讲课内容,国内高炉热风炉现状,高炉热风炉设计思路

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炼铁高炉热风炉现状及发展方向

炼铁高炉热风炉现状及发展方向

炼铁高炉热风炉现状及发展方向张振峰冯晓军摘要:根据国家《钢铁产业发展政策》,以及国家节能减排政策的实施,对我国钢铁工业健康发展提出相关要求,技术装备现代化、大型化,高效节能是高炉炼铁生产的发展方向,而做为高炉炼铁生产,热风炉的效率、装备水平对炼铁生产能耗降低起到重要作用。

本文对我国高炉炼铁热风炉装备水平及运行现状和发展方向做以总结分析。

关键词:高炉、热风炉、现状及发展方向1、引言:目前,我国高炉炼铁生产技术步入了飞速发展阶段,随着国家节能减排,以及淘汰落后产能的步伐加大,对于高炉炼铁能耗降低、热风炉提供高风温、增加煤粉喷吹量,节能降低焦比的有效措施,随着高炉大型化装备水平的现代化,热风炉各种新技术的应用,使热风炉逐渐走向节能、高效、长寿的步伐。

改进内燃式、外燃式均取得了1200℃以上的高风温。

随着顶燃式热风炉的发展,特别是卡鲁金顶燃式热风炉的引进,其高效、长寿、投资成本低的特点,逐渐为大型高炉所采用,并取得成功,已成为热风炉发展方向。

2、目前我国炼铁高炉热风炉现状:2.1 现代热风炉的分类:热风炉做为高炉炼铁重要组成设备,随着高炉炼铁技术的发展进步,热风炉结构形成发展的步伐从来就没有停止,其历史久远,现代热风炉分为以下几类:①按燃烧室位置分:内燃式、外燃式和顶燃式。

②按燃烧入口位置分:低架式(落地式)和高架式。

③按燃烧室形状分:眼睛形、苹果型和圆形。

④按蓄热体形状分、板状、块状和球状。

本文以现代主流热风炉分类依据,按燃烧室位置来分别讨论内燃式、外燃式、顶燃式热风炉的现状及发展方向。

2.2国内炼铁高炉装备内燃式热风炉的现状。

2.2.1内燃式热风炉结构特点:热风炉的燃烧室(又叫火井)和蓄热室同置于一个圆型炉壳内,称之为内燃式热风炉,内燃式热风炉又分为传统内燃式和改进内燃式,传统内燃式热风炉的风温低、寿命短,已被改进内燃式所代替,改进内燃式的主要特点:①采用悬链线型拱顶结构,优化拱顶高温稳定性及气流分布;②采用圆型火井及新型隔墙;③采用陶瓷燃烧器和弧形炉衬板。

