高炉热风炉预热器设计所需参数
1080m
1080m³高炉热风炉改造及烘炉实践摘要：介绍了三宝1080m³高炉大修。
利旧原有的三座热风炉，增加一座热风炉及配套设施。
阐述了大修后热风炉系统能力核算和新增热风炉设计特点等及烘炉过程。
此次施工满足了两烧两送（交错并联）送风制度，能实现热风炉高风温、长寿的目的。
关键词：大修；利旧；增加；烘炉；两烧两送；目的公司于2021年3月开始对2#高炉进行大修，炉容为1080m³不变，保留三座热风炉原有炉壳，煤气管路、阀门、补偿器等全部更新，在原有3#热风炉和烟囱之间增设一座热风炉，与原来的三座热风炉一列式布置，热风炉间距12000mm，配套改造、重新设计该区域的管路和换热器。
本文对大修后热风系统能力进行了核算和热风炉设计特点进行了讲述，同时对烘炉操作进行总结分析。
1热风炉改造情况及特点1.2热风炉系统能力核算原热风炉设置有3座顶燃式热风炉，采用热管换热器预热助燃空气和煤气，助燃风机一用一备，主要参数见表1。
改造后，热风炉加热风量按4000Nm3/min计算。
利旧原有的三座热风炉，增加一座热风炉及配套设施，热风炉格子砖孔径为φ25mm，将现有的助燃空气和煤气预热系统改造为采用板式换热器进行预热。
新增热风系统主要参数（表2）、4座热风炉系统主要参数（表3）如下。
表1 热风系统主要参数对比Table 1 Comparison of main parameters of hot airsystem项目名单位原热风新增热称炉数值风炉数值热风炉结构顶燃式顶燃式热风炉座数座31热风炉炉壳内径mmφ7900/φ9420/φ6030φ7900/φ9420/φ6030热m43.1643.16风炉全高蓄热室断面积m234.834.8格子砖总高度m22.3222.32格子砖型式19孔高效格子砖19孔高效格子砖格mφ30φ25孔直径m格子砖加热面积m2/m³48.6156.68格子砖活面积m2/m20.3650.35每座热风炉加热面m23775744020积每座热风炉格子砖砖重t9901020表2 4座热风炉系统主要参数Table 2 Main parameters of 4 hot blast stove system项目名称单位数值热风炉结构形式顶燃式热风炉座数座4加热风量Nm3/min4000热风炉燃料高炉煤气高炉煤气发热值KJ/Nm3≥3150煤气预热后温度℃200助燃空气预热温度℃200热风温度℃1200单位风量平均加热面积m2/Nm3·min44单位风量格子砖加热面积t/Nm3·min1.02热风炉工作制度交错并联1.21 主要阀门的改造对小阀门进行利旧，主要阀门使用情况如下：热风阀采用液动高温衬里水冷闸阀（DN1200），空气燃烧阀、煤气切断阀、煤气燃烧阀、烟道阀采用液动楔式闸阀（DN1300），冷风阀采用液动楔式闸阀（DN1200）,充气阀、废气阀采用液动楔式闸阀（DN250），煤气放散阀采用液动球阀（DN200）,煤气主管放散阀采用电动+手动球阀（DN250），倒流休风阀采用液动高温衬里水冷闸阀（DN700），混风切断阀采用液动楔式闸阀（DN600），冷风放风阀采用电动活塞式蝶阀（DN1400）。
邯钢集团邯宝钢铁2号3200m3高炉热风炉改造工程实践
邯钢集团邯宝钢铁 2 号 32 00m3高炉热风炉改造工程实践摘要：邯钢集团邯宝钢铁有限公司炼铁厂现有两座3200m3高炉，配置三座内燃式热风炉，2号高炉2016年送风温度不足1080℃，为节能降耗提高风温并保证现有高炉的正常生产，2#高炉采用增加一座顶燃式热风炉，新建顶燃式热风炉建成后对原有内燃式热风炉进行逐座改造。
改造完成后送风温度达到1200℃以上。
