使用預(yù)熱爐預(yù)熱高爐煤氣的生產(chǎn)實(shí)踐

唐德文 李朋 陳日坤

(1.武鋼集團(tuán)昆明鋼鐵股份有限公司安寧公司煉鐵廠燒結(jié)車間,云南安寧 650302;2.武鋼集團(tuán)昆明鋼鐵股份有限公司安寧公司煉鐵廠球團(tuán)車間,云南安寧 650302;3.武鋼集團(tuán)昆明鋼鐵股份有限公司安寧公司煉鐵廠技術(shù)科,云南安寧 650302)

使用預(yù)熱爐預(yù)熱高爐煤氣的生產(chǎn)實(shí)踐

唐德文1李朋2陳日坤3

(1.武鋼集團(tuán)昆明鋼鐵股份有限公司安寧公司煉鐵廠燒結(jié)車間,云南安寧 650302;2.武鋼集團(tuán)昆明鋼鐵股份有限公司安寧公司煉鐵廠球團(tuán)車間,云南安寧 650302;3.武鋼集團(tuán)昆明鋼鐵股份有限公司安寧公司煉鐵廠技術(shù)科,云南安寧 650302)

在燒結(jié)過程中采用純高爐煤氣點(diǎn)火,由于高爐煤氣熱值低,點(diǎn)火爐點(diǎn)火強(qiáng)度及點(diǎn)火溫度難于滿足燒結(jié)生產(chǎn)需求,在點(diǎn)火前,需要對(duì)點(diǎn)火用高爐煤氣進(jìn)行預(yù)熱處理。通過車間探索實(shí)踐,掌握了預(yù)熱爐的操作方法,達(dá)到了良好的預(yù)熱效果。

燒結(jié) 點(diǎn)火 高爐煤氣 預(yù)熱

1 引言

高爐煤氣熱值較混合煤氣差，不能直接用于燒結(jié)點(diǎn)火。影響燒結(jié)點(diǎn)火效果的因素有點(diǎn)火溫度，點(diǎn)火時(shí)間，點(diǎn)火強(qiáng)度。在控制點(diǎn)火操作方面有兩種方式：一種是通過調(diào)節(jié)煤氣流量來維持爐內(nèi)一定溫度，另外一種通過調(diào)節(jié)煤氣流量來控制點(diǎn)火強(qiáng)度。在實(shí)際燒結(jié)生產(chǎn)過程中通常采取第一種方法。圖1是高爐煤氣直接點(diǎn)火效果。

2 預(yù)熱爐使用情況

在生產(chǎn)實(shí)踐過程中，四燒采用預(yù)熱爐預(yù)熱高爐煤氣的方法改善點(diǎn)火效果，效果圖2。

由圖2可以看出燒結(jié)表面呈黑色，燒結(jié)物料有熔融粘結(jié)現(xiàn)象，具有一定的粒度組成，達(dá)到了點(diǎn)火的要求。

圖1

圖2

圖3

預(yù)熱爐的作用是把進(jìn)入點(diǎn)火爐要進(jìn)行點(diǎn)火的高爐煤氣預(yù)熱到一定溫度，使之在點(diǎn)火爐內(nèi)充分燃燒。煤氣燃燒過程：煤氣在點(diǎn)火爐升溫到700℃→高爐煤氣燃燒→釋放熱量。一方面，在煤氣升溫初始階段，吸收點(diǎn)火爐內(nèi)熱量造成點(diǎn)火爐內(nèi)溫度降低，雖然在燃燒階段釋放熱量，但是從整個(gè)燃燒過程來看，造成了點(diǎn)火爐內(nèi)溫度一定程度的降低；另一方面，煤氣燃燒需要一定的時(shí)間，在點(diǎn)火負(fù)壓下，有一定量的煤氣還沒有加熱到著火溫度就被抽走，帶走了點(diǎn)火爐熱量，也增加了煤氣消耗。預(yù)熱爐提前預(yù)熱高爐煤氣就很好的解決了這兩個(gè)問題，使高爐煤氣在點(diǎn)火爐內(nèi)迅速燃燒，釋放熱量，強(qiáng)化燒結(jié)點(diǎn)火強(qiáng)度。

在預(yù)熱爐使用過程中，我們發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)現(xiàn)象：(1)開始使用預(yù)熱爐煤氣和空氣用量存在較大差異，最大時(shí)達(dá)到4000m3。(2)煤氣壓力損失較大，最大達(dá)到4.5kpa。

