热风炉系统-介绍

高炉热风炉及其工艺介绍炼铁部吴泽峰目录一高炉热风炉种类二公司热风炉介绍三热风炉工艺流程四热风炉操作要点难点一高炉热风炉种类1热风炉简介•历史：古代就有鼓风炼铁技术（风箱），到了1828年开始使用热风炼铁。热管换热→热风炉（1857年，考贝）•提高风温效益：降焦、增产、提高生铁质量和喷吹燃料的效率。一高炉热风炉种类1热风炉简介•热风炉：•间歇式：连续式和间歇式连续式缺点：高温陶瓷换热器技术不成熟。蓄热式，为高炉热风炉采用，工作必须两座以上。一高炉热风炉种类2高炉热风炉分类结构区分：一般区分：发展历程：外燃式内燃式（侧燃式、顶燃式）外燃式、内燃式、顶燃式内燃式→外燃式→顶燃式一高炉热风炉种类2.1内燃式热风炉•1-煤气管道•2-煤气阀；•3-燃烧器；•4-燃烧室；•5-热风管道；•6-热风阀；•7-大墙；•8-炉壳；•9-拱顶；•10-蓄热室；11-隔墙；•12-冷风管道；13-冷风阀；•14-烟道阀；15-炉箅子和支柱一高炉热风炉种类2.2内燃式热风炉特点•优点：•缺陷：结构比较简单，能够得到高温热风。1煤气短路或直联（短路现象）。2香蕉效应。3燃烧室砖体、热风管拱门和热风炉燃烧器很容易变形和受损。4燃烧产物分布不均。5脉冲燃烧。6温度波动损伤。一高炉热风炉种类外燃式热风炉2.3外燃式热风炉结构特征一高炉热风炉种类2.3外燃式热风炉•外燃式热风炉最重要的改进是把燃烧室外置。燃烧室自身具有外壳，改进后的热风炉更加可靠，运行更加稳定。•这种改进虽然消除了“短路”和“香蕉效应”两个缺陷。•使热风炉的构造更加复杂。这不但使得建造和设备的成本提高了15～35%，而且需要占用更多空间。一高炉热风炉种类2.4顶燃式热风炉•顶燃式热风炉又称为无燃烧室热风炉。•特点是将煤气和空气直接引入拱顶空间内燃烧。•1978年于首钢建设了第一座投入实用顶燃式热风炉，苏联卡鲁金博士于1982年将顶燃式热风炉推广到大型高炉。一高炉热风炉种类2.4第一代卡鲁金顶燃式热风炉一高炉热风炉种类2.4顶燃式热风炉一高炉热风炉种类2.5卡鲁金式热风炉一高炉热风炉种类2.6卡鲁金热风炉优点1煤气和空气喷射涡流式混合系统可使煤气燃烧比较充分。2热风炉没有短路的现象。3燃烧产物均匀供给蓄热室(95-97%)，提高了热风炉利用系数。4可承受煤气和空气预热到500-600℃。5温度在拱顶、蓄热室、内层和外壳上对称分布。降低了温度剧变，改善了热风炉的稳定性。一高炉热风炉种类2.7两种顶燃式热风炉实物二公司热风炉介绍•公司采用卡鲁金顶燃式热风炉。•热风炉采用一列式布置，先建设3座热风炉，在换热器和热风炉之间预留4号热风炉基础。二公司热风炉介绍热风炉炉衬热风炉砌筑各通道口采用组合砖，针对不同的温度区域选择耐火材料。高温区采用硅砖；中温区采用低蠕变高铝砖；下部低温区采用低蠕变粘土砖。在耐火材料外侧，根据各部位不同的工作条件，分别选取不同牌号轻质高铝砖和轻质粘土砖，作为隔热材料。在隔热砖外侧还采用隔热性能好的硅酸铝棉毯，以保证热风炉具有很好的保温及吸收热膨胀性能。二公司热风炉介绍热风炉常用耐火砖耐材种类组分耐火度荷重软化温度特性硅砖SiO2含量≥94%1690~1730℃1640~1670℃高温稳定性高。低温热稳定性很差。使用过程中，在800℃以下要缓慢加热和冷却，以免产生裂纹。高铝砖Al2O3含量≥65%1750~1790℃1500-1550℃高温稳定性不如硅砖，中温温度性好，密度大，储热量大粘土砖Al2O3含量35-45%1690~1730℃1280-1400℃高温稳定性相当差预燃室煤气入口组合砖助燃空气入口组合砖红柱石质热风出口组合砖烟道出口组合砖冷风入口组合砖硅质燃烧室组合砖高铝质隔热砖粘土质隔热砖人孔组合砖硅质格子砖硅质墙砖高铝保温砖粘土保温砖低蠕变高铝质格子砖低蠕变粘土质格子砖低蠕变粘土质墙砖粘土保温砖低蠕变高铝质墙砖高铝保温砖红柱石堇青石质球顶组合砖高铝质隔热砖粘土质隔热砖热风炉内衬二公司热风炉介绍热风炉炉衬1、燃烧室顶燃式热风炉的燃烧室采用圆柱-锥台砌筑结构，砖衬由内向外分别采用：硅砖、高铝隔热砖、粘土隔热砖及硅酸铝棉毯砌筑，钢壳内表面喷涂一层耐火喷涂料。