关键词：顶燃式热风炉；热风炉改造；交叉并联送风；长寿中图分类号：文献标识码：文章编号：导言高风温、长寿是现代高炉的重要技术特征。
热风炉结构形式主要包括:内燃式、外燃式、顶燃式。
随着顶燃式热风炉在5000m3以上大型高炉的成功应用，顶燃式热风炉在新建高炉中应用比例越来越大。
顶燃式热风炉吸收了内燃式、外燃式热风炉的技术优点，传统内燃式热风炉炉型改造成顶燃式热风炉已成为一种必然趋势。
概述邯钢集团邯宝钢铁炼铁厂两座3200m3高炉，两座高炉分别于2008年4月和2010年5月投产，当初均配置三座霍戈文内燃式热风炉，并已预留NO.4热风炉的位置，热风炉蓄热室采用七孔格子砖，系统配置空、煤气换热器，加热风量6900Nm3/min。
到2016年2#高炉热风炉送风风温降低严重，送风温度不足1080℃，冷热风压差较大，煤气不好烧。
经研究分析可能存在以下原因：1）内燃式热风炉蓄热室断面上气流分布不均，从而导致温度分布不均匀，格子砖的热膨胀不均匀，蓄热室格子砖高度39m，累积变形量较大，引起格子砖的错位、错孔等现象。
导致格子砖通孔率降低，冷热风压差大；2）隔墙的“香蕉”变形形成裂缝，有窜风现象产生；3）格子砖的渣化、蠕变变形等。
为了提高风温，降低焦比，保证高炉连续稳定运行，2017年初邯钢决定2号高炉热风炉系统在预留位置处新建一座顶燃式热风炉，具备将3座内燃式热风炉逐一改造为顶燃式的条件。
同时在烟气预热器后增加一台烟气引风机，克服烟气阻力，保证3座内燃式热风炉正常燃烧，增加热风炉蓄热量，提高热风温度。
(完整word版)450立方米热风炉设计计算
450m3高炉自身空煤气双预热热风炉设计计算热风炉的加热能力（1m3高炉有效容积所具有的加热面积）一般为80～100m2/m3或更高。
前苏联5000m3的高炉蓄热面积为104 m2/m3，设计风温1440℃，为目前最高设计风温水平。
蓄热体面积120×450=54000 m2，设计三座热风炉,每座蓄热面积为18000m2，蓄热体单位体积传热面积48 m2/m3，每座热风炉蓄热体体积为375 m3。
蓄热室设计中，烟气流速起主导作用.小于100 m3炉容，烟气流速1。
1~1.3Nm/s。
炉容255～620 m3,烟气流速1.2～1。
5Nm/s。
炉容大于1000 m3,烟气流速1.5～2.0Nm/s。
根据资料核算，参考以上烟气流速差异，设计时可采用：蓄热体高度L/蓄热体直径D的方法进行计算。
炉容大于1000 m3，L/D=3。
5～4;炉容255～620 m3，L/D=3~3.5。
热风炉结构计算实例450m3高炉热风炉设计计算.为实现热风炉外送热风温度～1150℃，确定热风加热能力为120 m2/m3,如果设置三个热风炉,则每个热风炉的蓄热面积为18000 m2。
热风炉结构的确定：假设蓄热室高/径=3。
5，则3。
14×r2×7r×48=18000，r=2。
57m，蓄热室直径5。
14m,蓄热体高度18m。
燃烧器计算实例假设高炉利用系数为K=3.5t铁/m3·昼夜，年工作日按355天计算.450m3高炉年产铁量估算为3。
5×355×450=559125t.焦比1：0。
5，则冶炼强度i=1.75t焦/m3·昼夜。
高炉入炉风量V0=Vu·i·v/1440(V高炉入炉风量，Nm3/min；Vu高炉有效容积，m3；i冶炼强度，t焦/m3·昼夜；v每吨干焦的耗风量，Nm3/ t焦)V=450×1.75×2450/1440=1340 Nm3/min（实际1400）。
450立方米热风炉设计计算
450m3高炉自身空煤气双预热热风炉设计计算热风炉的加热能力（1m3高炉有效容积所具有的加热面积）一般为80～100m2/m3或更高。
前苏联5000m3的高炉蓄热面积为104 m2/m3，设计风温1440℃，为目前最高设计风温水平。