高炉热风炉高效送风策略的研究进展及发展趋势

高炉热风炉高效送风策略的研究进展及发展趋势

高炉热风炉高效送风策略的研究进展及发展趋势引言高炉热风炉是冶金行业中重要的设备之一,其作用是为高炉提供高温、高压的热风,以支持高炉内的燃烧过程。

高效的送风策略对于高炉的正常运行和提高生产效率至关重要。

本文将探讨高炉热风炉高效送风策略的研究进展及发展趋势。

二级标题1:传统送风策略三级标题1:定风量送风策略定风量送风策略是传统的高炉热风炉送风方式。

该策略通过设定固定的送风量来满足高炉的需求。

这种方式简单直接,但无法根据高炉的实际状态进行调整,容易导致送风过剩或不足的问题。

三级标题2:定压送风策略定压送风策略是另一种常见的传统送风方式。

该策略通过设定固定的送风压力来满足高炉的需求。

这种方式相对于定风量送风策略更加灵活,可以根据高炉的实际状况进行调整,但仍存在一定的局限性。

二级标题2:研究进展三级标题1:气动模型研究近年来,研究人员通过建立气动模型,对高炉热风炉的送风策略进行了深入研究。

通过模拟高炉内的气流分布和流动特性,可以优化送风策略,提高送风效果和能源利用率。

三级标题2:智能控制技术研究智能控制技术在高炉热风炉的送风策略研究中也发挥了重要作用。

通过采集高炉的运行数据和实时监测信息,结合先进的控制算法,可以实现自动调整送风策略,提高送风效率和稳定性。

三级标题3:节能减排研究随着环保意识的增强,高炉热风炉的节能减排研究也日益受到关注。

研究人员通过优化送风策略,减少能耗和排放,推动高炉热风炉向清洁、高效的方向发展。

二级标题3:发展趋势三级标题1:智能化发展未来,高炉热风炉的送风策略将更加智能化。

通过引入人工智能、大数据分析等技术,可以实现对高炉运行状态的实时监测和预测,进一步优化送风策略,提高生产效率和能源利用率。

三级标题2:绿色环保发展绿色环保是当前社会的重要发展方向,高炉热风炉的送风策略也将朝着清洁、低排放的方向发展。

研究人员将继续探索新的送风方式和技术,以减少能耗和排放,实现可持续发展。

三级标题3:综合优化发展综合优化是未来高炉热风炉送风策略发展的重要方向。

高炉热风炉烟气治理技术介绍

高炉热风炉烟气治理技术介绍

NaHCO3 + HCl
NaCl + CO2 + H2O
2 NaHCO3
SO2 + ½ O2 SO3
Na2SO4 + 2 CO2 +H2O
NaHCO3 + HF
NaF + CO2 + H2O
脱硫并干燥的副产物随 气流进入布袋除尘器被捕集。
注:①反应器也可以不设置,直 接采用烟道。 ②副产物主要为硫酸 钠,其可用于造纸、玻璃、水泥厂。
➢ 随着时间推移,整体式热管换热器技术不断成熟,尤其 是冷、热流体之间的中隔板密封技术得到解决,并且人 们认识到分体式热管换热器的诸多缺点,因而整体式热 管换热器得到普遍推广应用。
1.我国高炉热风炉现状--热管换热器
分体式热管换热器
1.我国高炉热风炉现状--热管换热器
整体式热管换热器
1.我国高炉热风炉现状
根据经验,小苏打的粒径要求: ➢ 90wt%<35 µm (脱 HCl) ➢ 90wt%<20 µm (高效脱SOx)
PS:此步可完成90%的脱硫。
2)第二步:在布袋除尘器中完成:
烟气进入布袋除尘器,除尘器中布袋表面的滤饼部分是由反应产物,未反 应 的 吸 附 剂 、 反 应 物 以 及 飞 灰 组 成 。 当 经 过 滤 饼 时 , 余 下 的 SO2 、 重 金 属 、 PCDD/F等继续发生反应,完成第二步脱硫。
优点:换热温度高、热利用率高、工作风量大,适合于大高炉生产需要。 缺点:体积大,占地面积大,购置成本高。
(2)换热式热风炉 主要是使用耐高温换热器为核心部件(此部件不能使用金属材质换热器,只
能使用耐高温陶瓷换热器),高炉煤气在燃烧室内充分燃烧,燃烧后的热空气, 经过换热器,把热量换给新鲜的冷空气,可使新鲜空气温度达到1000度以上。

热风炉讲课资料..

热风炉讲课资料..

