第一篇：我國高爐熱風爐新技術應用及展望

我國高爐熱風爐新技術應用的回顧與展望

近20年以來，隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，高爐煉鐵技術進步非常之快，高爐熱風爐大型化、多樣化、高效化，大大縮小了我們與世界先進水平的差距，一大批煉鐵及相關科技工作者開發(fā)出了一系列世界水平的具有自主知識產(chǎn)權的領先技術，填補國內(nèi)外熱風爐技術的空白，引起世人關注。主要表現(xiàn)在：霍戈文高風溫熱風爐的引進、大型外燃式熱風爐或大型外燃式熱風爐加輔助小熱風爐的組合、頂燃式熱風爐（俄卡魯金頂燃式的引進、球式頂燃式、逆旋流頂燃式的開發(fā)）、大型外燃式熱風爐自身預熱式在大型高爐上的成功應用、高爐熱風爐煙氣余熱預熱助燃空氣和煤氣技術及其附加加熱換熱技術組合等等。所有這些，都取得了高風溫的實效。熱風爐設計的系統(tǒng)優(yōu)化，自主設計、制造不同類型的高爐熱風爐，各交叉口采用的組合磚都能自主設計、制造和砌筑。高爐熱風爐烘爐技術、涼爐與保溫技術,耐火材料和耐火涂料的研發(fā)大大推動了熱風爐的技術成熟與發(fā)展。

在高爐熱風爐的理論研究方面也取得了驕人的業(yè)績。例如，計算機技術的應用，數(shù)值模擬仿真技術開發(fā)，高效燃燒器及冷態(tài)、熱態(tài)實驗，冷風與煙氣分配技術也有我國自己的專利，高爐熱風爐燃燒、流動與傳熱三大理論與實驗研究。實現(xiàn)高風溫的主要技術路線有:利用低熱值煤氣獲得高風溫的工藝方法;熱工設備的組合;工藝技術材料優(yōu)化與創(chuàng)新;國內(nèi)也有人提出了1400℃超高風溫的設想。

2005年我國重點大中型鋼鐵企業(yè)高爐平均風溫1084℃，雖有較大提高，但比國際先進水平低100~150℃。同時，高爐煤氣放散率仍有9.51%。這不僅浪費了大量的二次能源，而且嚴重污染了大氣環(huán)境。隨著煉鐵燃料消耗所占煉鐵制造成本翻番地增長，高風溫對于富氧噴煤強化煉鐵，推動煉鐵技術進步、降低成本和增加經(jīng)濟效益顯得越來越重要。

高溫空氣燃燒技術的應用

利用低熱值煤氣獲得高風溫的工藝方法主要有：（1）高爐煤氣富化法；（2）金屬換熱器法；（3）自身預熱法；（4）富氧助燃法；（5）摻入熱風法；（6）輔助熱風爐法等等。其中最具典型意義的兩種：金屬換熱器法和熱風爐自身預熱法基本上代表了當今高溫空氣燃燒技術在利用低熱值煤氣獲得高風溫方面的發(fā)展新趨勢。高溫空氣燃燒技術在國內(nèi)的興起

高溫空氣燃燒技術（High Temperature Air Combustion-HTAC）是20世紀90年代開發(fā)成功的一項燃料燃燒領域中的新技術。HTAC包括兩項基本技術手段：一是燃燒產(chǎn)物顯熱最大限度回收（或稱極限回收）；二是燃料在低氧氣氛下燃燒。燃料在高溫下和低氧空氣中燃燒，燃燒和體系內(nèi)的熱工條件與傳統(tǒng)的（空氣為常溫或低于600℃以下，含氧不小于21%）燃燒過程有明顯區(qū)別。這項技術將對世界各國以燃燒為基礎的能源轉(zhuǎn)換技術帶來變革性的發(fā)展。

1999年10月在北京中國科技會堂召開的高溫空氣燃燒技術（HTAC）技術研討會上開始了第一次與世界各地開展此項技術的交流。很快諸如北京神霧、北京北島能源技術開發(fā)公司、北科大賽能杰、山東博大等推出一系列蓄熱式熱回收技術，應用于工業(yè)化生產(chǎn)。就高爐熱風爐而言，熱風爐自身預熱法和熱風爐附加加熱換熱系統(tǒng)都屬于高溫空氣燃燒技術在高爐熱風爐上的應用。

附加加熱換熱系統(tǒng)—金屬換熱器法應用良好

德國迪林根（Dilingen）羅爾5號高爐（2220m3）采用附加加熱換熱系統(tǒng)（Additional Preheating Heat-exchange System）。

在羅爾5號高爐采用的附加加熱換熱系統(tǒng)中，建有兩臺金屬換熱器、1座燃燒爐，利用循環(huán)的廢氣可將助燃空氣預熱到500℃，同時把煤氣預熱到250℃，用單一的低熱值（3000kJ/m3）高爐煤氣可把風溫提高到1285℃。

這種金屬換熱器法是一種熱工設備的組合，具有較高的靈活性，獨立于熱風爐而存在，可以根據(jù)高爐狀態(tài)的變化靈活地調(diào)節(jié)空氣和煤氣的預熱溫度，從而提高或降低熱風溫度，減少或增加預熱空氣和煤氣量。實用新型專利“帶有附加燃燒爐的熱風爐預熱裝置”（專利號ZL96225818.0）在鞍鋼11號高爐（2580m3），邯鋼1#、3#、6#，山西臨汾、太鋼3#、4#，山東淄博、青鋼3#、4#、臨沂，寶鋼梅山2#（1280m3），遼寧北臺等廠的高爐都先后應用此工藝技術，效果顯著。

高爐熱風爐自身預熱法發(fā)展成熟

高爐熱風爐自身預熱法（self-preheatingprocess）是我國首創(chuàng)。到目前為止，還沒有檢索到國外的有關文獻。該工藝方法于1966年7月在我國山東濟南鐵廠3號高爐（100m3）由呂魯平首先采用，并獲得國家發(fā)明專利。發(fā)明至今，已走過整整40年不平凡的歷程。大體上可劃分為三個階段：（1）發(fā)明、原始創(chuàng)新階段；（2）理論探索、改進階段；（3）工藝改進、大高爐應用階段。這期間不少煉鐵、熱工科技人員進行了大量研究。

鞍鋼先后在3座2580m3高爐上，10號（1994年）、7號（2002年）和將來的新4號（2006年）都應用這種具有自主知識產(chǎn)權的熱風爐自身預熱工藝技術。隨著這一技術的發(fā)展與應用，相應的理論探索也取得了重要進展。通過計算機數(shù)值模擬，驗證了這一技術獨特的優(yōu)越性和耐火材料的合理性。

輔助熱風爐法發(fā)展方興未艾

用兩座輔助小型熱風爐，燃燒過剩的高爐煤氣，交替預熱大熱風爐的助燃空氣，經(jīng)調(diào)溫后供大熱風爐燃燒用。大幅度提高助燃空氣物理熱，實現(xiàn)1200℃以上高風溫。此工藝技術可節(jié)省大量的高熱值煤氣，多利用高爐煤氣，經(jīng)濟效益顯著。鞍鋼新建的兩座3200m3高爐采用這種輔助熱風爐法。德國和日本某些高爐也曾用蓄熱式熱風爐來預熱助燃空氣。

這幾種工藝技術在理論上具有如下特點：

（1）破除了低溫余熱回收傳統(tǒng)觀念，大幅度地提高燃燒介質(zhì)預熱溫度。雖然在系統(tǒng)中增加了一定的能量和投資，但綜合分析總能耗和效益的關系，產(chǎn)出遠遠大于投入。