2、蓄热室采用19孔格子砖，孔径Φ30mm。不同高度的格子砖因所处的温度区域不同，所采用材质也不同，从上到下依次为硅质、低蠕变高铝质、低蠕变黏土质格子砖砌筑。蓄热室耐火砖衬从上到下依次采用硅砖、低蠕变高铝砖和低蠕变黏土砖砌筑。耐火工作层之外为高铝保温砖和黏土保温砖。二公司热风炉介绍热风炉炉衬3、组合砖热风炉本体主要进、出口均采用组合砖砌筑，其中热风出口采用红柱石质组合砖。4、管道热风竖管、热风总管、热风支管均采用低蠕变高铝砖和隔热砖砌筑，管壳内表面喷涂不定型耐材，上方砖衬与喷涂料之间充填硅酸铝棉毯。烟气管道不砌砖，管壳内表面喷涂不定型耐材。二公司热风炉介绍十九孔格子砖特性•蓄热室采用高效19孔格子砖，每立方米格砖的加热面积49.27m2，单位炉容加热面积：90.28m2/m3。二公司热风炉介绍炉箅子、托梁及支柱炉箅子采用托梁式结构，炉箅子、托梁及支柱材质均采用中硅耐热球铁RQTSi4Mo，可长期在废气温度400℃工作。炉箅子采用三孔连通梅花型炉箅子。部位参数数值支柱高2420mm断面尺寸外径340mm内径270mm托梁厚上30mm下100mm高上400mm下500mm炉箅子厚250mm二公司热风炉介绍炉箅子、托梁及支柱公司炉箅子其他炉箅子二公司热风炉介绍热风炉大墙大墙砖蓄热室和燃烧室结合部采用迷宫结构，防止两部分大墙间的串风。燃烧室大墙采用多层次独立托圈。这种形式结构简单，施工简便，使用寿命长。其主要特点是热风炉上部的高温区和下部蓄热室低温区的大墙砌砖相脱离，使上、下两部分的膨胀互不影响，从而有效地防止了由于耐火砖的膨胀对大墙的破坏。二公司热风炉介绍燃烧装置陶瓷燃烧器：采用新型顶燃燃烧器，置于热风炉的顶部。优点：煤气和空气充分混合完全燃烧气体混合均匀，空气过剩系数小，可提高燃烧温度。燃烧气体向上喷出，不再冲刷隔墙，延长了隔墙的寿命，同时改善了气流分布。二公司热风炉介绍燃烧装置二公司热风炉介绍阀门（1）、闸式阀阀门的开闭方向和气流方向垂直，主要用于切断洁净气体的阀叫闸式阀。如热风阀、冷风阀等。（3）、蝶式阀阀板可以在阀体内旋转，常用于调节气体流量，严密性较差，不宜用于切断部位的阀叫蝶式阀。如空气调节阀、煤气调节阀、混风调节阀等。（2）、球阀主要用于切断含尘气体，如煤气放散阀。二公司热风炉介绍热风炉主要阀门设备名称直径工作压力型号工作温度驱动形式启闭时间阀门型式数量热风阀DN1400mm0.43MPaQR746R≤1350℃液压≤15s闸阀3台冷风阀DN1400mm0.43MPaQZ741Y≤250℃液压≤15s闸阀3台空气燃烧阀DN1200mm0.43MPaQZ741Y≤250℃液压≤15s闸阀3台煤气燃烧阀DN1400mm0.43MPaQZ741Y≤450℃液压≤15s闸阀3台煤气切断阀DN1400mm0.02MPaQD740H≤250℃液压≤5s蝶阀3台氮气吹扫阀DN150mm0.8MPaQ741F-16C≤200℃液压≤15s球阀3台烟道阀DN1600mm0.43MPaQZ741Y≤500℃液压≤5s闸阀6台混风切断阀DN700mm0.43MPaQZ741Y≤500℃电动≤15s闸阀1台倒流休风阀DN700mm0.43MPaQR743R≤1300℃液压≤15s闸阀1台二公司热风炉介绍助燃风机两台助燃风机集中供风（1用1备）技术参数数值风量12.5×10Nm3/min出口风压10～12kPa配用电机功率～630kW二公司热风炉介绍煤气、助燃空气预热烟气余热回收系统，利用烟气的余热，采用整体式热管换热器预热煤气及助燃空气，使助燃空气和煤气的温度均达到≥190℃，换热器安装后没有任何运行成本，它不但回收了烟气的余热，而且可以提高热风温度，降低了生产成本。