高、焦?fàn)t煤氣直接混合燃燒技術(shù)

1、第 3 o卷 第 3 期 2 0 0 5 年 6 月燒 結(jié)球 團(tuán)S l me r h ~ a n dP e l k t h ~ 高、 焦?fàn)t煤氣直接混合燃燒技術(shù) 賀新華 ( 中冶長(zhǎng)天國(guó)際工程有限責(zé)任公司工業(yè)爐窯研究所)擒 耍 本文著重對(duì)常規(guī)高、 焦?fàn)t混合煤氣在應(yīng)用過程中存在的問題和產(chǎn)生原因 進(jìn)行了 分析， 并對(duì)作者開發(fā)的高爐煤氣和焦?fàn)t煤氣直接進(jìn)燒嘴 混合燃燒的新技術(shù)進(jìn)行了 詳細(xì)的介紹和論證。關(guān)t詞 燃燒技術(shù) 常規(guī)混合加壓 直接 進(jìn)燒嘴混

2、合1 前 言 高爐煤氣和焦?fàn)t煤氣配合使用在鋼鐵企業(yè) 應(yīng)用很普遍。過去最常見的辦法是將高爐煤氣 和焦?fàn)t煤氣先混合后加壓再送用戶使用， 但這 種煤氣熱值波動(dòng)較大、 燃燒控制困 難、 造成爐窯 溫度不穩(wěn)、 生產(chǎn)得不到保證。因此， 開發(fā)一種便 于燃燒控制、 操作方便、 適應(yīng)性強(qiáng)的高、 焦?fàn)t煤 氣綜合使用的新技術(shù)具有非常重要 的現(xiàn)實(shí)意 義 。經(jīng)過多年的研究， 中冶長(zhǎng)天國(guó)際工程有限 責(zé)任公司工業(yè)爐窯研究所成功開發(fā)出了一種直 接混合燃燒新技術(shù)。該技術(shù)

3、在本鋼等廠推廣應(yīng) 用后， 取得了良好的效果和可觀的經(jīng)濟(jì)效益。2常規(guī)混合加壓站的工作原理及 熱值波動(dòng)的原因分析 常規(guī)混合加壓機(jī)不管是熱值法還是流量法 或其它方法， 它們 的共同點(diǎn)都是將高爐煤氣管 和焦?fàn)t煤氣管直接與加壓機(jī)進(jìn)口總管相接( 如圖 1 所示) 。從圖 1 可 以看出， 當(dāng)高爐煤氣 的靜壓 力( P 高 爐 ) 超過焦?fàn)t煤氣的靜壓( P 焦 爐 ) 和焦?fàn)t煤氣 l ， r2的動(dòng)壓( y ． !) ( y是煤氣密度，是流速， g是重

4、力加速度) 之和時(shí)， 不僅焦?fàn)t煤氣不會(huì)向加壓機(jī)入口管流動(dòng)， 反過來 ， 高爐煤氣會(huì)向焦?fàn)t煤 收稿日 期 ： 2 0 0 5 — 0 5 — 2 0 聯(lián)系 人 ： 賀新華( 4 t 0 0 0 7 )湖南長(zhǎng)沙 中冶長(zhǎng)天國(guó) 際工 程有限責(zé)任公司工業(yè)爐窯研究所 氣管中倒流。因此， 隨著高爐煤氣與焦?fàn)t煤氣 壓差的增大， 進(jìn)入加壓機(jī)的高爐煤氣量增加， 焦?fàn)t煤氣量減少， 混合后的煤氣熱值變低。同理 ，當(dāng)高爐煤氣與焦?fàn)t煤氣壓差值變小時(shí)， 焦?fàn)t煤 氣進(jìn)

5、入的量就會(huì)隨著增加， 混合后的煤氣熱值 升高。這就是混合煤氣熱值會(huì)隨高爐煤氣壓力變化而變化的 原因。高爐煤氣 P 高爐、 嘀 爐 圖 1 常規(guī) 混合加壓站 配管圖 如果混合處是采用噴射原理給入煤氣 ， 當(dāng)然可以減少煤氣壓力變化對(duì)熱值波動(dòng)的影響，消除高爐煤氣向焦?fàn)t煤氣管中倒流的問題。但 是， 由于一般混合加壓機(jī)的用戶用氣量變化 比較大， 噴射器很難在合適的參數(shù)下工作， 因此使 用的 效果也不十分理想。3 混合煤氣熱值波動(dòng)的不利性分析 混

6、合煤氣熱值波動(dòng)對(duì)生產(chǎn)和操作都十分不 利， 因?yàn)椴煌瑹嶂档拿簹馔耆紵龝r(shí)所需的空 氣量不同。對(duì)于工業(yè)窯爐來說 ， 在完全燃燒的基礎(chǔ)上再根據(jù)工藝要求設(shè)置合理的過剩空氣系數(shù)， 才能保證爐內(nèi) 氣氛符合工藝要求， 否則會(huì)導(dǎo) 致能耗高， 產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)不到要求。特別是在 自動(dòng)控制越來越普及應(yīng)用的今天， 熱值的波動(dòng)將 導(dǎo)致 自 動(dòng)控制無法實(shí)現(xiàn)， 造成工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、維普資訊 http://www.cqvip.com 2 0 0 5 年第 3 期 賀新華