（2）以利用劣質(zhì)燃料為基本點，經(jīng)工藝轉(zhuǎn)化后以低價值的高爐煤氣獲取高價值的高溫熱量。節(jié)省昂貴的高熱值煤氣供給更急需的部門，達到能源合理配置，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益和社會效益，是真正的“資源節(jié)約型”工藝技術。

（3）燃燒介質(zhì)預熱后帶入的物理熱比同樣數(shù)量的化學熱更有用。這是因為燃燒介質(zhì)預熱后煙氣溫度下降，熱效率提高，或者煙氣帶走的熱量與不預熱時相同，回收的熱量更有價值。

熱風爐的大型化、多樣化、高效化

頂燃式熱風爐的跨越式發(fā)展

近10年來，頂燃式熱風爐在我國的廣泛應用突飛猛進，一方面，在總結過去經(jīng)驗的基礎上，自主研制開發(fā)出了多種多樣的結構形式，大膽應用；另一方面，引進國外先進技術，都取得了可喜的結果。頂燃式熱風爐具有諸多優(yōu)點被人認同。

80年代初，我國首鋼新2#高爐（1327m3）4座頂燃式熱風爐的工業(yè)應用，在國內(nèi)引起不小的震動。邯鋼、石家莊高爐十幾座頂燃式熱風爐，湖南冷水江3號高爐有1座新型頂燃式熱風爐。個別小廠也有采用頂燃式熱風爐。后來的球式熱風爐把頂燃式推進了一大步，國內(nèi)一些鋼鐵廠看準了它的潛質(zhì)，紛紛采用并自主研究開發(fā)。目前球式熱風爐已成功地應用在1327m3級的高爐上?，F(xiàn)在，多種多樣的頂燃式熱風爐在我國得到了廣泛采用。

1）卡魯金頂燃式熱風爐迅猛發(fā)展這種結構的熱風爐已在俄羅斯和烏克蘭冶金工廠的1386～3200m3的高爐上建造使用。俄羅斯卡魯金（Kalugin）頂燃式熱風爐在我國迅速得以應用。例如，萊鋼750m3、1880m3，濟鋼3座1750m3，淮鋼兩座450m3，青鋼兩座500m3，遷安連城兩座480m3，國豐兩座1800m3，首秦1160m3、2200m3，天鋼3200m3，湘鋼2200m3，安鋼2800m3，唐鋼3200m3和重鋼高爐熱風爐都采用此結構形式的熱風爐。鞍鋼2580m3和首鋼曹妃甸5500m3高爐熱風爐擬采用俄羅斯卡魯金頂燃式熱風爐。

2）球式熱風爐的普遍應用球式熱風爐也可劃為頂燃式熱風爐的一種，球式熱風爐的體積小，結構簡單，材料用量大大少于內(nèi)燃式熱風爐，從而大大節(jié)省了投資。在河北新豐、廣西柳鋼、江蘇興澄和四川威遠等許許多多中小高爐得到很好的應用。目前球爐已成功地應用在1327m3級的高爐上。

3）其他頂燃式熱風爐的崛起在國內(nèi)，武漢宏圖、承德鴻博、中冶全泰、新興鑄管等也開發(fā)出了具有自主知識產(chǎn)權的旋流、旋切流頂燃式熱風爐，得到了很好的應用。

達涅利霍戈文高風溫長壽熱風爐的應用

達涅利霍戈文（Hoogovens）熱風爐集多項科學技術研究成果與一身，自1969年問世以來，迄今為止已在十幾個國家的幾十座高爐推廣應用。該熱風爐具有結構合理、投資省、占地少、熱效率高、風溫高、壽命長等優(yōu)點。

國內(nèi)20世紀70年代開始研究開發(fā)，稱之為高溫改造內(nèi)燃式。限于當時的技術水平和耐火材料的成本，沒有很好地解決燃燒器、隔墻和送風系統(tǒng)等問題而“擱淺”。當時進行的1300℃高風溫試驗也是短期的，付出的代價是昂貴的。刮了一陣“高溫改造內(nèi)燃式”風之后，不得不重新考慮引進真正的“霍戈文高溫長壽熱風爐”。

武鋼4號2200m3（2001年）、5號3200m3（1991年）、6號3200m3、7號3200m3，鞍鋼11號2580m3（2001年）、鞍鋼新1號3200m3（2001年）、唐鋼2560m3（1998年）、2000m3、首鋼1726m3、太鋼1200m3、攀鋼1260m3（1996年）和上鋼一廠2500m3（1999年）、邯鋼新建兩座3200m3（2006年）等高爐均采用此種結構形式熱風爐。平均風溫達到1150～1200℃。

大型外燃式熱風爐穩(wěn)定運行

外燃式熱風爐是內(nèi)燃式熱風爐的進化與發(fā)展。本鋼5號高爐熱風爐為地得式。鞍鋼6號高爐熱風爐（AW-Ⅰ），實際為通常所說的馬琴——派根司特（MartinandPagenstecher）外燃式，鞍鋼7號（AW-Ⅱ）、10號高爐、寶鋼所有熱風爐都是新日鐵式（NSC：NipponSteelCorporation）外燃式。

值得一提的是，鞍鋼6號高爐（1050m3）熱風爐（AW-Ⅰ）1976年投產(chǎn)，是我國第一座外燃式熱風爐，雖然經(jīng)過幾次涼爐、再生產(chǎn)和更換燃燒器、格子磚，但確切地講，雙拱頂及連接管，大墻與爐殼，至今已工作整整30年，可謂是我國的長壽熱風爐。后來不久，鞍鋼自主研究開發(fā)的7號高爐（2580m3）熱風爐（AW-Ⅱ）參照新日鐵外燃式也的確早于寶鋼，也一直沿用至今。20世紀80年代初，寶鋼引進了真正的新日鐵外燃式。雖然應用了大量的高熱值煤氣等不利因素，但確實長時間地實現(xiàn)了1200℃以上的高風溫和長壽，已引起國人的關注。鞍鋼10號高爐（2580m3）、太鋼4350m3、馬鋼兩座3600m3等大型高爐熱風爐都仍然采用新日鐵式外燃熱風爐。鞍鋼鲅魚圈新建4038m3高爐擬采用PW公司大型地得外燃式熱風爐。

熱風爐的烘爐、保溫與涼爐技術

高爐和熱風爐的烘爐技術

鞍鋼6號高爐硅磚熱風爐是我國第一座硅磚熱風爐，當時采取的烘爐方式是成功的。后來國內(nèi)陸續(xù)采用的硅磚熱風爐的烘爐都取得了成功，探索出非常寶貴的操作和維護經(jīng)驗。由天津長冶熱能設備有限公司研制開發(fā)成功的內(nèi)燃式烘爐器是近10年來廣泛采用的一種烘爐專用設備。用于高爐、熱風爐、加熱爐和其它工業(yè)爐窯的烘烤。該烘爐器使用油或燃氣，烘爐時火焰不直接接觸耐火砌體。經(jīng)配風，調(diào)節(jié)溫度后噴入爐窯，確保烘爐曲線的完整性。結合用戶的需要，采用烘爐器烘爐已經(jīng)取得了較好的經(jīng)濟效益和社會效益。通過與啟動高爐鼓風機烘爐比較，該方法是既節(jié)約大量電費又獲得高質(zhì)量的好方法，近10年來，采用該方法為國內(nèi)外各大鋼鐵公司烘烤（128～2500m3）高爐及熱風爐已達百余座。