蓄热体面积120×450=54000 m2，设计三座热风炉，每座蓄热面积为18000m2，蓄热体单位体积传热面积48 m2/m3，每座热风炉蓄热体体积为375 m3。
蓄热室设计中，烟气流速起主导作用。
小于100 m3炉容，烟气流速1.1～1.3Nm/s。
炉容255～620 m3，烟气流速1.2～1.5Nm/s。
炉容大于1000 m3，烟气流速1.5～2.0Nm/s。
根据资料核算，参考以上烟气流速差异，设计时可采用：蓄热体高度L/蓄热体直径D的方法进行计算。
炉容大于1000 m3，L/D=3.5～4；炉容255～620 m3，L/D=3～3.5。
热风炉结构计算实例450m3高炉热风炉设计计算。
为实现热风炉外送热风温度～1150℃，确定热风加热能力为120 m2/m3，如果设置三个热风炉，则每个热风炉的蓄热面积为18000 m2。
热风炉结构的确定：假设蓄热室高/径=3.5，则 3.14×r2×7r×48=18000，r=2.57m，蓄热室直径5.14m，蓄热体高度18m。
燃烧器计算实例假设高炉利用系数为K=3.5t铁/m3·昼夜，年工作日按355天计算。
450m3高炉年产铁量估算为3.5×355×450=559125t。
焦比1：0.5，则冶炼强度i=1.75t焦/m3·昼夜。
高炉入炉风量V0=Vu·i·v/1440（V高炉入炉风量，Nm3/min；Vu高炉有效容积，m3；i冶炼强度，t焦/m3·昼夜；v每吨干焦的耗风量，Nm3/ t焦）V=450×1.75×2450/1440=1340 Nm3/min(实际1400)。
新钢高炉基本参数
座数
座
3，球式
3，kaluging
3，改进内燃式
3，改进内燃式
全高
m
20.64
43.96
41
41
钢壳内径
（上/下）
mm
8550/7310
9990/8550
8500
8000
蓄热室断面积
m2
30.68
44.6
30.55
25.15
蓄热（球床）高度
m
7.0
24.36
格子砖（装球）量
t/座
390（φ40，φ60）
1311
1235
1253
A
m2
19.6349
54.076
51.51
51.53
Hu/D
3.0221
2.65
2.677
2.73
Vu/A
18.3219
136.1257
炉腹角
°
80.7443
79.0459
78°8′45″
79°2′45″
炉身角
°
84.4142
83.5665
83°30′29″
83°57′5″
工作容积Vw
其他：2440t/h
0.65 MPa
5550
其中：风口及炉顶打水：1250t/h，1.5MPa
炉体：3950t/h，
0.65 MPa
其他：350t/h
0.65 MPa
4320
其中：风口及炉顶打水：680t/h，1.25MPa
2，3段：1200t/h，
0.65 MPa
其他：2440t/h
0.65 MPa
4段光面，单进单出RTCr
热风炉设计说明书
目录1热风炉本体结构设计 (2)1.1炉基的设计 (3)1.2炉壳的设计 (3)1.3炉墙的设计 (4)1.4拱顶的设计 (5)1.5蓄热室的设计 (6)1.6燃烧室的设计 (6)1.7炉箅子与支柱的设计 (7)2燃烧器选择与设计 (8)2.1金属燃烧器 (8)2.2陶瓷燃烧器 (8)3格子砖的选择 (11)4管道与阀门的选择设计 (16)4.1管道 (16)4.2阀门 (17)5热风炉用耐火材料 (19)5.1硅砖 (19)5.2高铝砖 (19)5.3粘土砖 (19)5.4隔热砖 (19)5.5不定形材料 (19)6热风炉的热工计算 (23)6.1燃烧计算 (23)6.2简易计算 (27)6.3砖量计算 (30)7参考文献 (32)1 热风炉本体结构设计热风炉的原理是借助煤气燃烧将热风炉格子砖烧热，然后再将冷风通入格子砖。