7、 高、 焦?fàn)t煤氣直接混合燃燒技術(shù) 3 7窯爐影響甚微，因此可以將定期檢測(cè)出來的熱 值輸入計(jì)算機(jī)， 根據(jù)該熱值計(jì)算出完全燃燒所 需的空 ： 煤 比， 再按照工業(yè)爐的工藝要求設(shè)定 合理的過?？諝庀禂?shù)。此時(shí)只要檢測(cè)出進(jìn)入燃 燒器的高爐煤氣量和焦?fàn)t煤氣量即可計(jì)算出所 需助燃空氣的總量，燃燒 自 動(dòng)控制就能很好地 實(shí)現(xiàn)。? 氣 l? 氣 一- - L— Ul爐膛內(nèi)圖 3 直接混合燃燒式燒嘴噴頭結(jié)構(gòu)示意圖 6 應(yīng)用效果 該技術(shù)已在本鋼 3 6

8、0m 2 燒結(jié)機(jī)，成都 1 0 5m 2 燒結(jié)機(jī)、長(zhǎng)鋼 2 0 0m 2 燒結(jié)機(jī)上推廣應(yīng)用。廠家普遍反映與原來使用混合煤氣相比， 該技 術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：1 ) 調(diào)節(jié)方便 當(dāng)高爐煤氣和焦?fàn)t煤氣壓力發(fā)生波動(dòng)時(shí)，只要通過控制爐前閥門就可實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)。當(dāng)自 動(dòng) 控制處于 “ 流量檔”時(shí)，自 動(dòng)調(diào)節(jié)閥可實(shí)現(xiàn)流 量的自 動(dòng)調(diào)節(jié)，當(dāng)某種煤氣壓力過低時(shí)， 可以通過調(diào)整高、焦?fàn)t煤氣的配比 來保證爐溫和爐壓滿足工藝的要求。2 ) 可以大大減少焦?fàn)t煤氣消耗 鋼鐵

9、企業(yè) 的混合加壓站一般供應(yīng)多個(gè)用戶， 如棒材廠、燒結(jié)廠、軋鋼廠等，因而混合 煤氣的熱值要滿足溫度最高的爐窯的要求。故 一 般熱值控制在 60 0 0 — 80 0 0k J ／ m 3 之間。實(shí) 際上對(duì)低溫爐，如燒結(jié)點(diǎn)火爐來說，熱值在40 0 0 — 50 0 0k J ／ m 0 就完全可以滿足生產(chǎn)的要 求， 并且不易 出現(xiàn)料面過熔 的問題。按年產(chǎn) 2 0 0 萬 t 燒結(jié)礦的企業(yè)來說，僅此一項(xiàng)一年就 可以節(jié)約焦?fàn)t煤氣 2 0 0 —

10、 3 0 0 萬 m 3 。 對(duì)高爐煤 氣有富余，而焦?fàn)t煤氣緊張的企業(yè) ， 推廣該技 術(shù)有十分重要的意義。3 ) 適應(yīng)范圍廣 采用該技術(shù)用戶可以根據(jù) 自 身的要求靈活調(diào)整兩種煤氣的使用配比。特別是當(dāng)某種煤氣 停止供應(yīng)時(shí)，仍可以采用一種煤氣燃燒來維持 生產(chǎn)， 這樣就可以大大消除氣源對(duì) 生產(chǎn) 的影 響， 從而可有效地提高生產(chǎn)作業(yè)率。4 )自 動(dòng)控制可靠性高 因?yàn)橹灰獧z測(cè)兩種煤氣的流量， 就可以準(zhǔn) 確地計(jì)算出助燃空氣的需要總量， 而且空氣的流

11、量可以根據(jù)兩種煤氣 的流量變化而 自動(dòng)變 化， 所以采用該燒嘴能提高 自動(dòng)控制 的可靠 性。 加之流量檢測(cè)已是比較成熟的技術(shù) ，只要 維護(hù)得當(dāng)，就完全可以滿足生產(chǎn)的要求。5 ) 產(chǎn)、質(zhì)量有明顯改善 由于爐溫得到穩(wěn)定的控制，可以消除過熔 和欠點(diǎn)火的現(xiàn)象，生產(chǎn)穩(wěn)定性顯著提高， 產(chǎn)質(zhì) 量有明顯改善。6 ) 爐襯壽命可延長(zhǎng) 爐溫的波動(dòng)程度對(duì)爐襯壽命影響極大， 采 用該技術(shù)后，由于爐溫波動(dòng)很小， 爐襯所受急 冷急熱的沖擊大大減少， 對(duì)延長(zhǎng)爐襯壽命

12、十分 有利。7 結(jié) 論 高、焦?fàn)t煤氣采用先混合再加壓的常規(guī)技 術(shù)， 煤氣熱值波動(dòng)大， 造成生產(chǎn)不穩(wěn)定、工人 操作難度大、自 動(dòng)控制困難、能耗高、產(chǎn)品質(zhì) 量差、窯爐壽命短等問題。而采用直接混合燃 燒技術(shù)具有熱值調(diào)節(jié) 比大、適應(yīng)范圍廣、燃燒 效率高、 對(duì)煤氣壓力波動(dòng)要求不嚴(yán)、燃燒控制 自 動(dòng)化程度高等特點(diǎn)， 可最大限度地節(jié)約焦?fàn)t 煤氣 、提高產(chǎn)、質(zhì)量、延長(zhǎng)爐襯壽命 ， 能帶來 良 好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益， 有著廣泛的應(yīng)用 前景。維普資訊 h