目前，各種不同類型的爐子，各種不同種類的耐火材料，各種不同類型的燃燒介質(zhì)都能夠很好地解決烘爐問題。硅磚熱風爐的長周期保溫技術

熱風爐的保溫，重點是硅磚熱風爐的保溫，是在高爐停爐或熱風爐需要檢修時。如何保持硅磚砌體溫度不低于600℃，而廢氣溫度又不高于400℃。根據(jù)停爐時間的長短與檢修的部位和設備，可采用不同的保溫方法。鞍鋼首先采用的這種燃燒加保持爐頂溫度、送風冷卻、控制廢氣溫度的作法稱之為“燃燒加熱、送風冷卻”保溫法。這種保溫方法是硅磚熱風爐保溫的一項有效措施。不管高爐停爐時間多長，這種方法都是適用的。

鞍鋼10號高爐（1994年）新舊高爐轉(zhuǎn)換，停爐期間，對硅磚熱風爐采用“燃燒加熱/送風冷卻”方法,保溫138天，效果非常好。寶鋼1號高爐熱風爐也成功地進行了硅磚熱風爐的長周期保溫。

硅磚熱風爐涼爐再生產(chǎn)技術

硅磚熱風爐的涼爐：硅磚具有良好的高溫性能和低溫（600℃以下）的不穩(wěn)定性。過去，硅磚熱風爐一旦投入生產(chǎn)，就不能再降溫到600℃以下，否則會因突然收縮，造成硅磚砌體的潰破和倒塌。經(jīng)國內(nèi)外大量的試驗研究，硅磚熱風爐的涼爐，大體上有兩種方法：自然緩慢涼爐和快速涼爐。

磚熱風爐用自然緩冷涼爐是成功的，但由于工期的關系，自然緩冷來不及，還要做快速涼爐的嘗試。鞍鋼1985年在6號高爐硅磚熱風爐上進行了快速涼爐的試驗，用14天將爐子成功地涼下來。并成功地反復再生產(chǎn)?？焖贈鰻t是非常成功的，打破了“硅磚熱風爐一命貨”的論點，說明硅磚熱風爐快速涼爐是可行的，預示了“硅磚熱風爐跨代使用”的可能性和必然性。

關行業(yè)的進步起到了助推作用

冶金設備制造技術的進步

冶金設備制造技術的進步為熱風爐技術的發(fā)展起到了關鍵性的助推作用。高溫熱風閥的引進、研發(fā)和推廣應用解決了高風溫熱風爐閥門的壽命問題。各種不同類型的波紋膨脹器的應用，解決了熱風管道膨脹問題?？咕чg應力腐蝕鋼板的研制成功為高風溫創(chuàng)造了有利條件。

耐火材料的大幅度進步

具有自主知識產(chǎn)權的各種不同類型、不同材質(zhì)的耐火材料給熱風爐按不同溫度區(qū)間選擇不同材質(zhì)的耐火材料提供了廣泛的選擇空間和可靠保證。

各種不同類型結構形式的熱風爐高溫區(qū)采用的硅磚和低蠕變高鋁磚，重要部位所需的堇青石、莫來石磚，各交叉口采用的組合磚都能自主設計、制造和砌筑，并達到一個相當高的水平。

耐火砌體涂覆高輻射材料

最近，濟南慧敏科技開發(fā)的新型高輻射材料——微納米高溫遠紅外節(jié)能涂料在各種工業(yè)爐窯上廣泛應。該高輻射新材料工作溫度：300～1810℃；適合燃氣、煤、油、電等各種燃料種類，可縮短升溫時間；降低排煙溫度；提高爐溫及爐溫均勻度，燃料燃燒充分；提高熱效率，提高工效5%～15%；保護爐襯，延長爐窯使用壽命；節(jié)能5%～20%?？捎糜阱仩t、工業(yè)電爐、均熱爐、陶瓷窯爐、石油化工行業(yè)的加熱爐、裂解爐、冶金熱風爐、球團豎爐、軋鋼加熱爐等各種工業(yè)爐窯的節(jié)能。

這種遠紅外涂料具有節(jié)能作用自20世紀50年代就被專家確定；70年代國外有產(chǎn)品面世；80年代國內(nèi)有產(chǎn)品面世；半個世紀沒有得到全面推廣，其原因是施工工藝沒有得到良好解決。該材料發(fā)射率0.91～0.93；耐火度大于1800℃；附著力2級以上；抗熱振性1200℃；室溫10次以上無脫落；粒度25～780nm。該項新材料自發(fā)明問世以來，迅速在各種爐窯上應用，如濟鋼、萊鋼、邯鋼、青鋼、長治、鞍鋼。經(jīng)檢驗部門檢測及用戶使用，該產(chǎn)品粘接力強，高溫使用不易開裂、脫落，使用壽命長，主要技術指標達到了國際先進水平。

基礎理論與應用研究起到了支撐作用

2005年9月“高風溫長壽熱風爐研討會”在秦皇島召開，知名教授、博士以及從事熱風爐研究和操作的專家學者聚集一堂，一致認為，提高我國風溫水平是使我國由煉鐵大國向強國轉(zhuǎn)變的重要標志之一。并提出熱風爐的設計和操作應首先把1250℃的風溫作為近期目標，把1400℃的風溫作為我們進入強國的研究目標。目前，一大批科研人員長期不懈的努力，解決了眾多不同層面的技術關鍵和研究開發(fā)出了具有國際先進水平和實用價值的新工藝、新技術、新材料，都取得了顯著的經(jīng)濟效益。

熱風爐傳熱過程數(shù)學模型的發(fā)展

在我國，對熱風爐蓄熱室傳熱模型的研究與應用方興未艾。一些文獻從不同側(cè)面對熱風爐操作與控制進行了積極探索，其中，有些模型已應用于實踐。張宗誠、蘇輝煌應用熱風爐不穩(wěn)定態(tài)傳熱的數(shù)學模型較準確地計算出了熱風爐內(nèi)格子磚和氣體沿著高度方向隨時間變化的溫度分布。從而為預測熱風溫度、廢氣溫度、送風時間和熱效率，以及分析各種不同操作制度下的熱工特征和選擇最佳的設計與操作制度提供了可靠的手段。張建來根據(jù)熱平衡方程及若干經(jīng)驗公式建立了熱風爐熱量控制燃燒數(shù)學模型，其要點是以熱量控制熱風爐的燃燒，根據(jù)下一周期的加熱風量、風溫來確定所需要的煤氣化學熱，以達到最佳燃燒。數(shù)學模型的建立為計算機有效控制燃燒提供了基礎模型。根據(jù)不同的送風模型進行送風調(diào)節(jié)，獲得了滿意的結果。此外，熱風爐換爐的自動控制系統(tǒng)、自尋最優(yōu)化控制都是建立在不同的數(shù)學模型基礎上的。寶鋼高爐熱風爐數(shù)學模型應用20年的實踐證明，用數(shù)學模型控制熱風爐燃燒及有關操作制度，選擇合理的熱工參數(shù)，及時調(diào)整控制變量，可以達到節(jié)約能源、提高風溫的效果。由此可見，可靠的數(shù)學模型對于熱風爐的自動化操作和節(jié)能增效是十分有益的。燃燒器冷態(tài)、熱態(tài)模型實驗研究

熱風爐由于空氣預熱溫度較高，使陶瓷燃燒器工作條件惡化，且易產(chǎn)生脈動燃燒。為解決這個問題鞍山鋼鐵學院的教授們與現(xiàn)場結合專門進行了陶瓷燃燒器的冷態(tài)、熱態(tài)試驗。在熱態(tài)模型上測量了不同燃燒能力、不同空氣預熱溫度時燃燒室內(nèi)溫度分布、廢氣成分、火焰長度及燃燒穩(wěn)定性等。為開發(fā)能適應熱風爐不同工況下陶瓷燃燒器提供了依據(jù)并找到了解決燃燒振動的方法。并利用這一熱態(tài)模型為上鋼一廠、昆鋼等做了專項試驗研究，取得成功。