對(duì)于第一種現(xiàn)象，我們采取了三次剛開始使用空氣和正常使用空氣的數(shù)據(jù)，如表1。

高爐煤氣與空氣有著類似變化，因煤氣在開機(jī)時(shí)受燒結(jié)機(jī)操作人員調(diào)控和煤氣總管壓力影響，數(shù)據(jù)采集缺乏代表性；空氣在燒結(jié)機(jī)開機(jī)時(shí)就全部打開，沒有外在影響因素，數(shù)據(jù)采集能真實(shí)反映客觀規(guī)律。綜合分析上述數(shù)據(jù)，較為明顯的數(shù)據(jù)有兩組，一組是空氣用量在預(yù)熱爐使用初期和一小時(shí)正常后存在較大差異；另一組是空氣壓力在預(yù)熱爐使用初期和一小時(shí)后存在較大差異。經(jīng)過分析研究，我們認(rèn)為空氣在預(yù)熱爐加熱過程中膨脹產(chǎn)生壓力，致使進(jìn)入預(yù)熱爐空氣管道產(chǎn)生阻力，因預(yù)熱爐助燃風(fēng)機(jī)不斷鼓風(fēng)產(chǎn)生壓力，致使整個(gè)預(yù)熱爐前端空氣管路內(nèi)壓力升高；空氣預(yù)熱后產(chǎn)生的熱應(yīng)力向前后傳遞，經(jīng)預(yù)熱爐后的空氣壓力為什么沒有升高呢？我們認(rèn)為空氣從末端不斷使用排出，產(chǎn)生的壓力因空氣流量增大而消逝。從預(yù)熱管路前后分析，因空氣進(jìn)入預(yù)熱爐時(shí)受阻增大影響流量減少3500m3左右達(dá)到平衡，而預(yù)熱后的空氣量受前端空氣量減少和預(yù)熱后排壓增加空氣量雙重影響，空氣減少量是主因，故在整個(gè)預(yù)熱過程中空氣量是呈減少狀態(tài)。

表1

對(duì)于第二種現(xiàn)象，我們采取了九組煤氣數(shù)據(jù)分析對(duì)比，如表2。

表2

空氣和煤氣在使用過程中都存在壓力損失，空氣在使用過程中用量和壓力較為穩(wěn)定，且最大化使用，而煤氣在使用過程中存在總管壓力不穩(wěn)定影響燒結(jié)過程，研究煤氣的壓力變化對(duì)指導(dǎo)生產(chǎn)有較大的意義。分析上述數(shù)據(jù)可知，煤氣經(jīng)過煤氣管路和預(yù)熱爐后有一定的壓力損失，總管壓力越大，預(yù)熱后壓力損失越大。分析原因?yàn)槊簹庠诹魍A(yù)熱爐過程中碰撞產(chǎn)生的壓力損失，根據(jù)流體力學(xué)原理，流體的流速過大產(chǎn)生湍流現(xiàn)象產(chǎn)生壓力損失，流體在運(yùn)動(dòng)過程中碰撞產(chǎn)生的壓力損失。一般的，在滿足生產(chǎn)情況下，我們?nèi)∶簹忾L(zhǎng)期使用量(6000m3-9000m3)時(shí)的壓力損失的數(shù)據(jù)為預(yù)熱爐壓力損失，即4kpa。為了保證安全生產(chǎn)，車間規(guī)定煤氣預(yù)熱后壓力≥3.5kpa，那么要求煤氣總管壓力至少7.5kpa。

在煤氣的使用流通環(huán)節(jié)上分析，可以分成下列三部分，如圖3。

把煤氣總管壓力監(jiān)測(cè)點(diǎn)到預(yù)熱爐煤氣壓力監(jiān)測(cè)點(diǎn)和預(yù)熱爐煤氣壓力監(jiān)測(cè)點(diǎn)到煤氣使用這兩個(gè)過程用壓力P和煤氣流通速度V兩個(gè)指標(biāo)來分析，不難看出P-P1越大，V1越大，P-P1越小，V1越小，同理P1-P2與V2也存在類似關(guān)系。為了保證安全生產(chǎn)，重點(diǎn)分析P1(3.5kpa)較低時(shí)的操作方法，當(dāng)P降低，那么P1降低，在煤氣使用階段P2=0，那么V2降低，最終導(dǎo)致煤氣量減少不能滿足燒結(jié)生產(chǎn)點(diǎn)火需要，此時(shí)如果我們開大火嘴閥增大煤氣用量，預(yù)熱爐煤氣壓力監(jiān)測(cè)點(diǎn)到煤氣使用這個(gè)過程煤氣流通阻力減少，那么P1將進(jìn)一步降低，這不符合安全生產(chǎn)的要求，為了保證P1≥3.5kpa，在必要的情況下，我們應(yīng)該稍微關(guān)小點(diǎn)火嘴開度，增加預(yù)熱爐煤氣壓力監(jiān)測(cè)點(diǎn)到煤氣使用這個(gè)過程煤氣流通阻力，使P1≥3.5kpa，在生產(chǎn)操作上，為了滿足點(diǎn)火要求，可以采取減慢燒結(jié)機(jī)機(jī)速延長(zhǎng)點(diǎn)火時(shí)間，減上料量的方式組織生產(chǎn)。

據(jù)連鎖控制，K1切斷，預(yù)熱爐熄火。如果P1≤P2，那么煤氣總管壓力降低時(shí)有可能使得P2≥3.5 kpa，P1≤3.5 kpa，導(dǎo)致預(yù)熱爐熄火而點(diǎn)火爐點(diǎn)火正常，影響點(diǎn)火效果，也增加了不必要的重新點(diǎn)預(yù)熱爐工作。

3 結(jié)語(yǔ)

預(yù)熱爐的使用，使高爐煤氣的點(diǎn)火效果達(dá)到了生產(chǎn)要求，是燒結(jié)工序降本增效重要的經(jīng)濟(jì)技術(shù)措施。不足之處其增加了煤氣的流通路徑和阻力，使得煤氣壓力損失增加，對(duì)煤氣總管壓力有了一定的要求。