冷风被加热并通过热风管道送往高炉。
目前蓄热式热风炉有三种基本结构形式，即内燃式热风炉、外燃式热风炉、顶燃式热风炉。
传统内燃式热风炉（如图1-1所示）包括燃烧室和蓄热室两大部分，并由炉基、炉底、炉衬、炉箅子、支柱等构成。
热风炉主要尺寸（全高和外径）决定于高炉有效容积、冶炼强度要求的风温。
图1-1 内燃式热风炉我国实际的热风炉尺寸见表1-1。
表1-1我国设计的热风炉尺寸表1.1 炉基的设计由于整个热风炉重量很大又经常震动，且荷重将随高炉炉容的扩大和风温的提高而增加，故对炉基要求严格。
地基的耐压力不小于2.0～2.5kg/2cm，为防止热风炉产生不均匀下沉而是管道变形或撕裂，将三座热风炉基础做成一个整体，A F或16Mn钢筋和325号水泥浇灌成高出地面200～400mm，以防水浸基础由3钢筋混泥土结构。
土壤承载力不足时，需打桩加固。
生产实践表明，不均匀下沉未超过允许值时，可将热风炉基础又做成单体分离形式，如武钢、鞍钢两座大型高炉，克节省大量钢材。
1.2 炉壳的设计热风炉的炉壳由8～20mm厚的钢板焊成。
450m3高炉1
高炉本体 1 2 3 4 5 TE-1101~1104 TE-1105 TE-1106 TE-1107 炉顶温度测量 炉顶料罐温度测量 气密箱温度测量 气密箱温度测量 0~800℃ 0~300℃ 0~300℃ 0~800℃ 紧急操作台 铠装热电偶 铠装热电阻 铠装热电阻 铠装热电阻 1020×1000×1150 台上设备成套供货 见图:Y1-DK883-7,8,10,11,14外型图:Y1-DK883-9 WRNK-333-￠6 K 0~1000℃ M27×2 L=500 材质:高温合金钢GH3039 φ 6mm WZPK-333-￠6 Pt100 0~500℃ M27×2 L=250 材 质:1Cr18N9Ti φ 6mm WZPK-333-￠6 Pt100 0~500℃ M27×2 L=100 材质:1Cr18N9Ti φ 6mm WZPK-333-￠6 Pt100 0~500℃ M27×2 L=100 材质:1Cr18N9Ti φ 6mm
25
助燃空气压力调节
0~14KPa
26
煤气总管压力调节
0ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ12KMPa
电动调节蝶阀
27
FM-2061 FV-2061 FM-2071 FV-2071 PdS-2011A~2011D PdS-2021A~2021D 1INP 2INP
燃烧远操
电动调节蝶阀
28 29 30
烟道阀差压 冷风阀差压
≤20KPa ≤15KPa
600S 通径×阀座400×400 阀体阀板材质:铸钢带配对 法兰及连接件
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仪 表 清 册
序号 位号
23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 TZ-1179 TE-1181 TE-1182 TE-1183 TE-1184 TE-1185 TE-1186~1189 TE-1191~1192 TE-1195~1198 TE-1199~1202 TE-1203~1206 TE-1207~1210 PT-1101~1102
128高炉炼铁工艺方案
序号12 工程高炉有效容积年平均利用系数单位m3t/m3d指标1283.5备注128高炉炼铁工艺方案1.炼铁系统概述建128m3高炉，主体车间包括车间内部原、燃料贮运、上料系统、炉顶装料设备、热风炉系统、炉体系统、风口平台、出铁场、粗煤气处理等。
