高炉煤气、空气双蓄热在轧钢加热炉上的应用

徐广鑫，管风军

（东北特殊钢集团有限责任公司，辽宁 大连116105）

高炉煤气、空气双蓄热在轧钢加热炉上的应用

徐广鑫，管风军

（东北特殊钢集团有限责任公司，辽宁 大连116105）

介绍了空气、高炉煤气双蓄热式燃烧技术在东北特钢集团大型材厂步进梁式加热炉上的应用及整个蓄热式燃烧系统，解析了整个系统的优化过程，并列出了最终的优化结果。

蓄热式燃烧；步进式加热炉；高炉煤气；应用

东北特钢集团大连基地大型材厂2#步进式加热炉原为混合煤气（即：高炉煤气掺混天然气，热值1 500×4.18 kJ/m3）空气单蓄热式加热炉，由于目前能源成本较高，且高炉煤气存在富余量，因此将该加热炉改为燃用高炉煤气双蓄热式加热炉，改造后既可使高炉煤气充分利用，又可降低能源成本。

1　炉子的主要设计性能及参数

炉子尺寸：29.3 m×6.6 m×3.6 m

加热温度：冷坯，从室温加热至950～1 250℃热坯，从600℃加热至950～1 250℃

出料温度：950～1 250℃

生产能力：加热碳钢冷坯时最大小时产量90 t/h（标准坯，冷装）；加热轴承钢冷坯时最大小时产量65 t/h（标准坯，冷装）

燃料及低发热值：高炉煤气（750～800）×4.18 kJ/m3

供热方式：3段供热，烧嘴共80套

空、煤气预热温度：1 000℃

最大高炉煤气消耗量：39 043 m3/h最大空气消耗量：25 331 m3/h

2　双蓄热燃烧系统

改造主要是将原混合煤气单蓄热改为高炉煤气双蓄热，改造后的加热炉双蓄热燃烧系统包括蓄热烧嘴、换向阀系统、煤气供给系统、放散系统、空气供给系统、排烟系统及控制系统。

2.1蓄热式烧嘴及分布

煤气和空气都采用半内置一体式蓄热烧嘴进行预热。煤气、空气蓄热烧嘴采用左右间隔布置。这种烧嘴运行效果良好，炉温均匀，氧化烧损较小。

烧嘴采用低喷速、近喷口、大交角的组合方式，保证在炉宽方向上的温度均匀性，保证空煤气充分混合，完全燃烧。烧嘴喷口部位与炉墙整体浇注，膨胀缝设置在烧嘴与烧嘴之间。

本加热炉分为3个供热段，分别为预热段、一加热段、二加热段和均热段。加热炉燃烧系统采用蓄热燃烧技术，通过炉墙侧部的空气蓄热烧嘴、煤气蓄热烧嘴进行供热。整个加热炉在沿炉长方向上设置多个供热点，上、下侧部同时供热。各段空气蓄热烧嘴、煤气蓄热烧嘴的分布见表1。

表1　各段空气蓄热烧嘴、煤气蓄热烧嘴的分布

2.2换向系统

在燃料（煤气）和助燃风（空气）均采用蓄热式燃烧装置的基础上，将原来复杂的分散式换向方式改为简洁、易于维护和方便操作的分段集中式换向方式。采用二位三通换向阀，炉子两侧的换向阀和管道对称，全炉共布置6个二位三通煤气换向阀和6个二位三通空气换向阀。整个炉体的阀门系统与过去相比，布置更加简单，管线清晰，操作调整的空间更大，安全性更佳。

2.3煤气、空气管道系统

（1）煤气管道

煤气总管（DN1100）从接点以后设置气动快速切断阀。气动快速切断阀为掉电关闭式，在突然停电时迅速将煤气总管切断，保证炉子的安全操作要求。在燃气低压或其它重故障连锁条件满足时，快速切断阀也将切断煤气总管。

炉上煤气管道按3个供热段进行配置，实现各段流量的测量与调节。各段煤气管道设置流量计和气动调节阀，测量和调节本段的煤气供给量。从煤气总管引出的各供热段煤气分管与炉子两侧的二位三通换向阀连接，然后进入各烧嘴前支管，经手动蝶阀后送到蓄热烧嘴，由蓄热烧嘴预热后喷入炉膛。

每个蓄热烧嘴前均配置手动密封蝶阀，起到微调烧嘴的作用。

（2）空气管道（利旧）

煤气助燃空气管道按3个供热段进行配置，实现各段流量测量与调节。空气从鼓风机出来，经总管、各供热段管道的流量计、气动调节阀、换向阀、手动蝶阀送到各蓄热烧嘴，经蓄热烧嘴预热后进入炉膛。

2.4排烟系统

加热炉设置两套引风机强制排烟系统。蓄热式燃烧系统产生的烟气全部经蓄热烧嘴后由排烟机强制排出。强制排烟系统包括排烟管路、排烟机和烟囱，分空气侧排烟系统和煤气侧排烟系统。

（1）空气侧强制排烟系统

从空气蓄热烧嘴出来的烟气，流经手阀、换向阀、气动调节阀、烟管、气动快切阀和排烟机，并排入原混凝土烟囱。

新增一套空气排烟风机。引风机至炉区烟气总管利旧。

（2）煤气侧强制排烟系统

从煤气蓄热烧嘴出来的烟气，流经手阀、换向阀、气动调节阀、烟管、气动快切阀和排烟机，从钢烟囱排入大气。

钢烟囱及引风机利旧原加热炉空气系统设备。

2.5煤气吹扫及放散系统

加热炉在开炉前、停炉后对煤气管道进行吹扫，吹扫介质使用氮气，加热炉两侧煤气支管上设置放散管和放散阀。

3　烘炉及点火系统

3.1烘炉

烘炉初期采用原混合煤气烘炉烧嘴进行烘炉，按照烘炉曲线当温度达到700℃以后逐步打开蓄热烧嘴，当蓄热烧嘴燃烧稳定后打开换向系统。

3.2点火烧嘴

点火烧嘴采用LGB直焰烧嘴，点火燃料为高炉煤气掺混天然气，全炉共设置4个点火烧嘴，炉墙两侧分别为两个。

4　结语

本项目投资少、工期短、自改造投产以来，无论是在工艺升温、炉温均匀性、加热钢坯质量等方面均达到了设计目标，生产运行状况稳定良好，并取得较大的经济效益。

改造前吨钢加热成本198.64元/t，改造后为61.52元/t，吨钢节约成本137.12元/t，2016年加热炉预计产量45万t，开动率按60%计算，预计2016年可创效3 700万元。

通过以上分析数据可以看出，该炉由混合煤气单蓄热改为燃用高炉煤气双蓄热，大大降低了大型材厂吨钢成本费用，并且带来一定的社会环保效益。

［1］张怀银，邱峰，钱卫忠，等.空气、高炉煤气双蓄热燃烧技术在沙钢加热炉上的应用［J］.工业炉，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

徐广鑫（1987—），男，助理工程师，主要从事节能技术相关工作.