整体型热管换热器技术性能序号性能烟气空气煤气1流量Nm3/h21.3×1049.3×10413.6×1042流体入口温度℃～30020703流体出口温度℃170～190≥190≥190二公司热风炉介绍热风炉主要参数序号参数名称单位数值1热风炉座数座32送风制度两烧一送3送风期min454热风炉全高m44.45热风炉直径上/下m10.174/8.8346格子砖高度m22.57蓄热室截面积㎡47.788单位m3格子砖加热面积m2/m349.279格子砖总加热面m216070110单位炉容加热面积m2/m390.2811单位鼓风加热面积m2/m3.min41.21序号参数名称单位数值12格子砖类型19孔ø3013拱顶温度℃1300~136014废气温度℃300(max:450)15热风温度℃≥120016加热风量Nm3/min390017煤气热值Kcal/Nm3≥77018平均煤气耗量Nm3/h13260019煤气、空气预热温度℃≥19020平均空气耗量Nm3/h9400021空气过剩系数1.05～1.122热风炉效率%≥77.6三热风炉工艺流程高炉高炉混风竖管热风炉鼓风机助燃风机1#2#高炉煤气预热器烟囱富氧管放风阀1#2#3#倒流休风管首矿大昌一号热风炉工艺流程图烟囱DN500DN300DN3600DN1600DN1800DN1800DN2200煤气空气热风炉烟气φ1920制粉or水渣细磨预热器煤气总管空气总管鼓风机高炉混风竖管热风总管助燃空气总管煤气总管烟道冷风总管冷风均压阀冷风阀混风切断阀温度调节阀倒流休风阀热风阀放风阀烟道阀空气燃烧阀煤气切断阀氮气阀N2煤气调节阀空气调节阀煤气燃烧阀废风阀三热风炉工艺流程热风炉上下工序上游工序1干法等煤气处理部门事故：处理不好，引另一高炉煤气或者官网煤气；热风炉停风2助燃风机事故：换备用风机；停风3鼓风机事故：换备用风机；停风下游工序热风炉停风没有热烟气制粉系统、水渣细磨烟气炉互相影响热风炉高炉四热风炉操作控制1、热风炉的送风制度热风炉的送风制度主要是“二烧一送”，有热风炉检修时采用“一烧一送”的送风制度。送风温度由混风调节阀控制。2、热风炉的燃烧控制热风炉燃烧控制主要是调节煤气量和助燃空气比。燃烧初期设定煤气量及合适的助燃空气比。达到拱顶温度管理区后调节煤气量和空气比值，保持拱顶温度。达到废气温度管理区后，逐步降低煤气量直到燃烧过程结束。热风炉的换炉操作燃烧状态→送风状态1.选择好正确的炉号。2.关闭煤气调节阀。3.关闭空气调节阀(剩3%不关死)。4.关闭煤气切断阀。5.打开氮气吹扫阀。6.关闭煤气燃烧阀（煤气小放散阀自动打开）。7.关闭空气燃烧阀。8.关闭两台烟道阀。9.开启冷风均压阀（为热风炉均压）。10.待均压完毕后，开启热风阀。11.开启冷风阀，关闭冷风均压阀。12.根据要求用混风调节阀调节入炉风温。送风状态→燃烧状态1.选择好正确的炉号。2.关闭冷风阀。3.关闭热风阀。4.开启废气阀（为炉内放风）。5.待炉内废气放净后，开启两台烟道阀。6.关闭废气阀。7.开启空气燃烧阀。8.开启煤气燃烧阀（煤气小放散阀自动关闭）。9.打开氮气阀（10-30秒）后，关闭氮气阀。10.开启煤气切断阀。11.开空气调节阀。12.开煤气调节阀，点火。13.点着火后，调节煤气空气的配比量，保证风温所需要的最佳燃烧量。隔断操作：为统一操作和为实现自动化创造条件，将停止燃烧和停止送风的操作均称为隔断操作。燃烧→隔断热风炉按照“燃烧→送风”程序走到第8步为止，保持烟道阀开启位置。送风→隔断热风炉按照“送风→燃烧”程序走到第5步为止，保持烟道阀开启位置。隔断转恢复操作：隔断→燃烧热风炉均“送风→燃烧”程序，从第6步开始，至完成操作。隔断→送风热风炉均“燃烧→送风”程序，从第9步开始，至完成操作。停气操作停烧、闷炉关总煤气切断阀切断阀通氮气开总煤气放散据需要，开盲板阀动火检修，吹扫操作关预热器旁通阀开预热器后端放散阀开20分钟后开预热器旁通阀依3、2、1炉开煤气支管放散阀开预热器前端放散阀吹扫关闭所有氮气（和蒸气）截门通风，检测合格方可进入停