用高炉煤气烧炉,拟通过提高耐火材料的质量,改进热风炉的设备、结构,采用高效格子砖,增加蓄热面积,预热助燃空气,改进环形燃烧器煤气和助燃空气的供给方式,使用涡流喷射装置提高燃烧效率,使热风炉实行自动控制等技术措施,达到热风炉各部位结构稳定、实现空气、煤气的最佳混匀燃烧,提高热风炉拱顶温度,最终实现热风炉高风温、长寿。 2 Ka l u jin 顶燃式热风炉内型结构特点 Ka l u ji n 顶燃式热风炉是一种新型高效节能型热风炉。具体结构包括:较为独特的炉壳外型,拱顶选用受力结构很好的悬链线拱顶,高效陶瓷燃烧 26 * 收稿日期:2009-06-02 作者简介:林安川(1973-),男,云南文山人,高级工程师。
热风炉技术方案
山西安龙重工有限公司热风炉系统设备 技 术 方 案 湖北神雾热能技术有限公司 2009.12.02
一、前言 该项目是遵循山西安龙重工有限公司所提技术要求设计，所采用的技术核心主要是目前国内外先进的燃气半预混双旋流燃烧技术等。 二、设计基础 1、原始参数及现场条件 1).处理原料 待定 2).处理能力：待定 2 热风炉工况参数 1).最大热负荷：2000×104Kcal/h 2).热风炉出口热风温度：50～300℃ 3).热风炉出口热风流量：187000 Nm3/h(在300℃工况下) 4).燃料参数 煤气(具体种类待定)：热值约1000 Kcal/Nm3 压力：6～8 kPa 5).液化气或其它高热值燃气（启炉和长明火燃料） 热值：20000 kcal/Nm3 压力：10kPa 6).煤气吹扫气参数 氮气：压力：～0.2 MPa 三、方案内容
2、耐火材料选型参数 低水泥高铝浇注料：用于炉膛耐火内衬 容重～2.3kg/m3 烧后抗压强度110℃×24h ≥15MPa 1000℃×3h ≥25MPa 烧后线变化率1000℃×2h 0～-0.2％ 耐火度＞1700℃ 3、热风炉设备特点综述 热风炉是根据终端设备对温度的要求，输出适合温度和一定流量热烟气的设备，在满足此基本要求的基础之上，我们重点考虑了如下方面： a)热风炉在运行过程中对炉内温度实现检测，满足终端设备所 需要风温及风量。燃烧器调节范围大，火焰长度、扩散角均 能和炉子合理匹配，且配有自动点火和火检，保证安全稳定 运行； b)炉子采用合理的钢结构来支撑本体；选用性能良好的耐火材 料砌筑，采用二次风冷却的方式，确保炉体表面温度符合技 术要求； c)合理配置炉子检修口、观察孔，结构设计做到开启灵活，关 闭严密，减少炉气外溢和冷风吸入的现象； d)配备完善的热工控制系统设备，自动化程度高。确保严格的 空燃比和合理的炉压等控制，使热损失减少到最小； e)满足低耗、节能的工艺要求； f)在环保方面，烟气中有害成分游离碳和NO X通过强化燃料
卡卢金热风炉的工业应用_1000002042331711
2012年第5期世界钢铁 櫬櫬櫬櫬櫬櫬毬毬 毬 毬 其他卡卢金热风炉的工业应用 王长春 (北京天启金桥冶金设备技术有限公司，北京100054) 摘要:卡卢金热风炉是一种现代蓄热式高炉热风炉。相对于内燃式和外燃式热风炉而言，卡卢金顶燃式热风炉淘汰了传统意义上的燃烧室(俗称“燃烧井”)，被称为“无燃烧井”热风炉，又叫“顶燃式热风炉”，真正实现了高炉煤气的充分燃烧和高风温的目标。该炉凭借其高风温、低投资、长寿命的特点，已经成为炼铁行业中广泛应用的热风炉之一。独立的设计和技术服务使其在世界范围内赢得了高品质的称赞。使用20mm 孔径格子砖的热风炉已经成为新一代卡卢金热风炉的标志。从高炉热风炉的发展史， 技术改革等方面，阐述了卡卢金热风炉在燃烧器设计，格子砖技术，炉箅子结构，余热利用等方面的优势，并介绍了在中国和国际市场的应用业绩。关键词:高炉;热风炉;送风风温;格子砖doi :10．3969/j．issn．1672－9587．2012．05．012 Application of Kalugin ’s shaftless hot stove WANG Changchun (Beijing Golden Bridge Metallurgical Equipment ＆Technical Co．，Ltd．