煙氣和冷風均配技術

氣流在熱風爐內(nèi)的行為，早已引起人們的注意。20世紀70年代初，前蘇聯(lián)與前聯(lián)邦德國分別對此做了模擬試驗研究。近年來，我國也做了大量工作，并已著手采取措施改善氣流在蓄熱室內(nèi)的分布。20世紀80年代，武漢冶金建筑研究所研制成功“熱風爐冷風均勻配氣裝置”。它是由氣流整流器和數(shù)個阻流導向板組成。氣流整流器安裝在冷風入口的內(nèi)側(cè)，其作用是整流和均勻分流，阻流導向板安裝在蓖子下空間，通過阻擋和導向破壞渦流，均勻分布氣流。這一技術已成功地應用于攀鋼3號高爐和鞍鋼9號高爐，收到了良好效果。

北京科技大學、包頭鋼鐵學院的許多研究人員采用計算機模擬的方法也成功地解析了熱風爐氣流分布不均的實際狀況，并提出了解決問題的方法，得以應用。生態(tài)熱風爐與綠色熱風爐的建設

在利用冶金工廠產(chǎn)生的二次能源，大力推動循環(huán)經(jīng)濟的同時，努力建設“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”社會。在控制溫室氣體排放方面，熱風爐還有大量工作要做[7。生態(tài)熱風爐與綠色熱風爐的主要特征為：（1）使用低熱值煤氣作為主要燃料，經(jīng)工藝轉(zhuǎn)化后以低價值的高爐煤氣獲取高價值的高溫熱量。減少煤氣的放散量，節(jié)省昂貴的高熱值煤氣供給更急需的部門，達到能源合理配置，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益和社會效益，真正做到“資源節(jié)約型”工序；（2）實現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化、合理燃燒；（3）煙氣余熱盡最大努力回收利用，如首先采用金屬換熱器預熱煤氣和助燃空氣；其次，還是這部分煙氣供煤粉車間作為干燥、惰化氣；再次，供解凍庫作為熱氣源用等；（4）開發(fā)減排溫室氣體總量的有效措施和相關技術。

結語

隨著高爐煉鐵技術的快速發(fā)展，高爐熱風爐的選擇范圍越來越大。大型化、多樣化、高效化，大大縮小了我們與世界先進水平的差距。一大批煉鐵及相關專業(yè)科技工作者開發(fā)出了一系列世界水平的具有自主知識產(chǎn)權的領先技術，填補了國內(nèi)外熱風爐技術的空白，引起世人關注。1200℃高風溫熱風爐技術的進步與發(fā)展，是20多年來廣大高爐熱風爐工作者不懈努力的結果。霍戈文高風溫熱風爐的引進、大型外燃式熱風爐（地得式、新日鐵式）或大型外燃式熱風爐加輔助小熱風爐的組合、頂燃式熱風爐（俄卡魯金頂燃式的引進、球式頂燃式、旋流、旋切頂燃式的開發(fā)）、大型外燃式熱風爐自身預熱式在大型高爐上的成功應用、高爐熱風爐煙氣余熱預熱助燃空氣和煤氣技術及其附加加熱換熱技術組合等都取得了高風溫的實效。

第二篇：高爐熱風爐修補焊接方案

2#高爐熱風爐焊縫裂紋修復及挖補施工方案

一、工程概述

京唐2#高爐1#-4#熱風爐主體焊縫發(fā)現(xiàn)多處漏點，焊縫問題均發(fā)現(xiàn)在爐殼的第十三帶、十四帶、十五帶等熱變形較大的區(qū)域內(nèi)。主體母材材質(zhì)Q345C，板材厚度36mm、45mm、60mm。屬于中厚板焊接，焊接應力大，另外清除裂紋過程中，裂紋有可能繼續(xù)延展，造成裂紋擴大，處理難度很大。另外1#熱風爐現(xiàn)有三處因爐殼溫度較高本體現(xiàn)已變型，需要進行挖補更換。為確保返修質(zhì)量，特編制處理方案如下，要求返修人員必須嚴格按返修工藝執(zhí)行，最終按質(zhì)按量完成返修。

二、焊縫裂紋施工方法及步驟

1、對各焊縫裂紋的處理，首先通過超聲波檢測，確定各焊縫裂紋源的長度及深度，在裂紋源前10mm-20mm處打Φ10mm左右的止裂孔，如現(xiàn)場鉆孔有困難，可采用碳弧氣刨在焊縫裂紋端源處起往回進行清根，可以防止裂紋擴展。如裂紋長度較長，可將裂紋分段，然后分段進行處理裂紋。

2、利用熱風爐運轉(zhuǎn)停風時間進行處理，具體施工時間與京唐煉鐵部熱風爐點檢員協(xié)商。充分利用停爐時間抓緊施工，確保每條處理焊縫合格。

3、用碳弧氣刨分段清根，裂紋必須清除干凈，清理時如發(fā)現(xiàn)微裂紋向厚度方向發(fā)展，可先焊一層，利用焊條的熔深將微裂紋融化，再進行清根，否則即使焊接時不裂，裂紋以后仍將產(chǎn)生。

4、用碳弧氣刨清理坡口表面溝痕，清理止裂孔端部，坡口1:6圓滑過渡，無明顯的溝痕，然后用磨光機打磨，表面進行著色(也可用超聲波探傷)檢驗，檢查無裂紋缺陷后方可進行下部工序。

5、如果焊縫裂紋開裂到母材最根部，考慮到焊接只能在熱風爐外側(cè)進行，可把焊縫處母材用碳弧氣刨或用氣焊工具清理到最根部，焊接前在根部加設厚度3mm的焊接墊板或12mm直徑的圓鋼（上述兩種鋼材一定要和母材材質(zhì)相匹配），以便于施工焊接并可以保證焊接焊縫焊透。

6、焊接前用履帶式電加熱片或氣焊預熱，預熱溫度≥100℃。（建議100～150℃）

7、焊條選用E5016,（或E5015）使用前350℃~400℃烘干1~2小時，降至100℃~150℃保溫。焊接使用時保溫筒盛裝，隨用隨取。

8、焊條采直徑Φ3.2mm，焊接電流100A~130A。

9、前三層用焊條手工電弧焊焊接，（窄焊道，薄焊層，焊道寬度小，是焊條直徑的三倍，焊層厚度不大于5mm）其余各層可采用二氧化碳氣保焊焊接,采用多層多道焊接，焊絲牌號H08Mn2SiA（也可用H04MnSiAlTiA），焊絲直徑Φ1.2mm，焊接電流160~220A，焊接電壓22~25V。

10、焊接時四周要用彩條布圍好，確保焊接質(zhì)量。

11、除打底層外，每層焊縫要用錘擊消除應力后進行下一層焊接。

12、整個焊接過程中層間溫度不得小于預熱溫度。（層間溫度≤400℃）

13、焊縫表面處理，著色（超聲）檢測合格后進行局部火焰熱處理，采用兩盤割槍局部火焰烘烤，溫度580~620℃（建議600~640℃）用保溫被保溫2小時后緩冷，升降溫速度為125℃／h。局部熱處理后，焊縫進行100%超聲波探傷，達到GB11345-89Ⅰ級合格，焊縫表面100％著色檢驗，不允許有裂紋缺陷。(12小時內(nèi)進行熱處理)

三、爐殼挖補施工方法及步驟 1、1#熱風爐第十五帶兩處及十八帶一處因爐殼溫度過高，造成爐殼板過燒現(xiàn)已變型，經(jīng)現(xiàn)場實際測量確定出需挖補位置（見上圖）

2、第十五帶需挖補兩處為球瓣體，鋼板板厚36mm,材質(zhì)Q345C,第十八帶挖補一處為錐帶，鋼板板厚45mm、材質(zhì)Q345C,需出廠外委壓型后現(xiàn)場凈尺進行裝配。