还设有鼓风机站、煤气干法除尘、槽上和地沟除尘等关心工段。
炉渣实行轮法或水冲渣处理。
本次设计的指导思想是：依据的生产条件和技术上的可能，力求到达较好的技术效果，实现高产、优质、低耗、长寿的目的。
设计中本着先进、牢靠、有用的原则，认真地吸取承受国内128m3高炉上行之有效、有用的技术工艺等。
为了到达高炉“高产、优质、低耗、长寿”的目的，工艺设计主要围绕“精、灵、高、准、长、净”等方向进展工作。
即精料，入炉原料含粉率≤5％，入炉原料重量误差<1%；炉顶装料设备布料机敏；较高的炉顶压力，较高的风温水平；准确的计量、必要的检测手段；较长的炉体寿命，稳定的热风炉构造，确保高炉炉龄6年以上；“三废”综合治理，较干净的环境条件。
为到达上述要求，相应实行的主要技术措施和选用的主要工艺设备是：烧结矿、原块矿、焦炭全部筛分入炉，承受双钟炉顶空转螺旋布料器或谢式炉顶。
假设承受双钟炉顶,为提高大小钟、斗的耐磨性，大小料钟、斗的接触面承受浸润碳化钨处理。
供料、上料和炉顶装料设备全系统承受计算机把握。
热风炉型式为球式热风炉，助燃空气预热到200℃，热风炉承受自动把握，实现自动换炉等。
高炉炉体承受工业水冷却，冷却设备的材质和构造型式均相应实行一系列措施。
炉缸、炉底承受自焙炭块－一级高铝复合炉衬,水冷炉底，并对各局部温度分布埋热电偶检测。
高炉、热风炉承受两级计算机集散系统，取消常规仪表，实现数据自动处理，自动打印。
槽上原料系统和槽下、上料系统设置布袋除尘设施，高炉冷风放风阀设置消音器，使排放气体的含尘量和噪音值把握在国家标准以内。
1.1.128m3高炉设计主要技术经济指标128m3 高炉设计主要经济技术指标5:210 11 12 风温水平 年工作日 高炉一代寿命℃日 年1100～1150350 6～8年3 年平均冶炼强度 t/m 3d 1.9254 入炉焦比 kg/t-Fe 5505 烧结矿使用率 % 90～956 渣铁比 kg/t 4607 综合矿入炉品位 % 608 炉顶煤气压力 kPa 609 混合煤气CO 含量％ 181.2. 规模及物料平衡烧结矿 球团熔剂焦炭 7.48煤气铁水 3.56～ 3.9×10415 Nm 3/h水渣 7.821×128m 3高炉年产炼钢生铁17万t/年,主要物料平衡如下计算单位：万t/年 1.3. 产品及副产品 1.3.1. 生铁高炉炉容128m 3，设计利用系数3.5t/m 3.d ，年产炼钢生铁15万吨。
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200
150
16
助燃空气压力/允许阻力
kPa
8/1
17
“需采集项目栏”里面带黄色背景的项目一定要提供参数，若不能提供我公司先按行业经验做初步设计，以后再进一步交流。
120000
35000
热风炉烟气量
Nm3/h
272000
9
平均烟气温度/（最低-最高）
℃
305/（230-400）
240
10
换热器后烟气温度
℃
145
11
高炉煤气初始温度
℃
60
70-100
12
煤气预热后的期望温度
℃
200
13
煤气压力/允许阻力
kPa
10/1
14
助燃空气初始温度
℃
25
常温
15
助燃空气预热后的期望温度
高炉热风炉空煤气预热工艺参数采集表
序号
需采集项目栏
单位
填写示范栏
本项目填写栏
备注
1
高炉容积
m3
2200
450
2
热风炉型式、座数
3座
3座
3
工作制度
二烧一送
二烧一送
4
热风炉燃料
高炉煤气
高炉煤气
5
预热的高炉煤气量
Nm3/h
175000
55000
6
是否含其它种类煤气、含量**%？
无
无
7
预热的助燃空气量
Nm3/h