，Beijing 100054，China )Abstract :The Kalugin ’s shaftless hot stove (KSS )is a kind of modern heat accumulating type blast stove．Comparing with both hot-air stoves with internal combustion chamber and external combustion chamber ， the KSS eliminates combustion chamber (known also as the “shaft ”in the conventional sense )，and has been named “shaftless stove ”，also known as “dome combustion stoves ”．Full burning of blast furnace (BF )gas and higher hot blast temperature have been achieved by KSS．Therefore ， KSS becomes one of the best widely used blast stove depending on its advantages of high blast temperature ，low investment and long life in ironmaking industry．The independent design and technical services of KSS make it win the praise of high quality in the worldwide．KSS with 20mm pore diameter checker bricks has become a symbol of new generation．The thesis presents history of hot blast furnace ，the technical and structural innovation of burner design ， checker brick ，checker supporting grid ，waste heat utilization ，and the achievements in China and international market． Key words :BF ;blast stove ;blast temperature ;checker 前言 在中国，自从第一座卡卢金热风炉2002年投产以来，截止到2012年5月统计，总共有198座卡卢金热风炉已经建成运行或正在建设中，其中 在中国是107座，包括已经投产的5500m 3 高炉、 正在建造中的4747m 3 、 4350m 3和4150m 3高炉上使用的卡卢金热风炉等项目;在中国以外的 市场共计91座，有俄罗斯北方钢厂5500m 3 高 炉、在日本JFE 公司5000m 3 高炉上已经投产使用的卡卢金热风炉等。 因为卡卢金热风炉的出现，在中国新建高炉热风炉的送风风温平均提高了50 100?，内燃式热风炉逐渐退出中国市场， 在俄罗斯、乌克兰、哈撒克斯坦等市场的情况也是如此。 1 热风炉发展的历史 钢材是一种最常见的金属结构材料，矿石经过高炉冶炼成生铁，钢则是由生铁冶炼而成。蓄热式热风炉仍然是目前炼铁领域最先进、最常见的热风炉形式。 · 56·
450立方米热风炉设计计算
450m3高炉自身空煤气双预热热风炉设计计算 热风炉的加热能力（1m3高炉有效容积所具有的加热面积） 一般为80～100m2/m3或更高。前苏联5000m3的高炉蓄热面积为104 m2/m3，设计风温1440℃，为目前最高设计风温水平。 蓄热体面积120×450=54000 m2，设计三座热风炉，每座蓄热面积为18000m2，蓄热体单位体积传热面积48 m2/m3，每座热风炉蓄热体体积为375 m3。 蓄热室设计中，烟气流速起主导作用。小于100 m3炉容，烟气流速1.1～1.3Nm/s。炉容255～620 m3，烟气流速1.2～1.5Nm/s。