2.1利用10#槽鋼、角鋼50*50及花紋板分別根據(jù)需要挖補位置尺寸，提前制作好兩處檢修平臺，施工平臺寬度1.2米、長度2.5米，平臺周邊設置高度不小于1.2米的護欄，平臺上表面鋪設厚度5mm的花紋板。在未停爐時利用160噸汽車吊進行安裝。平臺骨架與殼體焊接牢固，下部用槽鋼設置加強牛腿，因檢修平臺與上下層平臺距離約6米高，需提前制作好爬梯才便于施工，平臺上搭設的施工架子與木跳板捆綁牢固。

2.2 根據(jù)爐殼板變型實際情況畫出需挖補區(qū)域的切割線，采用氣焊切割掉后用160噸汽車吊焊吊耳吊出，對切割部位開設單面坡口，坡口角度15°，在壓好的挖補料上根據(jù)實際尺寸切割好待裝的爐殼板，并周邊也切割單面坡口，為了保證焊接要求，新裝的挖補板與原爐殼板之間留10mm間隙，底部加設墊板(見下圖)，墊板厚度-3mm，寬度30mm,以此保障焊縫焊透。

3.挖補板裝配合格后采用50*50角鋼搭設架子，四周用彩條布圍好，確保焊接質(zhì)量，具體焊接與探傷要求與焊縫裂紋處理的技術要求相同。

四、施工進度計劃

焊縫裂紋處理可根據(jù)熱風爐平時每次停風時間逐一進行處理。兩處挖補準備在4月份年修期間進行施工更換，每處需計劃工期 3天，共計施工6天。另外一處安排在平時停爐期間進行更換，挖補用的兩處檢修平臺在停爐前一次安裝完畢。施工時各工序應緊湊組織，必須嚴格工藝紀律，以施工質(zhì)量為主，合理安排施工進度，如進度與施工質(zhì)量沖突時應與業(yè)主協(xié)商保證質(zhì)量。

五、安全生產(chǎn)措施

1、工作地點處于40多米高空要搭建牢固的工作平臺，防止施工人員墜落。

2、參加施工的人員要熟知本工種的安全技術操作規(guī)程，在操作中嚴格執(zhí)行。應堅守工作崗位，嚴禁違章作業(yè)。

3、起重工、焊工、電工等必須持證上崗。

4、高空作業(yè)必須使用安全帶，上下交叉作業(yè)必須采取防護措施，設置安全網(wǎng)防護。

5、安全員和施工技術人員負責現(xiàn)場安全檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時處理和整改。

6、手持電動工具的電源線、插頭、插座應完好。工具的外絕緣應完好維修、角向磨光機要有防護罩，必須按規(guī)定穿戴和配備好相應的防護用品。

7、高空作業(yè)區(qū)域必須設置禁區(qū)并設置圍欄禁止行人、閑人通行闖入。

8、此工作處于高空，高煤氣區(qū)域，操作時必須佩戴煤氣報警儀，提前辦理好氣體防護工作申請及動火申請。

京唐檢修分公司

第三篇：濟鋼高爐熱風爐應用高輻射覆層技術

2011年全國煉鐵低碳技術研討會論文集

高輻射覆層技術在濟鋼2#、3#1750m3高爐熱風爐應用效果研究

高賢成1，李丙來1，王連杰1，周惠敏2, 田鳳軍2, 孫傳勝2，翟延飛

2（1.山東鋼鐵濟鋼集團有限公司 山東濟南 25010

12.山東慧敏科技開發(fā)有限公司 山東濟南 250100）

摘要：濟鋼煉鐵廠于2005年建造的2#、3#1750m3高爐熱風爐上使用了山東慧敏科技開發(fā)有限公司自主研發(fā)的高輻射覆層技術。為研究高輻射覆層的長期應用效果，投產(chǎn)后，我們對熱風爐的運行數(shù)據(jù)進行了跟蹤。本文對4年來3#高爐3座熱風爐（有覆層）與1#高爐3座熱風爐（無覆層）的熱風溫度，和5年來2#高爐2#熱風爐（有覆層）與2#高爐1#熱風爐（無覆層）的過渡區(qū)格子磚溫度進行了對比，對其效益進行了分析研究。

關鍵詞：高爐熱風爐，高輻射覆層技術，“杰能王”納微米高輻射覆層

1.概述

由山東慧敏科技開發(fā)有限公司研究開發(fā)，并在濟鋼2#、3#1750m3高爐熱風爐進行應用效果研究的納微米高輻射覆層技術是通過界面處理和粉體超細化技術，將高發(fā)射率材料涂覆在物體表面，形成厚度約0.3mm的均勻覆層，使物體表面具有很強的熱輻射吸收和輻射能力，輻射傳熱效率提高的新型節(jié)能技術。高輻射覆層通過強化輻射換熱，提高物體表面溫度，增加物體內(nèi)外溫度梯度，使物體升溫期吸熱速度和吸熱量增加，降溫期放熱速度和放熱量也增加。在蓄熱體上應用高輻射覆層是一項高效蓄熱技術，是在高爐熱風爐格子磚表面涂覆 “杰能王”納微米高溫紅外節(jié)能涂料，使格子磚表面具有更強的吸收和輻射熱量的能力，大大提高格子磚的熱交換效率，從而使熱風爐的工作效率提高，達到提高風溫的目的。

濟鋼集團公司煉鐵廠于2005年建造的2#、3#1750m3高爐熱風爐上采用了高輻射覆層技術。2#高爐2#熱風爐蓄熱室上部30層硅質(zhì)格子磚及拱頂和3#高爐3座熱風爐蓄熱室上部30層硅質(zhì)格子磚上使用“杰能王”納微米高溫紅外節(jié)能涂料。為研究高輻射覆層的長期應用效果，我們對熱風爐的運行數(shù)據(jù)進行了跟蹤。2 高輻射覆層技術應用效果研究

2.1 2#1750m3高爐熱風爐應用效果研究

比較格子磚表面溫度是研究高輻射覆層技術應用效果的一種方式。通過對比位于1#和2#熱風爐高度17.62米處同平面等弧3點測試的過渡區(qū)格子磚表面溫度，比較有覆層格子磚與無覆層格子磚的表面蓄放熱量情況。圖

1、圖2分別是1#、2#熱風爐投產(chǎn)一個月時過渡區(qū)格子磚的溫度曲線圖。

無覆層的熱風爐格子磚溫度曲線起伏小，吞吐熱量少

圖12005年1#熱風爐過渡區(qū)格子磚溫度圖

圖1中1#熱風爐過渡區(qū)格子磚（無覆層）的溫度在加熱階段升溫緩慢，曲線斜率小,升溫幅度小。說明

吸熱速度慢，蓄熱量小。圖2中2#熱風爐過渡區(qū)格子磚的溫度在加熱階段升溫

快，曲線斜率大，升溫幅度大。說明吸熱速度快，蓄熱量大。

有覆層的熱風爐格子磚溫度曲線起伏大，吞吐熱量多

圖22005年2#熱風爐過渡區(qū)格子磚溫度圖

圖

1、圖2中2005年1#和2#熱風爐格子磚的溫度統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表1。

1#熱風爐過渡區(qū)格子磚（無覆層）燃燒期終點溫度為947.33℃，2#熱風爐過渡區(qū)格子磚（有覆層）燃燒期終點溫度為998.87℃，采用高輻射覆層后，2#熱風爐過渡區(qū)格子磚的終點溫度提高了51.54℃。1#熱風爐過渡區(qū)格子磚（無覆層）的溫差平均值為137.08℃，2#熱風爐過渡區(qū)格子磚（有覆層）的溫差平均值為223.75℃，采用高輻射覆層后，2#熱風爐過渡區(qū)格子磚（無覆層）溫差增大了86.67℃。

