混合煤氣雙預熱蓄熱式燃燒器在板坯加熱爐上的應用

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tags:    時間:2014-03-11 13:20:28
混合煤氣雙預熱蓄熱式燃燒器在板坯加熱爐上的應用簡介
      1 前言    安鋼中板廠2800四輥軋機建成於1996……
混合煤氣雙預熱蓄熱式燃燒器在板坯加熱爐上的應用正文
      

1 前言
    安鋼中板廠2800四輥軋機建成於1996年,相配套的加熱設備是2座推鋼式加熱爐。單個爐子額定產量為74t/h,最大產量90t/h。新建3#加熱爐是和粗軋機、精整機等中板生產線二期工程配套的重要設備之一。
    安鋼原建加熱爐為四段爐溫控制,三段供熱(上均熱段、下均熱段、加熱段)的端進端出式推鋼加熱爐。加熱爐採用空氣、煤氣雙預熱(空氣預熱溫度350°C~450°C,煤氣預熱溫度200°C~250°C);燃燒系統上部採用平焰燒嘴,下部採用亞高速燒嘴,燃料為高焦爐混合煤氣,煤氣熱值在(6.7~10.5)MJ/m3之間波動,燃料消耗1.9GJ/t;爐底管採用汽化冷卻,橫水管採用「門」形支撐;卸載採用出料機出料,爐門為大小複式爐門結構;鋼坯氧化燒損率為1.2%。

2 技術方案分析比較
    新建3#加熱爐的技術要求是:投資低、技術成熟可靠、能耗低、維護簡單方便,建設期不影響1#爐、2#爐生產運行,提高加熱爐產量達到120t/h。為此,本項目選取了三種方案進行比較。

2.1方案1:常規加熱爐型
    選用國內成熟的平焰燒嘴十亞高速燒嘴形式,採用空氣、煤氣換熱器進行餘熱回收。該爐型設計設備結構簡單、維護方便、維修量小、技術成熟可靠,缺點是:(1)能耗高,如現1#、2#加熱爐能耗指標高達1.9GJ/t坯;(2)因建3#加熱爐需建60m煙囪,且由於場地限制煙道需跨越27m原料跨度;考慮原料跨鋼坯垛和運送鋼坯鐵路對煙道的影響,因此煙道挖掘較深施工難度大,投資高;(3)開挖煙道嚴重影響現有加熱爐和軋制中板生產;(4)常規加熱爐最大產量90t/h,不能滿足120t/h的設計產量要求。

2.2方案2:單蓄熱式加熱爐型
    該技術方案國內已有數家企業採用,技術成熟。由於單蓄熱式加熱爐同樣需建煙囪(約40%的高溫煙氣經煙囪排出)和煙道,而且管道、閥門、燒嘴較方案1多,因而投資與方案1接近;能耗與方案1相比,降低幅度不大,而維修檢修量較大,產量與方案1相當,施工影響生產程度和方案1相仿。因而本方案不能滿足本項目設計要求。

2.3方案3:空氣、煤氣雙預熱蓄熱式燃燒器加熱爐型
    混合煤氣採用空氣、煤氣雙預熱蓄熱式燃燒器技術是工業爐的難點,在此之前對國內數家雙預熱蓄熱式燃燒器加熱爐進行考察,均不同程度地存在一些問題,有的甚至較為嚴重,並且沒有應用於板坯加熱的先例(板坯爐溫為1350°C,高於線材及開坯爐,爐溫控制要求嚴格)。然而,經過近幾年神霧公司在雙預熱蓄熱式燃燒器加熱爐技術的開發和應用,實踐應用和分析研究均表明;採用雙預熱蓄熱式燃燒器技術是可行的。只要精心設計,嚴格施工,把好耐火材料等技術關口,混合煤氣雙預熱蓄熱式燃燒器加熱爐研製和生產應用問題不大。混合煤氣雙預熱蓄熱式燃燒器加熱爐具有能耗低,熱效率高,污染物排放少,投資少(鋼煙囪可就近建設),施工對生產影響小等突出優點。不足之處是管道複雜、維護檢修量較大。

3 雙預熱蓄熱式燃燒器加熱爐技術性能及其特點
    設計3#加熱爐為空氣、煤氣雙預熱蓄熱式加熱爐。技術條件如下:
    鋼坯出爐溫度:1100°C~1200°C;
    鋼坯斷面溫差:<30°C;
    燃        料:高、焦爐混合煤氣;
    低發熱值:    ≥7.535MJ/Nm3;
    爐子有效尺寸:5800mm´30000mm;
    裝出料方式:  雙排料推鋼機裝料(裝載),出鋼機出料(卸載);
    鋼坯規格:   (150~250)mm´(950~1500)mm´(1500~2600)mm;
    加熱能力:   (100~120)t/h;
    為保證3#雙預熱蓄熱式燃燒器加熱爐實現優質、高產、低耗、污染少、實用性和先進性的綜合技術要求,設計研製中突出了下述技術要點:
3.1爐型
    加熱爐採用四點三段供熱方式,即爐子分為上均熱段、下均熱段、加熱段、一加熱段供熱。在均熱段、加熱段、一加熱段之間用隔牆隔開,避免兩區溫度相互影響;採用分段設計方式可滿足中板加熱爐對不同鋼種的加熱需求和對鋼坯上、下表面溫度差的有效控制。

3.2空氣 、煤氣雙預熱蓄熱技術
    採用蓄熱式高溫空氣燃燒技術(HTAC)將空氣、煤氣同時預熱到1000℃以上,排煙溫度<150℃,可最大限度地利用煙氣餘熱,降低燃耗,提高加熱爐的熱效率;同時可降低CO2和NOx的排放量。

3.3分散換向及時序控制技術
    小型旋瓣式三通換向閥適用於單個燒嘴(或串聯上下燒嘴)換向,實現系統分散換向。分散換向由於換向閥靠近燒嘴,換向閥與燒嘴之間的連接管短而小,因而換向時管道內殘留煤氣損失較少,更

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