4、预热助燃空气和煤气 (1)预热助燃空气、煤气对理论燃烧温度的影响 1)助燃空气预热温度对理论燃烧温度的影响。 助燃空气温度在800度以内,每升100度,相应提高t
理30~35℃,一般按33℃计算。 2)煤气预热温度对理论燃烧温度t理的影响,煤气
预热温度每升高100℃,提高t理约50℃。 3)助燃空气和煤气同时预热对理论燃烧温度的影响。
(2)热风炉烟气余热回收预热助燃空气和煤 气
目前国内外已在高炉热风炉上应用的烟
道余热回收的换热器,主要有:回转式金 属板式、管状式、热媒式和热管式等形式。 都取得了较好的效果。热管式换热器回收 热风炉烟气余热预热助燃空气和煤气。热 管是一种经气一液相变和循环流动来传递 热量的高效传热元件,用热管组成的换热 器成为热管换热器。热管是一个内部抽成 真空,并充以适量的工作介质的密封管。
高炉煤气混入不同量的焦炉煤气,混合
煤气的发热量及理论燃烧温度t理。每增加 焦炉煤气1﹪,混合煤气发热量约增加 150kj/m3,在混合量不超过15﹪以前,每 1﹪焦炉煤气提高理论燃烧温度t理约16℃。 每增加1﹪的天然气混合煤气的发热量,约 增加325kJ/m3,随之提高约23﹪。
需要混入高热值煤气量的比例a高按下 式计算:a高﹦(混合发热量﹣高炉煤气发热 量)/(焦炉煤气发热量﹣高炉煤气发热量)
一、 我国近年来高炉设计中采用的几种热风 炉形式:
1、 顶燃式热风炉 顶燃式热风炉由于顶部燃烧器的不同和
增加部分设计高风温技术的不同,国内大 致分为以下几种。
(1)BSK(北京首钢卡鲁金)新型顶燃热 风炉。以首钢京唐为代表的热风炉,在使 用附加燃烧炉将废气预热后的助燃空气加 热至600℃,高炉煤气预热至200℃,全烧 高炉煤气的情况下,月平均风温达到 1300℃。