表12005年1、2熱風爐格子磚溫度

#

#

夠吸收更多的能量，從而達到較高的終點溫度，送風期能夠釋放更多的能量，傳遞更多的能量給冷風。格子磚的溫差增大也證明了格子磚吸收熱量增多，釋放的熱量也增大，提高了熱風爐的工作效率和熱效率。

投產(chǎn)3年后（2008年），1#、2#熱風爐的過渡區(qū)格子磚溫度曲線見圖

3、圖4；投產(chǎn)4年后（2009年），1#、2#熱風爐的過渡區(qū)格子磚溫度曲線見圖

5、圖6；投產(chǎn)5年后（2010年），1#、2#熱風爐的過渡區(qū)格子磚溫度曲線見圖

7、圖8；投產(chǎn)6年后（2011年），1#、2#熱風爐的過渡區(qū)格子磚溫度曲線見圖

9、圖10。

圖32008年9月20日1#熱風爐圖42008年9月20日2#熱風爐

圖52009年4月26日1#熱風爐圖62009年4月26日年2#熱風爐

圖72010年2月21日1#熱風爐圖82010年2月21日2#熱風爐

圖92011年1月17日1#熱風爐圖102011年1月17日2#熱風爐

從圖中可以看出，2#熱風爐格子磚（有覆層）溫度比1#熱風爐格子磚（無覆層）溫度高，并且在燃燒期，升溫快，頂點溫度高，蓄熱量高；送風期，降溫快，放熱量高。

圖

3、圖4中2008年1#和2#熱風爐格子磚的溫度統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表2。

由圖5、6可以看出，在燃燒期，2#熱風爐升溫速度快，平均溫度（895.64℃）比1#熱風爐的平均溫度（821.29℃）高74.35℃。在統(tǒng)計周期內(nèi)，2#熱風爐燒爐終點溫度平均值與送風結束時的最低溫度平均值的溫差值遠高于1#熱風爐，可達147.7℃。2#熱風爐送風結束時的溫度低，燃燒終點溫度高，溫度振幅大的特征，說明覆層使格子磚熱量交換效率大幅提高。由于相同的時間內(nèi)吞吐的熱量大，可使送風溫度高，而且平穩(wěn)。這對高爐生產(chǎn)是非常有利的。

圖

7、圖8中2010年1#和2#熱風爐格子磚溫度統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表4。

由圖9、10可以看出，2#熱風爐應用高輻射覆層技術6年后，比未使用此

技術的1#熱風爐的溫度曲線起伏大，吞吐的熱量多，高輻射覆層具有長期有效性。

2#1750m3高爐在應用5年后（2010年），燃燒期過渡區(qū)格子磚終點溫度與2005年的溫度數(shù)值比較如表5所示。

表2投產(chǎn)3年后（2008年）1#、2#熱風爐格子磚溫度

圖

5、圖6中2009年1和2熱風爐格子磚的溫度統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表3。

表3投產(chǎn)4年后（2009年）1#、2#熱風爐格子磚溫度

高輻射覆層技術的1#熱風爐；1#熱風爐格子磚的燒爐終點溫度降低了97.20℃，2#熱風爐格子磚的燒爐終點溫度僅降低了36.51℃，溫差逐步增大。這證明HM-HRC高輻射覆層具有長效性，并且對格子磚具有良好的保護作用，延長格子磚的使用壽命。

表45年后（2010年）

1、2熱風爐格子磚溫度

#

#

表52010年1、2熱風爐格子磚燒爐終點溫度與2005年對比

送風期，格子磚溫度比1年前的溫度數(shù)值略有降低。但相比較2#1750m3高爐1#熱風爐的格子磚溫度在燃燒期和送風期兩個階段數(shù)值進一步接近，說明1#熱風爐蓄放熱量的能力降低，而2#熱風爐的蓄放熱量的能力要好于1#熱風爐。2#1750m3高爐在應用6年后（2011年），2#熱風爐的蓄放熱量的能力要好于1#熱風爐。2.2 3#1750m3高爐熱風爐應用效果研究

3#1750m3高爐3座熱風爐與同一設計未使用覆層技術的1#1750m3高爐3座熱風爐

平均風溫比較。

使用1年后，比較3#高爐3座熱風爐與同一設計的1#高爐3座熱風爐平均風溫。1#高爐熱風爐混風前

送風溫度平均值是1192.2℃，3#高爐熱風爐混風前送風溫度平均值是1221.3℃。3#高爐熱風爐比1#高爐熱風爐混前風溫平均提高29.1℃。

使用2年后，1#高爐熱風爐平均混前送風溫度為1190℃；3#高爐熱風爐平均混前送風溫度為1215.3℃。3#高爐熱風爐混前送風溫度提高了25.3℃。

使用3年后，1#高爐熱風爐混前送風溫度平均為1200.7℃，3#高爐熱風爐混前送風溫度平均是1221.4℃，3#高爐熱風爐比1#高爐熱風爐混前風溫平均提高20.7℃。

使用4年后，1#高爐熱風爐混前送風溫度平均是1201.5℃，3#高爐熱風爐混前送風溫度是1220.7℃。3#高爐熱風爐比1#高爐熱風爐混前送風溫度平均高19.2℃。運行4年后，效果明顯，爐體未發(fā)現(xiàn)不良影響。高爐熱風爐應用高輻射覆層技術經(jīng)濟效益分析

3.1 3#高爐增產(chǎn)節(jié)焦效益

煉鐵生產(chǎn)是一個復雜的系統(tǒng)工程，在同樣的工況情況下，提高熱風爐的熱風溫度可以提高煉鐵產(chǎn)量降低焦比，也是增加噴煤的必要條件。熱風爐風溫每提高100℃，可節(jié)約焦炭20kg/噸鐵，增產(chǎn)3%，增加噴煤量40kg/噸鐵，減少1噸焦炭可減少排放2.4噸CO2。

濟鋼3#高爐和1#高爐在基本相同的工況下，3#高爐的熱風爐上部30層格子磚和拱頂刷涂了“杰能王”涂料。4年后，3#高爐混前風溫比1#高爐平均每年提高23.6℃。3#高爐的利用系數(shù)平均2.5，按年360生產(chǎn)日，年產(chǎn)157.5萬噸鐵，計算如下：提高風溫23.6℃——可節(jié)約焦炭4.72kg/噸鐵，增產(chǎn)0.708%，增加噴煤9.44kg/噸鐵。（山東冶金焦炭：約為1600元/噸，噴吹煤：900~950元/噸，按每增產(chǎn)1噸鐵利潤200元計算，沒有管理成本）3.1.1 年節(jié)約焦炭

每年減少焦炭消耗：4.72kg/噸鐵×157.5萬噸/年=7434噸/年 每年可節(jié)省資金：1600元/噸×7434噸=1189.44萬元 3.1.2 年增產(chǎn)效益

每年增加產(chǎn)量：157.5萬噸×0.708%=11151噸 每年可增產(chǎn)效益：200元/噸×11151噸=223.02萬元 3.1.3 年噴煤效益

每年增加噴煤用量：9.44kg/噸鐵×157.5萬噸/年 =14868噸/年 增加噴煤代替焦炭的節(jié)省效益：(1600×0.8-925)元/噸×14868=527.81萬元 3.1.4 年節(jié)能增產(chǎn)效益

