本钢3号高炉热风炉的设计特点.docVIP

摘??3号高炉配置了?3座高温长寿内燃式热风炉．采用了合理的热风炉结构。生产结果表明，热风炉系统运行稳定可靠。能为高炉提供年平均温度为1 200?℃热风的能力。 关键词：大型高炉；热风炉；内燃式；长寿命 ????0??引言 ????实现1 200～1 250℃的高风温及20年以上的热风炉砌体无检修寿命，目前主要有两种热风炉型式：一是高温长寿型内燃式热风炉，二是外燃式热风炉。由于外燃式热风炉投资较高(比内燃式高20%以上)、占地面积较大，考虑到本钢3号(2 600m3)高炉建设场地及资金的实际情况，经计算比较，本设计配置3座高温内燃式热风炉，采用高炉煤气配加一定比例的焦炉煤气作为热风炉燃料。 ????1??设计概况 ????本钢3号(2 600m3)高炉配置3座内燃式热风炉，眼睛形燃烧室配矩形陶瓷燃烧器，高温区采用硅砖，设置烟气余热回收装置，同时预热热风炉燃烧用助燃空气和混合煤气达180℃左右(高炉煤气和焦炉煤气在进入热风炉区域前的混合站内混合)。助燃空气集中送风，配置2台风机，一用一备。热风炉本体区用阀门为液压传动，设有热风炉用液压站。余热回收区阀门为电传动。 ????热风炉设计为中冶赛迫与达涅利公司共同设计。热风炉本体系统的基本设计以达涅利公司为主完成，本体区的详细设计、余热回收区、助燃风机区的设计等由中冶赛迪完成。为确保热风炉砌体寿命，满足风温要求，热风炉关键部位(如热风炉拱顶、陶瓷燃烧器等)的耐火材料由达涅利公司提供。 ????在基本设计中，对热风炉操作期间可能会出现的9种工况进行了计算；并考虑了空煤气预热和不预热及2炉和3炉操作工况。空煤气预热温度考虑了140℃和180℃两种情况；不预热时考虑混合煤气温度为40℃，助燃空气温度考虑为30％的工况。2炉操作只有在特殊情况下才采用，如阀门维修等，在这种情况下的热风炉能力(加热风量和热风温度)取决于用户的操作水平。因此，2炉操作能力计算只为可能出现的情况做参考。 ????同时，为确保陶瓷燃烧器导流板为最佳形状并满足煤气气流在出口的均匀分布，热风炉烘炉前对陶瓷燃烧器做了冷态测试，以确保其结构的合理性，使本热风炉系统成为本钢3号高炉最合适的配套系统。 ????2??热风炉设计特点 ????2．1??悬链线形才共顶结构 ????热风炉拱顶砌砖形状为悬链线形。设计的拱顶砌体与大墙完全脱开，由炉壳独立支撑砌体的重量。综合其特点主要有以下几点： ????(1)拱顶各层砖独立成拱形，隔热砖自身重量由本层拱形支撑，其膨胀变形与耐火砖的脱开，减轻了耐火砖的支撑负担，同时也不会因为耐火砖的急剧膨胀而使局部的隔热砖出现开裂。 ????(2)同时在拱顶砌体各部位设置了膨胀缝及压力补偿孔，使其膨胀及在热风炉周期中互不影响，增加了拱顶砌体结构的稳定性。 ????(3)硅砖在600℃以下膨胀量较大，在拱脚及拱顶中下部采用了关节砖结构，即拱顶耐火砖的重量落在关节砖上，从而可以通过关节的灵活转动吸收热风炉拱顶硅砖在开炉、凉炉时的膨胀变形量，以确保热风炉砌体在高炉两代炉役中的寿命。 ????2．2??“眼睛形”燃烧室及矩形陶瓷燃烧器 ????采用变断面“眼睛形”燃烧室，不仅保证了燃烧的稳定性，而且提高了蓄热室的有效利用面积。燃烧室内配置的矩形陶瓷燃烧器，其优选的结构配置确保了煤气和空气混合充分，使燃烧更加完全、稳定，最大限度的避免了燃烧时的爆震及脉动，确保燃烧过程的稳定。 ????2．3??独特的板块式墙体结构 ????通过计算热风炉内的温度分布，了解热风炉在开炉、操作周期及凉炉过程的温度变化，从而在设计过程中根据热风炉的不同部位选择不同材质的砌体，并且根据这些不同材质砌体的理化性能，在热风炉砌体圆周上，按温度分布的特点设置大小、多少不同的膨胀缝和滑动节点。通过设置这些合理的膨胀缝和滑动节点，使墙体成为独立的板块结构，既保持了砌体的独立性和密封性，又消除了砌体内部因受热不均匀而产生的破坏性应力。在隔墙砌体的中部及中下部设置高性能的隔热砖，以降低隔墙两侧的温度梯度，并在隔墙冷面设置特殊结构的耐热不锈钢板，提高隔墙的结构稳定性及气密性，防止高温烟气“短路”直接损害蓄热室格砖。 ????2．4??采用组合砖及高效格子砖 ????在砌体开孔部位广泛采用组合砖，以提高易破损部位砌体的结构稳定性和气密性。热风出口采用带双舌槽相互咬砌的耐火砖，结构十分稳定。主支管三岔口及主围管三岔口为平拱结构，采用吊挂组合砖，利用耐热特殊钢将耐火砖吊在管道上，并承担隔热砖的重量，这种结构十分稳定，砖不易脱落，但是对吊挂件材质要求高，耐火砖开槽较复杂。送风支管与围管连接采用组合砖，耐火砖及隔热砖的重量靠热风围管砖及送风支管承担，送风支管波纹管连接法兰不承担砖 的重量，最大限度的使法兰远离热面，保护了送风支管波纹管法兰连接接口。 ????蓄热室