高炉热风炉高效送风策略的研究进展及发展趋势

高炉热风炉高效送风策略的研究进展及发展趋势

高炉热风炉高效送风策略的研究进展及发展趋势一、引言高炉是冶金工业中的重要设备,其生产效率和能源消耗率直接影响到钢铁企业的经济效益和环境保护。

高炉热风炉作为高炉的重要配套设备之一,其送风策略对高炉生产效率和能源消耗率有着重要影响。

因此,对高炉热风炉的送风策略进行深入的研究具有重要意义。

二、高炉热风炉送风策略的基本原理高炉热风炉是将空气通过加温器进行加温后送入高炉内部,与焦碳反应生成一系列物质,从而完成冶金过程。

在送风过程中,需要考虑空气温度、流量、压力等因素。

传统的送风方式是采用定压力定流量控制方式,即在设定压力和流量下将空气送入高炉内部。

但这种方式存在着能源消耗大、稳定性差等问题。

三、现有高效送风策略1. 变频调速控制技术变频调速控制技术可以实现对送风机转速的精确控制,从而实现对空气流量的精确调节。

此外,变频调速控制技术还可以有效降低送风机的能耗,提高设备的使用寿命。

2. 智能控制技术智能控制技术可以通过对高炉内部温度、压力等参数进行实时监测和分析,从而实现对送风策略的智能化调节。

此外,智能控制技术还可以通过优化送风策略,提高高炉生产效率和能源利用率。

3. 多点供气技术多点供气技术是在高炉内部设置多个喷嘴,将空气分散喷入高炉内部。

这种方式可以使空气更加均匀地分布在高炉内部,从而提高反应效率和生产效率。

四、发展趋势1. 智能化随着物联网、云计算等新一代信息技术的发展,未来高炉热风炉将向智能化方向发展。

通过建立数据模型和算法模型,实现对高炉内部温度、压力等参数的精确预测和控制。

2. 绿色化高炉热风炉的送风策略对能源消耗率有着重要影响。

未来,高炉热风炉的送风策略将更加注重节能减排,采用新型材料和新型技术,实现对能源的高效利用和环境保护。

3. 集成化未来,高炉热风炉将向集成化方向发展。

通过将传感器、执行器、控制器等设备进行集成,实现对整个系统的智能化控制和管理。

五、结论高炉热风炉是钢铁生产中不可或缺的设备之一。

炼铁高炉热风炉现状及发展方向

炼铁高炉热风炉现状及发展方向

千里之行,始于足下。

炼铁高炉热风炉现状及发展方向炼铁高炉热风炉是炼铁工艺过程中的重要设备,它对炼铁工艺的效率和环保性起着关键影响。

目前,全球炼铁高炉热风炉的现状主要表现在以下几个方面:首先,热风炉的生产工艺不断改进。

传统的炼铁高炉热风炉使用的是焦炭作为燃料,但焦炭的资源有限且环境污染较严重。

为了解决这个问题,热风炉的工艺中引入了新型的燃料,如煤粉、天然气等,以提高能源利用率和降低环境污染。

其次,热风炉的效率不断提高。

炉内燃烧过程是热风炉的关键环节,目前热风炉中采用的燃烧技术主要有:喷嘴燃烧、煤粉喷射燃烧等。

这些新型燃烧技术能够提高热风炉的燃烧效率和传热效率,减少燃料的消耗,降低炸风温度,提高炉内的燃烧温度,从而提高炼铁效率。

再次,热风炉的自动化水平不断提升。

热风炉是一个复杂的工艺系统,需要对温度、压力、氧量等参数进行监测和控制。

随着现代自动化技术的不断发展,热风炉的自动化水平也得到了提高。

通过自动化控制系统,可以实现对热风炉的实时监测和控制,提高生产的稳定性和可靠性。

另外,热风炉的环保性要求越来越高。

炼铁工艺中的烟气中含有大量的有害物质,如SO2、NOx等,这对环境造成了严重污染。

为了降低炼铁过程中对环境的影响,热风炉需要采取一系列的环保措施,如增加除尘设备、改进燃烧技术等,以减少尾气中有害物质的排放。

第1页/共2页锲而不舍,金石可镂。

未来,炼铁高炉热风炉的发展方向将主要集中在提高热风炉的能源利用率、降低环境污染和实现炼铁工艺的智能化、自动化。

具体来说,可以从以下几个方面进行发展:首先,改善炉内燃烧过程,提高热风炉的燃烧效率和传热效率,减少燃料的消耗,提高炼铁效率。

其次,进一步降低热风炉的环境污染。

可以通过增加烟气净化设备、改进燃烧技术等手段,减少尾气中有害物质的排放,保护环境。

再次,提高热风炉的自动化水平,实现炼铁工艺的智能化。

通过引入先进的自动化控制系统和传感技术,可以实现对热风炉的实时监测和控制,提高生产的稳定性和可靠性。

高炉热风炉介绍范文

高炉热风炉介绍范文

高炉热风炉介绍范文高炉热风炉的原理是利用燃料在燃烧时产生的高温烟气为冷却剂进行加热,然后将加热后的热风通过喷嘴直接喷入高炉内,与高炉内的矿石和焦炭进行反应。