三項效益合計：(1189.44萬元+223.02萬元+527.81萬元)= 1940.27萬元 3.2 3#高爐減少CO2排放量效益

減少1噸焦炭消耗可減少排放2.4噸CO2。每年減少CO2排放量：年節(jié)焦量×2.4=7434噸/年×2.4 =1.78萬噸結論

（1）投產(chǎn)5年后，2#1750m3高爐2#熱風爐（有覆層）比1#熱風爐（無覆層）燃燒期過渡區(qū)格子磚終點溫度提高112.23℃，格子磚溫差增大了139.99℃，高輻射覆層有效提高了2#熱風爐的工作效率和熱效率，并有效保護了格子磚，延長了格子磚的使用壽命，證明了高輻射覆層技術的長期有效性。

（2）投產(chǎn)5年后，3#1750m3高爐熱風爐效果穩(wěn)定，混風前風溫比1#1750m3仍提高19.2℃，同時生產(chǎn)中未見覆層對熱風爐有不利影響，設備運行良好。

（3）3#1750m3高爐比1#1750m3綜合年節(jié)焦增產(chǎn)經(jīng)濟效益1940.27萬元，年節(jié)省焦炭7434噸/年，年CO2排放量減少1.78萬噸。

綜上所述，高輻射覆層技術降低了濟鋼高爐熱風爐的煤氣消耗，減少了CO

2的排放，致密的膜層可以提高基體的物理力學性能，對高爐熱風爐無不利影響，是一種投資少、回收期短、無運行成本的可提高熱風爐的熱轉(zhuǎn)換效率、又可延長蓄熱體生命周期的新型原創(chuàng)性技術，效果長期有效，為濟鋼的節(jié)能降耗工作起到積極顯著作用。

第四篇：熱風爐和高爐技術個人工作總結

一、加強學習，不斷提高自身業(yè)務水平

現(xiàn)代社會知識日新月異，高新技術層出不窮，作為電氣行業(yè)，隨著半導體和微電子技術的發(fā)展，電氣設備的自動化程度越來越高，因此對電氣工作人員的要求也越來越高。因此我報名參加了“萊鋼冶金自動化控制新技術充電班”培訓學習，學習了交、直流傳動、wincc、網(wǎng)絡通信等電氣專業(yè)新技術，極大地提高了自身的業(yè)務水平。

二、積極進行各種技術改造與創(chuàng)新

針對實際工作中遇到的各種問題，我積極思考解決的辦法，發(fā)現(xiàn)設備上存在的隱患及缺陷，我積極思考，提出對設備進行改造，通過一系列的改造措施，極大地降低了設備的故障率，保證了設備的正常穩(wěn)定運行。其中幾個主要的改造措施如下：

1、熱風爐操作系統(tǒng)改造

熱風爐操作系統(tǒng)原設計包括三種控制方式：半自動方式、操作臺方式、機旁操作方式。其中操作臺方式在日常中作中反映出了一些問題，主要包括以下幾個方面：操作不方便，故障率高，維修人員維修量大，和半自動方式相比，操作臺方式不直觀、不方便。鑒于以上問題，同時通過與崗位人員協(xié)商討論，決定去掉操作臺操作方式，將操作臺拆除，保留半自動方式和機旁方式，而像倒流休風閥等沒有半自動方式的閥門重新設計，增加半自動操作方式。利用6#爐大修期間，將逐步完成此次改造，改造方案如下：與自動化部聯(lián)系，增加一個新的plc柜，將倒流休風閥等閥門的半自動操作放在此新的plc柜內(nèi)，同時自動化部要編制新的程序，制作新的監(jiān)控畫面；

冷風放風閥的電源改為eps電源，電源由eps柜內(nèi)引入，這樣即使在市電停電時，崗位人員仍能操作冷風放風閥，減少了停電對高爐造成的損失。將預熱器系統(tǒng)的電動蝶閥的控制移到plc柜內(nèi)，增加控制程序和監(jiān)控畫面，將開關控制信號和到位信號都通過繼電器引入到plc內(nèi)。將熱風爐各閥門的操作臺控制方式取消，配合自動化部將原操作臺的選擇開關移到plc中，有電腦進行操作，包括選擇半自動、機旁操作方式開關、解除煤氣閥連鎖開關等，同時對原線路對照圖紙進行修改。

2、1080m3高爐重要電氣設備加避雷器

煉鐵廠銀前兩座1080高爐位于山區(qū)環(huán)繞之中，受氣候影響，夏季雷雨較多，因其地勢較高，易引起雷擊，將直接影響電氣設備的運行。選用新型soule系列pu40400型避雷器，該避雷器具有元件少、效果可靠、便于安裝等優(yōu)點。當發(fā)生雷擊過電壓和雷電侵入波時，在電氣線路及控制開關點上產(chǎn)生一個很強烈的電壓，此時接在線路避雷器上的電壓達到一定數(shù)值時，避雷器的閥片被擊穿而放電，此時避雷器的電阻值變得很小，使雷電流對地放電，將雷電流泄放掉，當雷電壓消失后，在滅弧電壓下，其阻值又增大，恢復到平時運行狀態(tài)。

通過安裝避雷器，在生產(chǎn)中取得良好效果，今年春夏季節(jié)雷雨較往年增多，但未發(fā)生過一起因雷擊損害電氣設備的事故，有效地保護了高爐的電氣設備，保證了高爐的穩(wěn)產(chǎn)順行。

第五篇：節(jié)能新技術-高爐氣伴燒

節(jié)能新技術-高爐煤氣伴燒

用高爐（轉(zhuǎn)爐）煤氣作燃料氣

高爐（轉(zhuǎn)爐）煤氣放散塔自動放散點火伴燒系統(tǒng)

亮點

用高爐（轉(zhuǎn)爐）煤氣作為燃料氣源的高空自動點火伴燒器是本系統(tǒng)的核心。從此改變了，高爐放散塔點火與伴燒必須使用焦爐煤氣、天然氣、液化氣等作為燃料氣源的歷史!

僅此改變，為每家鋼鐵企業(yè)，一年節(jié)約伴燒燃料氣費，數(shù)百萬乃至數(shù)千萬元！

特點

使用高爐（轉(zhuǎn)爐）煤氣作燃料氣的高空自動點火伴燒器，是自動點火伴燒系統(tǒng)的核心。

它首先將電能轉(zhuǎn)換為直流高壓電弧，點燃高爐（轉(zhuǎn)爐）煤氣，產(chǎn)生煤氣火焰，為同體的催化反應室提供反應所需的初始條件。

在催化反應室，高爐（轉(zhuǎn)爐）煤氣與空氣中的氧氣發(fā)生劇烈的氧化反應，產(chǎn)生足夠大的高爐（轉(zhuǎn)爐）煤氣火焰。繼而點燃放散的煤氣使其自維燃燒。自動點火伴燒系統(tǒng)，專利技術、安全可靠、適應性強、無人職守、效益顯著，是國家推廣優(yōu)秀節(jié)能案例。

一．關于高爐煤氣放散塔

1.為什么設置高爐（轉(zhuǎn)爐）煤氣放散塔

按照國家安全與環(huán)境保護的要求，高爐煤氣排放時必須在特設的燃燒器中燃燒完全，達標后由高爐煤氣放散塔放散。

2.高爐（轉(zhuǎn)爐）煤氣放散時不能自身維持燃燒

高爐（轉(zhuǎn)爐）煤氣中的燃氣主要是一氧化碳，其含量一般在19%-30%之間;熱值700-1800kcal/m3。在沒有伴燒火焰的情況下，在放散塔燃燒器中僅依靠高爐煤氣自身產(chǎn)生的熱量，不能夠維持燃燒。