炉容大于1000 m3，烟气流速1.5～2.0Nm/s。 根据资料核算，参考以上烟气流速差异，设计时可采用：蓄热体高度L/蓄热体直径D的方法进行计算。炉容大于1000 m3，L/D=3.5～4；炉容255～620 m3，L/D=3～3.5。 热风炉结构计算实例 450m3高炉热风炉设计计算。为实现热风炉外送热风温度～1150℃，确定热风加热能力为120 m2/m3，如果设置三个热风炉，则每个热风炉的蓄热面积为18000 m2。 热风炉结构的确定：假设蓄热室高/径=3.5，则 3.14×r2×7r×48=18000，r=2.57m，蓄热室直径5.14m，蓄热体高度18m。 燃烧器计算实例 假设高炉利用系数为K=3.5t铁/m3·昼夜，年工作日按355天计算。450m3高炉年产铁量估算为3.5×355×450=559125t。 焦比1：0.5，则冶炼强度i=1.75t焦/m3·昼夜。 高炉入炉风量V 0=Vu·i·v/1440（V 高炉入炉风量，Nm3/min；Vu高炉有效容积， m3；i冶炼强度，t焦/m3·昼夜；v每吨干焦的耗风量，Nm3/ t焦）V =450×1.75×2450/1440=1340 Nm3/min(实际1400)。 热风平均温度1150℃，送风期间热风带走的热焓为：363×1340=486420kcal/ min。(1250时,431.15-46.73=384.42热焓为538188 kcal/ min,供热717584 kcal/ min) 热风炉一个工作周期2.25h，送风期0.75h，燃烧期1.5h。 热风炉效率为75％时，燃烧器每分钟的供热量为1/2×648560(717584)kcal/min，假设高炉煤气的热值为800 kcal/Nm3，则燃烧器每分钟的燃气量为405(448.5) Nm3/ min，燃烧器能力24300(26910) Nm3/h。 根据郝素菊等人编著的《高炉炼铁设计原理》所提供数据，金属套筒式燃烧器烟气在燃烧室内的流速为3～3.5Nm/s，陶瓷燃烧器烟气在燃烧室内的流速为6～7Nm/s。 根据郝素菊等人编著的《高炉炼铁设计原理》所提供数据，陶瓷燃烧器空气、煤气喷口以25～300角相交。一般空气出口速度为30～40m/s，煤气出口速度15～20 m/s。 燃烧器能力27000 Nm3/h，空气量21600 Nm3/h，烟气量48600 Nm3/h。 燃烧混合室直径φ2530mm，烟气流速2.62m/h。 喉口直径Φ1780mm，烟气流速5.3m/h。 由于增加了旁通烟道,燃烧器能力提高10%,29700 Nm3/h,空气20790 Nm3/h,烟气 量50490 Nm3/h, 燃烧混合室直径φ2300mm，面积4.15m2,烟气流速3.38m/h. 喉口直径Φ1736mm，面积2.37m2, 烟气流速5.92m/h。
热风炉燃烧温度控制系统的设计
工号：JG-0054889 酒钢炼铁保障作业区 论文设计 题目热风炉燃烧温度控制系统设计 厂区炼铁厂 作业区保障作业区 班组维护班 姓名陈现伟 2011 年05 月08 日
论文设计任务书 职工姓名：陈现伟工种：维护电工 题目: 热风炉燃烧温度控制系统的设计 初始条件：炼铁高炉采用内燃式热风炉,燃烧所采用的燃料为高炉煤气和转炉 煤气。两种燃料混合后进入热风炉燃烧室,再与助燃空气一起燃烧,要求向高炉送风温度达到1350℃，则炉顶温度必须达到1400℃±10℃。 要求完成的主要任务: 1、了解内燃式热风炉工艺设备 2、绘制内燃式热风炉温度控制系统方案图 3、确定系统所需检测元件、执行元件、调节仪表技术参数 4、撰写系统调节原理及调节过程说明书 时间安排 4月29－30日选题、理解设计任务，工艺要求。 5月1－3日方案设计 5月4－7日参数计算撰写说明书 5月8日整理修改 主管领导签字：年月日
目录 摘要.............................................................. I 1内燃式热风炉工艺概述. (1) 2热风炉温度串级控制总体方案 (2) 2.1内燃式热风炉送风温度控制方案选择... (2) 2.2内燃式热风炉温度串级控制系统框图 (4) 3系统元器件选择 (4) 3.1温度变送器 (5) 3.2温度传感器 (5) 3.3控制器及调节阀 (6) 3.3.1调节阀的选择 (6) 3.3.2控制器即调节器的选择 (6) 4参数整定及调节过程说明 (7) 4.1参数整定 (7) 4.2调节过程说明 (8) 学习心得及体会 (10) 参考文献 (11)