高炉热风炉具有加热速度快、效率高、燃烧稳定等优点,可以大大提高高炉的冶炼效率和产量,同时减少能源消耗和环境污染。

燃烧系统是高炉热风炉的核心部分,它主要由燃烧室、燃烧器、点火装置和燃烧控制系统组成。

燃烧室是热风炉内进行燃烧的主要场所,它通常由耐火材料构成,能够抵御高温和腐蚀,同时也能将烟气充分与燃料进行混合,提高燃烧效果。

燃烧器用于将燃料和空气充分混合,并喷入燃烧室中进行燃烧。

点火装置用于点燃燃料,启动燃烧过程。

燃烧控制系统负责监测和控制燃烧过程,保证燃烧效果稳定并减少排放。

预热系统用于将进入热风炉的空气进行预热,提高燃烧效率。

通常情况下,热风炉会利用燃烧产生的烟气进行空气预热。

预热系统包括多级换热器、烟气余热锅炉等设备,通过对烟气和空气的交换,达到提高空气温度的目的。

喷烧系统是将预热后的热风喷入高炉炉缸内的部分。

喷烧系统通常由多个喷嘴组成,喷嘴的设计和排列方式会直接影响到高炉的冶炼效果。

喷烧系统的主要目标是将热风均匀地喷入高炉内,确保与矿石和焦炭充分接触,并提供足够的氧气进行燃烧反应。

余热回收系统用于将热风炉产生的烟气中的余热进行回收利用。

通常情况下,热风炉的烟气中存在大量的余热,可以通过余热锅炉等设备将其回收并转化为热水或蒸汽,用于其他工艺过程或供暖等用途,从而提高能源利用效率。

控制系统是高炉热风炉的重要组成部分,它负责监测和控制热风炉的运行状态和参数,保证其正常稳定运行。

控制系统通常包括温度、压力、流量、阻力等传感器和控制器,可以实时监测和调整热风炉的工作状态,达到最佳的工作效果。

总之,高炉热风炉作为高炉冶炼过程中的关键设备,通过为高炉提供热风,实现了燃烧和矿石还原反应的进行,提高了高炉的冶炼效率和产量。

同时,高炉热风炉具有燃烧稳定、加热效率高、能源利用效率高等优点,对于节约能源和降低环境污染也起到了积极的作用。

高炉炉型设计

高炉炉型设计

制钢铁/年
(万吨)
W2
70 40 60 65 50 30
铸造生铁/年
(万吨)
这种两头小中间大的准圆筒型,符合炉料
下降时受热膨胀、松动和软化熔化的要求
,同时也与煤气上升过程中温度下降、体
积收缩相适应。随着精料和高压操作等新 技术的发展,高炉炉型进一步向着“矮胖” 、“大型横向”发展。
世界高炉之王——沙钢5860立方米炼铁高炉
日本第二大钢铁集团——日本JFE钢铁福山厂 。
(左起)第2高炉、第3高炉、第4高炉、第5高炉,4号高炉 2006年5月扩容到5000立方米,5号高炉扩容到5500立方米

=(W1+1.1W2)/ 350
• 若设计n座高炉:
• 单座高炉日产P=(W1+1.1W2)/ 350n
p

利用系数
v
=
单座高炉日产/单座高炉有效容积=
V
' u

V
' u
p v
• 取 v =2― 2.25 t / m3 •d
五、按计算法Ⅰ进行炉型设计 • 1、大型高炉: Hu 6.4V 4u0.2; H u ― 有效高度
图1 高炉炉型示意图
三、炉型设计的要求
• 高炉炉型的合理性,是高炉能实现高产、优质、 低耗、长寿的重要条件。实践证明,合理的设计 炉型能促进高炉冶炼指标的改善,利于寿命的延 长。因此,炉型是高炉最基本的要素。合理炉型 应该是使炉型能够很好的适应于炉料的顺利下降 和煤气流的上升运动。既要符合高炉冶炼规律, 又要和原燃料、设备和生产技术等条件所达到的 水平相适应。
铁 ― 铁水密度,可取7.1 t/m3
d ― 炉缸直径,m
3、死铁层厚度ho :铁口中心线到炉底砌砖 表面之距离
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我们能不能干得比外国人更好一些——中冶京城吴启常大师于2015年4月,做客于山东慧敏科技公司,讲授热风炉的相关知识,同时对目前钢铁行业热风炉的情况进行讲解,受益匪浅,仅此上传吴大师的讲授资料,大家共同学习,向吴大师致敬!1. 格子砖热工特性:对于没有影响热交换过程横向凸台和水平通道的格子砖,都可以通过两个基本参数——格子砖的水力学直径dЭ和相应的活面积f——来表述,即:单位加热面积(m2/m3)4f Hd=1m3格子砖中砖的容积(m3/m3)k 1V=-f烟气辐射的厚度(cm)3.41004dS=ЭЭФ砖的半当量厚度(mm)(1)4f d Rf-=ЭЭ格孔间最小壁厚(mm)min1Adf⎛⎫=-⎪⎝⎭Эδ2.高炉风温有没有上限?上一世纪70年代,西方国家的高炉设计纷纷高喊要使用1350℃以上的高风温,试图获得提高风温给高炉带来的最大好处。