3.目前在高爐（轉(zhuǎn)爐）煤氣塔中使用的伴燒燃氣

①自產(chǎn)的焦爐煤氣做伴燒燃氣

焦爐煤氣熱值一般在4000kcal/m3左右，作為高爐煤氣的燒火焰伴燒燃氣，燃燒火焰穩(wěn)定，不易被高速的排放氣體吹滅。

但是焦爐煤氣含雜和膠質(zhì)較高，極易造成點火燃料氣管道堵塞，需頻繁的清洗管道，導致維護量很大。

焦爐煤氣熱值高，是鋼鐵企業(yè)主要能源之一，用于作伴燒燃氣也是很大浪費。

②自產(chǎn)的轉(zhuǎn)爐煤氣做伴燒燃氣

轉(zhuǎn)爐煤氣熱值一般在1200-2000kcal/m3之間，只有在特殊設計的高空點火伴燒器中才能點燃，產(chǎn)生轉(zhuǎn)爐煤氣伴燒火焰，穩(wěn)定地實現(xiàn)高爐（轉(zhuǎn)爐）煤氣放散塔的伴燒。

轉(zhuǎn)爐煤氣比焦爐煤氣的雜質(zhì)含量低，使用轉(zhuǎn)爐煤氣做伴燒燃氣維護量小。轉(zhuǎn)爐煤氣的熱值是焦爐煤氣熱值的2-4分之一，經(jīng)濟效益十分明顯。

③使用外購的石油液化氣或天然氣做伴燒燃氣

這些燃氣熱值較高，作為伴燒燃氣火焰穩(wěn)定不易熄滅。使用石油液化氣時需要蒸汽加熱的汽化系統(tǒng)，尤其在氣溫較低時為防止液化更是需要加熱，工藝流程增加、維護量也增加。使用外購的燃料也給企業(yè)帶來了一筆不小的開支。

4.難題：放散的高爐（轉(zhuǎn)爐）煤氣被點燃并能自維燃燒

用電能直接點燃高爐煤氣 這樣才能實現(xiàn)自動點火。

用高爐煤氣做伴燒燃氣 這樣才能最經(jīng)濟有效地達到高爐煤氣自維燃燒的目的。

二．高爐煤氣自維燃燒自動點火伴燒系統(tǒng)

1.自維燃燒自動點火伴燒器結構及作用

主要有直流高壓電弧發(fā)生器；催化反應室；高爐煤氣采氣分配管道，三部分有機結合而成。

它們的作用是：

①直流高壓電弧發(fā)生器，是將低熱值點火器的高壓電轉(zhuǎn)換為電弧，點燃高爐煤氣與空氣的混合氣體。

②催化反應室，將高爐煤氣與空氣的混合氣體在催化作用和電梯電弧起始點燃條件下使高爐煤氣自維燃燒，產(chǎn)生較大的高爐煤氣火焰，作為放散火炬的伴燒，使放散的高爐煤氣燃燒可靠。

③高爐煤氣采氣分配管道，完成高爐煤氣直接或間接采樣，并在高空點火伴燒器的腔體內(nèi)與空氣配比混合，為高爐煤氣的點燃和催化條件下的維持燃燒提供條件。

2.自維燃燒自動點火伴燒系統(tǒng)的組成自維燃燒高空自動點火伴燒系統(tǒng)有：高空點火伴燒頭、低熱值點火器、耐高溫高電壓的石英絕緣子及高壓導線、就地式主控制器、啟動點火信號源、火炬火焰遙測器、火炬火焰探測組件、氣動球閥、與DCS通訊單元等組成。

各部分的作用：

①自維燃燒自動點火伴燒頭

每個放散管一般需配置2-3套自維燃燒自動點火伴燒頭，作為燃料氣源的高爐煤氣取自主管網(wǎng)，由氣動球閥控制。主要作用是適時地產(chǎn)生足夠大的伴燒火焰，使放散煤氣充分燃燒。

②高壓發(fā)生、高溫高電壓絕緣子及導線

對應每個自維燃燒自動點火伴燒器，配置一臺低熱值點火器，作用是給點火伴燒器提供高壓電。

每臺低熱值點火器至自維燃燒自動點火伴燒頭，都配置一路耐高溫、高電壓的石英絕緣子及高壓導線。

③就地式主控箱

低熱值點火器的220V電源信號，或氣動球閥的控制信號等都受主控制箱控制。主控制器主要由PLC、隔離功率驅(qū)動器、信號隔離輸入輸出器、人機對話按鈕、硬手動開關、狀態(tài)顯示燈、分區(qū)防爆箱和防雨、防塵柜組成。一般為了節(jié)約投資

將該系統(tǒng)安裝在火炬現(xiàn)場，稱之為就地式主控系統(tǒng)。它可以和中控室的DCS系統(tǒng)通訊，也可和在中控室另設的計算機PC系統(tǒng)通訊。這樣在中控室既可以對現(xiàn)場實施點火操作，又可以動態(tài)觀察、記錄放散塔煤氣燃燒的運行情況。④啟動點火信號

高爐煤氣放散時需要打開放散閥，該信號可作為啟動點火信號，或另設排放檢測儀獲得信號。

⑤火焰探測

放散管煤氣是否被點燃，需要有火焰反饋信號。該信號的獲得是使用專用的火炬火焰遙測器或火焰探測組件。

3.自維燃燒自動點火伴燒系統(tǒng)的工作過程

當主控制系統(tǒng)接受到高爐煤氣放散信號后，首先向低熱值點火器送出220V電源信號，低熱值點火器送出22000V-30000V高壓電，通過高溫高電壓導線送給直流高壓電弧發(fā)生器產(chǎn)生電弧。在自動點火伴燒頭的腔體內(nèi)與來自主管網(wǎng)的受控高爐煤氣與空氣的混合氣體相遇、點燃。從自維燃燒自動點火伴燒頭的催化反應室側(cè)面及上部噴出火焰，引燃放散管放散出的高爐煤氣。

當放散塔放散的燃氣被點燃后，自維燃燒自動點火伴燒頭的催化反應室仍然繼續(xù)工作，起到伴燒火焰作用，保證放散塔放散出的高爐煤氣完全燃燒。此時火焰遙測器火火炬火焰探測組件已經(jīng)監(jiān)測到放散塔燃燒的火焰信號，并將此信號回饋給主控制器。主控制器將切斷低熱值點火器的供電，直流高壓電弧發(fā)生器停止工作，系統(tǒng)處于監(jiān)控狀態(tài)。

如果放散塔在放散過程中熄滅，主控制器系統(tǒng)將重復以上點火程序。

就地式主控制器面板上有人機對話按鈕、開關，可以手動實施半自動和硬手動點火。同時把放散塔現(xiàn)場信息以通訊方式回饋給中控室的DCS或計算機系統(tǒng)，不僅可以顯示，還記錄放散塔的現(xiàn)場情況，同時可以通過鼠標或觸摸屏對現(xiàn)場實施人工半自動點火操作。

三、系統(tǒng)主要配置

序號 名稱及規(guī)格 單位 數(shù)量高空點火伴燒頭不銹鋼 套 2-3

2低熱值點火器HYDDHQ套 2-3就地式主控制箱套 1專用軟件套 1石英絕緣組件套 6-12高壓轉(zhuǎn)接盒個 2-4高壓瓷橫擔套 實測火焰探測組件HYZW套 1/管火炬火焰遙測器1臺 視情況定燃氣控制閥臺 視放散管數(shù)定裸高壓電纜￠2316L多股不銹鋼絲繩 米 視情況定

四．主要技術參數(shù)

① 點火用燃氣

高爐煤氣： 壓力≧7kpa

熱值≧680 kcal/m3

② 火焰大小

與高爐煤氣的供給量相關

③ 電源

電壓 220V/50HZ ± 10%

功率 2-5KVA(視配置不同而不同)

④ 點火失誤率 ≤1‰

⑤ 點火操作方式

具有 全自動；半自動；硬手動；遠操點火功能⑥ 通訊

可與DCS系統(tǒng)通訊；與PC計算機系統(tǒng)通訊

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