热风炉操作规程
远红外热风炉操作规程 一、上岗条件 1、必须经过专业技术培训，考试合格，持证上岗。 2、应熟知《煤矿安全规程》的有关规定，熟悉热风炉的一般构造、工作原理、技术特征、各部性能、供电系统和控制回路。 3、作业人员应身体健康，应无妨碍本职工作的病症。 二、运转前应遵照下列各项要求做好准备工作： 1、检查机械各部螺丝有无松动并及时紧固。 2、检查风机轴承箱是否缺油，皮带是否松动。 3、检查进风口是否有杂物堆积。 4、检查炉内电加热管有无开裂、松动。 5、检查电气设备（包括电机、PLC控制柜）是否良好，接线是否牢固，电器保护灵敏可靠。 6、检查电源电压与电机额定电压差不得超过10%或低于5%，若超过规定范围应请示有关领导批准后方可开机。 7、观察PLC电控柜触摸屏上是否有显示故障警告信息，参数设定是否正确。 三、操作方式选择： 远红外热风炉，有两种运行方式： 1、机旁：将低压控制柜各启动旋钮状态切换至“就地”状态，在本状态下只允许在低压控制柜控制热风炉的启停。 2、远程：将低压控制柜各启动旋钮状态切换至“远方”状态，
在本状态下实现PLC远程自动控制。当井下温度低于设定值时，热风炉自动开启进行加载，当温度达到设定值后，加热管自动进行减载。 四、运行参数的设定 1.点击触摸屏界面进入左侧功能条中“设置”按钮，可以对设备开机温度、停机温度、风机延时等运行参数进行设定。 2.点击触摸屏界面进入左侧功能条中监测界面，将电炉运行状态切换至“启用”状态。 三、热风炉自动化启动和运转： 1.检查并确认总控柜风机启动控制旋钮打在“远方”位置，加热炉控制柜各组加热启动控制旋钮打在“远方”位置。 2.点击PLC控制柜触摸屏，进入主界面，点击屏幕上加热炉总系统启停状态按钮“关”，热风炉进入自动运行状态，加热炉总系统启停状态按钮显示“开”。 3.热风炉开启后，在触摸屏界面可以看到井下温度、管道温度、热风炉炉膛温度。风机启动信号（风机启动后红色指示灯亮）、加热管加载信号（加热管加载后显示为红色、未加载显示为绿色） 4.运行过程中操作工需注意电压、电流值是否正常，机械设备运转是否有异常声响和剧烈振动现象。 5.操作工每班三次对设备运行参数进行记录。 四、热风炉的手动运行和停止 1、热风炉的启动 1.检查并确认总控柜风机启动控制旋钮打在“就地”位置，加热
高效节能热风炉设计与计算
I ndustrial Furnace V ol . 26 No . 3 May 2004 文章编号:1001 - 6988 (2004) 0320041205 高效节能热风炉设计与计算 胡秀和 (黑龙江省庆钢股份有限公司设计院,绥化152400) 摘要:热风炉是为粮食烘干提供洁净空气的热源设备。为了解决烘干过程粮食污染问题,开发设计出RF L 系列燃煤热风炉。该炉具有机械化程度高,故障率低,操作方便,高效节能,无污染等优点。广泛应用于世行贷款的国储库改造等粮食干燥机招标项目中。 关键词: 燃煤热风炉; 参数选择; 设计原则; 工作原理; 应用效果 中图分类号: T S21013 文献标识码:B Design and C alculation of H igh E ff iciency & E nergy S aving H ot2Air Furnace H U X iu2he ( Design Instiute Qing’an Iron & Steel Co. , L t d. , S u ihua 152400 , China) Abstract : H ot- air furnace is the heat- s ource equipment for supplying clean- air to dry grain. RF L series coal- burning hot- air furnace is developed and designed ,in