但实际的结果是热风炉拱顶钢壳出现了大量裂纹,给高炉生产带来了极大的困难。

欧洲人深入研究了此问题之后认为:这是高炉采用高风温高压操作之后,燃烧产物中出现了大量的NO X和SO X造成钢壳出现晶间应力腐蚀的缘故。

尤其是炉壳在高应力状态下工作时,晶粒之间的腐蚀更为严重。

此外,NO X和SO X对于环境污染也是极大的挑战。

它们是PM2.5指标的重要组成部分。

NO X 生成量与拱顶温度之间关系欧洲人从防止热风炉炉壳出现晶间应力腐蚀以及保护大气环境的角度出发,他们以热风炉的拱顶温度水平来对热风炉进行分类(详见图2)。

按欧洲人的观念,拱顶温度范围:>1420℃属超高风温热风炉;1350~1420℃属高温热风炉;1250~1350℃属中温热风炉;1100~1250℃属低温热风炉。

晶间应力腐蚀是怎么回事?晶间应力腐蚀的定义:在腐蚀介质和应力的双重作用下,没有产生变形而出现沿晶间方向的开裂,最终导致材料的破坏。

热风炉出现晶间应力腐蚀开裂破坏的主要部位在拱顶的焊缝附近,并且工地焊缝比工厂焊缝出现开裂的频率要高。

可见焊接产生的残余应力对于腐蚀开裂有很大的影响。

晶间应力腐蚀产生的原因:在高温条件下,N 2和O 2分解成单体的N 和O 并生成NO x 。

NO x 产生的化学反应式如下:N 2 + xO 2 = 2NO xx 22111NO +O =NO x 2x x如果热风炉炉壳没有特殊的隔热层,炉壳的温度会低于100℃,其内表面会形成冷凝水。

氧化氮与这些冷凝水接触便会生成硝酸根离子水溶液,这样,腐蚀介质就形成了。

其反应式如下:2NO 2 + H 2O = HNO 2 + HNO 3 2NO 2 + H 2O + 0.5O 2 = 2HNO 3硝酸对钢板产生化学侵蚀破坏,反应式如下: 2Fe + 6HNO 3 =Fe 2O 3 + 3N 2O 4 + 3H 2O研究还表明,在有SO 2介质的存在条件下,应力腐蚀的速度将加快。

为了防止热风炉高温区炉壳出现晶间应力腐蚀,人们曾经采用过一些技术措施:1)拱顶温度控制在1420℃的水平上;2)拱顶外壳内表面喷砂除锈后涂刷耐酸高温漆并喷涂耐酸耐火材料; 3)适当加厚拱顶外壳钢板,采用‘低应力设计’,并选用细晶粒耐龟裂钢板作为炉壳材料;4)拱顶外壳转折点采用曲线连接,並用电加热的方法进行局部退火以消除焊接应力。

5)炉壳外部设置保温材料并用铝薄包裹等等。

实践证明,在腐蚀介质和应力的双重作用下出现的晶间应力腐蚀是防不胜防的,为了远离晶间应力腐蚀,关键在于控制拱顶温度,抑制NO x 生成量的过度发展。

在热工设备中,NO x 的含量取决于N 2和O 2的浓度,温度以及反应时间。

当热风炉拱顶温度超过1360℃时,NO x 的的生成率开始增加,当温度超过1420℃时,NO x 的的生成量将急剧增加。

如果N 2和O 2在高温条件下反应时间越长,也将造成NO x 的的生成量的急剧增加。

欧洲人和日本人在热风炉上测定的结果都证明了这一结论。

德国人在进行工业研究[4]时发现,当拱顶温度1440℃时,在热风炉燃烧期转送风期时,由于氮和氧气具有足够的接触时间,NO X 浓度值达到最大值1000mg/m 3(0.05%)。

