石横特钢3#高炉热风炉智能燃烧技术应用实践

2022-01-10孙中领杜勇邱德辉

科技信息·学术版 2022年1期

关键词：节能

孙中领杜勇邱德辉

摘要：石横特钢3#高炉热风炉大修改造完成后，使用山东省冶金设计院开发的计算机智能燃烧系统，该系统在热风炉的燃烧期以高炉送风风温、拱顶温度及废气温度目标值为依据，同时控制拱顶温度、废气温度在规定上限值内，自动调整空燃比、风机变频，有效提高了热效率，实现了热风炉全自动烧炉的效果。

关键词：热风炉;风温;全自动烧炉;智能燃烧;节能

1引言

石横特钢3#高炉有效容积1350m3，配置三座卡鲁金顶燃式热风炉，格子砖采用19孔，孔径Φ30mm，配备2台高压变频风机，集中鼓风，一用一备。单烧高炉煤气，工作制度两烧一送。采用板式换热器同时预热煤气和空气。目前平均风温维持在1210---1220℃，受国家政策碳达峰，碳中和目标因素影响，钢铁企业实施限产政策等各方面影响高炉未能实现全关大闸全风温操作。

2 热风炉概况

热风炉是加热鼓风的热交换器，通过煤气与空气在燃烧室内燃烧产生高温烟气，将蓄热室格子砖加热，达到规定温度后，换炉至送风状态，冷风流经蓄热室被加热到1200℃后进入高炉，为高炉生产提供必要的热量和氧气。

目前大部分钢铁企业热风炉的烧炉过程基本全为人工操作，煤气流量、空气流量大小由人工凭经验手动调节，由于厂区煤气系统用户多，煤气压力波动频繁，人工手动调节跟不上煤气压力波动的节奏;同时进入冬季煤气温度低，煤气质量差等因素严重制约热风炉烧炉效果，空燃比需随时进行调整，人工手动操作明显滞后，故热风温度很难满足高炉需求。另外，各班操作人员由于工作时间长短不一，各班操作人员之间烧炉技术水平也存在差距，因此手动烧炉效果非常不理想。很难保证烧炉始终处于最佳燃烧状态，同时，操作者在室内不断的调整烧炉、还要负责重力、布袋卸灰操作及室外设备的点检、维护、润滑，班组区域大，设备多，造成职工的劳动强度很大。可以看出，现有的手动烧炉技术明显跟不上高炉现代化生产的需要，因此实现全自动智能燃烧控制系统非常必要。

3 智能燃烧控制系统概述及应用

3#高炉热风炉智能燃烧系统采用山东冶金设计院开发的自动智能专家系统，采用氧化锆残氧分析仪测量热风炉烟道废气中的含氧量，作为调节依据，进行电脑自动调节，控制热风炉空气调节阀和煤气调节阀开度，实现了热风炉自动燃烧控制。其工艺过程是从热风炉仪表画面，获取热风炉的拱顶温度、废气温度、煤气支管流量、空气支管流量、煤气压力及助燃空气压力等多项参数。各参数经智能燃烧专家系统数据库中的软件运算处理后，先与上一次烧炉的空燃比等参数对比，在极短的时间内寻找到本次热风炉燃烧的最佳配比值，并不断的将现有的空燃比、拱顶温度、废气温度、烧炉时间等参数进行修正，保证当前的空燃比随时处于最佳状态，热风炉处于最佳燃烧状态，智能燃燒控制系统采用最有效的方法达到提高煤气热效应、节省高炉煤气的目的。

3.1投用自动烧炉

该自动烧炉系统投用方便，只需双击桌面图标打开智能燃烧系统，在工艺主画面有“二级投入”按钮，需要燃烧的热风炉在有燃烧信号的前提下，选择拱顶温度热电偶序号，然后点击“二级投入”按钮即可投用自动烧炉程序，在画面风机旁边也有“风机投入”按钮，点击按钮变绿后智能燃烧系统即可根据设定的空气总管压力自动调节风机的频率。如果想退出自动烧炉转为手动，则可点击“二级切除”按钮变红后即退出自动烧炉程序。

3.2全自动烧炉基本使用方法

全自动烧炉系统按照用户预先设置的烧炉时间，烧炉程序自动调节煤气、空气调节阀开度控制流量大小从而在用户规定的时间内烧到指定的拱顶、烟道温度的方式。“烧炉时间”为用户规定的时间，已烧时间为已经燃烧的时间。

3.3运行调试各项参数设定

智能燃烧控制系统各项参数设置方便，在“运行调试”界面可以对风机频率上下限、煤气空气阀门上下限、燃烧室温度、烟道温度、预期烧炉时间、空气总管压力、空燃比、含氧量、煤气系数等参数进行修改。保证燃烧过程满足高炉风温的需求。

4 智能燃烧系统使用后效果

4.1作业率

智能燃烧系统使用简单可靠、调节方便、安全高，作业率达95%以上，只有在设备故障及休复风短时间内使用手动烧炉，待故障排除后及时切换至自动烧炉系统。

4.2自动烧炉拱顶温度实际情况

手动烧炉时由于煤气压力波动人为调节频繁，拱顶温度波动大，送风后风温下降快;采用智能燃烧系统后整个烧炉过程中拱顶曲线平稳，波动非常小，近似一条直线。

4.3煤气消耗

自9月14日使用自动烧炉之后，每天换炉次数平均12.5次，较以前换炉次数有所减少，全天煤气消耗控制在240万左右。节能降耗明显。

4.4风温情况