order to deal with the grain pollution. The furnace has the ad2 vantages of high mechanization ,low failure ,convenient operation ,and high efficiency & energy- saving , n o-pollution etc . It is widely used in the bidding projects such as of the W orld Bank loan ,reconstrction of national storage ware2 house etc . K ey w ords :coal- burning hot- a ir furnace ; selection of parameters ; design principles ; w orking principles ; ef2 fectiveness of application 0 前言 随着粮食干燥技术与规模的不断发展,对粮食干燥过程使用燃煤热风炉的技术性、科学性、适用性提出了更高要求。从提高炉膛燃烧温度,降低不完全燃烧损失入手,科学地确定炉体结构尺寸,提出了高效节能、低污染FR L 系列热风炉设计原则。该炉采用了机械链条炉排燃煤机,炉内采用新型节能拱燃烧技术,各拱采用掺304 不锈钢纤维的耐热混凝土浇注,耐高温,抗氧化,显著提高了炉体的使用寿 收稿日期:2004 - 04 - 15 作者简介:胡秀和(1966 —) ,男,工程师,从事燃煤热风炉和粮食烘干机的开发和设计工作. 命。换热器采用螺旋管和热浸铝新技术,既强化了传热过程又提高了换热器的耐高温性能,延长了使用寿命。RF L 系列热风炉的各项技术指标及性能居国内领先地位,可满足粮食干燥的需要。 1 热风炉燃烧理论计算 111 煤种及其成分 热风炉适应煤种较多,可燃烧无烟煤、烟煤、优质煤、劣质煤等。但是,热风炉的设计计算及实际选用一般都以工业锅炉设计代表性煤种( Ⅱ类烟煤) 为依据,其成分见表1 。 41
热风炉自动控制系统
热风炉自动控制系统 孟照崇控制工程2015 153085210040 摘要：本论文主要叙述中小型高炉炼铁自动化系统结构、功能及主要系统的自动控制的原理及 其实际应用。着重叙述了热风炉的参数控制过程（热风炉检测仪表及控制系统，热风炉换炉自动控 制系统，）和应用。 关键词：热风炉；自动控制；应用 Abstract ：This thesis mainly narrates the middle and small scale blast furnace iron-smelting automated system structure, function and mainly control the principle of the system automatically and it is physically applied. Emphasized to describe a process (hot-blast stove detection instrumentation and control system, the hot-blast stove trades the stove automatic control system) that hot-blast stove parameter control and aplly. Keywords: Hot-blast stove； automatic control； application 1.前言 高炉热风炉是给高炉燃烧提供热风以助燃的设备，是一种储热型热交换器。国内大部分高炉均采用每座高炉带3至4台热风炉并联轮流送风方式，保证任何瞬时都有一座热风炉给高炉送风，而每座热风炉都按：燃烧-休止-送风-休止-燃烧的顺序循环生产。当一座或多座热风炉送风时，另外的热风炉处于燃烧或休止状态。送风中的热风炉温度降低后，处于休止状态的热风炉投入送风，原送风热风炉即停止送风并开始燃烧、蓄热直至温度达到要求后，转入休止状态等待下一次送风。 