在送风期和燃烧期内,由于接触时间短,NO X 的浓度约为40~70 mg/m 3,并且送风期要高于燃烧期。

当燃烧脉动现象频繁出现时,炉壳附近NO X 浓度值可以达到1200~1800mg/m 3(0.06~0.08%)。

前苏联人的测定结果:下塔吉尔钢厂——拱顶温度1300℃时,拱顶NO X 浓度值15mg/m 3;亚速钢厂——拱顶温度1420℃时,拱顶NO X 浓度值60mg/m 3。

我国学者认为,从防止热风炉自身出现晶间应力腐蚀出发,应该将热风炉的拱顶温度限制在≤1400℃。

这里需要说明以下几个问题:问题 1. 近年来,由于严重的雾霾天气威胁着我国广大的重工业发达地区。

当今,气象部门监测的PM2.5指标值中,有相当大的一部分是由于排放SO x ,NO x 等转变成PM2.5的气体污染物(硫酸盐,硝酸盐等)造成的。

因此,人们也都在关注热风炉排放SO x ,NO x 量的问题。

在我国炼铁工业大气污染物排放标准(GB28663—2012)中仅考核热风炉SO 2的排放浓度<100mg/m 3和NO x (以NO 2计)的排放浓度<300mg/m 3,而未考核排放速率(kg/h )或单位产品的排放量, 这样,只要将拱顶温度控制在1400℃以下,SO 2和NO x 的排放浓度将不会出现超标。

世界卫生组织(WHO )认为,年平均PM2.5<10(即空气中<2.5m μ的颗粒含量<103/g m μ)是安全的,但是,目前地球上只有少数地区才能达到这一指标,因此WHO 公布了PM2.5过度目标值(见表1)。

PM2.5准则值和过度目标值表1我国现在实行的是WHO最低要求的过渡期目标—1值。

随着时间的推移,由于环境保护的需要,要求SO2和NO x的排放浓度将不断降低,这是完全可能的。

但是,就目前而论,我国绝大部分热风炉的拱顶温度与1400℃还有一段距离。

因此,提高拱顶温度仍然是当前提高风温的重要手段之一。

问题2,热风炉只要解决了低氮氧化物燃烧技术问题,提高热风炉风温就不会出现晶间应力腐蚀的问题,提高风温可以不受限制。

这一提法误把热风炉当作连续作业的热工设备来理解了,实际上热风炉的工作制度是一种燃烧——闷(换)炉——送风循环交错的过程。

低氮氧化物燃烧技术只能控制燃烧期的NO X浓度值,而解决不了闷(换)炉期和送风期的NO X浓度值控制问题。

更何况直至目前并没有事实证明热风炉低氮氧化物燃烧技术已经获得解决。

问题3,顶燃式热风炉由于其燃烧状态好,不会出现燃烧脉动,因此不存在NO X的威胁。

任何型式的热风炉都回避不了闷(换)炉期和送风期的NO X浓度值控制问题,因此,顶燃式热风炉不存在NO X的威胁的说法也是没有根据的。

综上所述,为了避免热风炉拱顶炉壳出现晶间应力腐蚀,抑制NO x生成量的过度发展,关键在于控制热风炉的拱顶温度。

高炉风温有没有上限值?近年来,我国重点企业的高炉平均风温逐年提高,目前重点企业的平均风温已经达到了1180℃的水平。

这是多年来生产、设计和建设单位共同努力的结果。

风温有没有上限? 回答应该是肯定的。

作者认为,从环保、节能的角度出发,提高风温不能逾越以下两条红线:红线之一:大量产生NO x的拱顶温度界限。

为了获得高风温,确保向热风炉提供足够高的拱顶温度是完全必要的。

但是,提高拱顶温度首先必须受到出现晶间应力腐蚀条件的制约,其次还要受到环保法规的制约。

关于热风炉本身出现晶间应力腐蚀的问题,在析疑4中已经作了详细的说明,此处不再重复叙述。

根据这些结果,我国专家认为,为了控制热风炉整个工作周期内NO X的排放量达到防止晶间应力腐蚀和保护大气环境的要求,我们的基本立足点应将高风温热风炉的拱顶温度控制在1400℃以下。

既然拱顶温度作了限定,热风温度的上限值也就被限定了。

在这一拱顶温度下操作,对于传统的老热风炉,由于温度效率较低,拱顶温度与送风温度之间的差值达到160~200℃,其上限风温只能维持在1200~1240℃范围内。

当今,一些结构良好的热风炉,拱顶温度与送风温度之间的差值达到120~130℃,这样,其上限风温可以维持在1270~1280℃。

如果想获得1300℃的风温,还必须进一步提高温度效率,努力将拱顶温度与送风温度之间的差值缩小到100℃。

由此可见,我国热风炉的上限风温值应该是1250±50℃。

红线之二:高炉所获得的能源节约应大于加热鼓风所付出的能源消耗。

提高风温给高炉带来的节能效果是与所处的风温水平有关的。

所处的风温水平越高,提高风温带来的好处将越小。

一般当风温低于900℃时,可以节约燃料比20kg/100℃,而风温达到1100~1200℃时,只有10kg/100℃。

再进一步提高风温,高炉的节能效果将进一步下降。

首钢京唐1号高炉是我国唯一在1250~1300℃风温条件下稳定操作时间较长的高炉。

它所获得的指标如下:京唐1号高炉实际操作结果[2]表1从上述操作指标看,风温从1212℃提高到1300℃,其燃料比变化不大。

其节能效果只是表现在以更多的煤粉代替焦炭罢了。

与此同时,热风炉为了加热吨铁干风量需要付出的热量如下:213(1.2870.1210)t t wQ t dt η-=+⨯⎰ 式中:Q ——加热吨铁干风量需要的热量,kj/t ; w ——吨铁耗风量,m 3/tη——热风炉系统的热效率,%12,t t ——分别为冷风,热风温度,℃(1.287+0.12×10-3t)——干空气比热,kj/m 3·℃从上式可以看出,热风炉为了加热1吨生铁的鼓风需要付出的热量除了与空气的比热有关外,还与吨铁耗风量和热风炉系统的热效率有关。

由于空气的比热随温度的升高而加大,因此,加热鼓风需要付出的热量是呈抛物线型增长的,这是人为因素不可改变的。

同时,如果吨铁鼓风需要量越小,热风炉的热效率越高,热风炉需要付出的耗热量便越少。

综合二者的变化,高炉所获得的综合节能效果肯定是随着风温的提高而减小的。

甚至在在一些吨铁耗风量大且热效率较低热风炉系统上,综合节能效果出现负值是可能的。

我们能不能比外国人干得更好一些?以1400℃的拱顶温度,获得1300℃的风 温?这是我们准备要回答的问题。

1. 提高热风炉送风温度有两条可能的途径:一是提高拱顶温度;二是强化热风炉的换热过程,缩小拱顶温度与送风温度之间的差值 。

直至目前,为了获得高风温,人们首先想到的是提高拱顶温度。

当然,确保向热风炉提供高于送风温度一定值的拱顶温度是完全必要的,如果二者没有差异,传热过程就不可能进行。

提高拱顶温度的效果取决于该热风炉的温度效率t η,它波动在0.86~0.90范围内。

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