传统的完善的高炉热风炉燃烧自动化系统都是具有完善的基础自动化和使用数学 模型计算所需的加热煤气流量和助燃空气流量，并对基础自动化的热风炉燃烧自动控制系统进行有关的设定。在国外，已经使用人工智能的方式来代替数学模型，如日本川崎钢铁公司就开发了模糊控制系统取代数学模型。日本钢铁公司（新日铁）也使用专家系统来取代数学模型。 设计方案：高炉热风炉系统的基本组成：高炉本体、储矿槽、出铁场、除尘器、热风炉和辅助系统（煤气清洗、炉顶煤气余压发电（TRT）、水渣、水处理和制煤粉车间）等组成. 研究内容：1.设计高炉热风炉系统各种工艺设备（如：热风炉顺控和换炉操作等）启动、停止以及过程参数（如：包括高炉本体数百项温度、压力、流量数据，综合鼓风的风量、风温、富氧量与富氧压力、喷媒量与喷媒压力，上料过程、布料过程的模拟盘、热风炉转台的转换等）的检测、报警、联锁系统。2.设计、实现PID调节回路的连续控制和逻辑控制功能。3.对各种参数（如：热风炉余热量、冷风温度、送风温度、煤气流量和冷风流量）进行实时、历史趋势记录，生成班、日、月统计表。 研究目标：1.在上位机实现高炉热风炉系统的自动控制、手动控制及就地显示。2.系统采用分布I/O方式，设计实现高炉热风炉系统操作站与PLC高炉热风炉控制系统间的数据交换和通讯。
热风炉
前言 通过长时间的生产实践，人们已经认识到，只有利用热风作为介质和载体才能更大地提高热利用率和热工作效果。传统 电热源和蒸汽热动力在输送过程中往往配置多台循环风机，使之最终还是间接形成热风进行烘干或供暖操作。这种过程显然存在大量浪费能源及造成附属设备过多、工艺过程复杂等诸多缺点。而更大的问题是，这种热源对于那种需要较高温度干燥或烘烤作业的要求，则束手无策。针对这些实际问题经过多年潜心研究，终于研制出深受国内外用户欢迎的JDC系列螺旋翅片管换热间接式热风炉和JDC系列高净化。 热风炉作用 炼铁高炉热风炉作用是把鼓风加热到要求的温度，用以提高高炉的效益和效率；它是按“蓄热”原理工作的。在燃烧室里燃烧煤气，高温废气通过格子砖并使之蓄热，当格子砖充分加热后，热风炉就可改为送风，此时有关燃烧各阀关闭，送风各阀打开，冷风经格子砖而被加热并送出。高炉装有3-4座热风炉/…单炉送风”时，两或三座加热，一座送风;轮流更换/…并联送风”时，两座加热。 热风炉工作原理 热风炉直接式高净化热风炉 就是采用燃料直接燃烧，经高净化处理形成热风，而和物料直接接触加热干燥或烘烤。该种方法燃料的消耗热风炉量约比用蒸汽式或其他间接加热器减少一半左右。因此，在不影响烘干产品品质的情况下，完全可以使用直接式高净化热风。 燃料可分为： ①固体燃料，如煤、焦炭。 ②液体燃料，如柴油、重油、醇基燃料 ③气体燃料，如煤气、天然气、液体气。
燃料经燃烧反应后得到的高温燃烧气体进一步与外界空气接触，混合到某一温度后直接进入干燥室或烘烤房，与被干燥物料相接触，加热、蒸发水分，从而获得干燥产品。为了利用这些燃料的燃烧反应热，必须增设一套燃料燃烧装置。如：燃煤燃烧器、燃油燃烧器、煤气烧嘴等。 常用：这种直接加热式热风炉不可用于养殖等取暖。 热风炉间接式热风炉 主要适用于被干燥物料不允许被污染，或应用于温度较低的热敏性物料干燥。如：奶粉、制药、合成树脂、精细化工等。此种加热装置，即是将蒸气、导热油、烟道气等做载体，通过多种形式的热交换器来加热空气。 间接式热风炉的最本质问题就是热交换。热交换面积越大，热转换率越高，热风炉的节能效果越好，炉体及换热器的寿命越长。反之，热交换面积的大小也可以从烟气温度上加以识别。烟温越低，热转换率越高，热交换面积就越大。 经过燃料和加热源的分离，可用于人类取暖。 工作原理可分为蓄热式和换热式两种 蓄热式，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。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燃气，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。 热风炉系统 优点：换热温度高，热利用率高。 缺点：体积大，占地面积大，热风温度不稳定,切换机构多，容易出问题，蓄热体寿命短，维修成本高，购置成本极高。