热风炉讲义.docVIP

热风炉部分 我国热风炉的发展历程 近20年以来，我国经济高速发展，高炉炼铁技术进步非常之快，高炉热风炉大型化、多样化、高效化，大大缩小了我们与世界先进水平差距，一大批炼铁及相关科技工作者开发出了一系列世界水平具有自主知识产权领先技术，填补国内外热风炉技术空白，引起世人关注。1.1技术创新主要表现： 1.1.1霍戈文高风温热风炉引进 1．1.2大型外燃式热风炉或大型外燃式热风炉加辅助小热风炉组合 1.1.3顶燃式热风炉（俄卡鲁金顶燃式引进、球式顶燃式、逆旋流顶燃式开发） 1.1.4大型外燃式热风炉自身预热式大型高炉上成功应用 1.1.5高炉热风炉烟气余热预热助燃空气和煤气技术及其附加加热换热技术组合等等。 所有这些，都取了高风温实效。热风炉设计系统优化，自主设计、制造不同类型高炉热风炉，各交叉口采用组合砖都能自主设计、制造和砌筑。高炉热风炉烘炉技术、凉炉与保温技术,耐火材料和耐火涂料研发大大推动了热风炉技术成熟与发展。 1.2　　高炉热风炉理论研究方面业绩 1.2.1计算机技术应用 1.2.2数值模拟仿真技术开发 1.2.3高效燃烧器及冷态、热态实验 1.2.4冷风与烟气分配技术 1.2.5高炉热风炉燃烧、流动与传热三大理论与实验研究。 实现高风温主要技术路线有:利用低热值煤气获高风温工艺方法;热工设备组合;工艺技术材料优化与创新;国内也有人提出了1400℃超高风温设想。 　　近几年我国大中型钢铁企业高炉平均风温虽有较大提高，但比国际先进水平低100~150℃。同时，高炉煤气放散率仍有9.51%。这浪费了大量二次能源，严重污染了大气环境。炼铁燃料消耗所占炼铁制造成本翻番增长，高风温富氧喷煤强化炼铁，推动炼铁技术进步、降低成本和增加经济效益显越来越重要。 ?1.3?? 高温空气燃烧技术应用 　　利用低热值煤气获高风温工艺方法主要有：（1）高炉煤气富化法；（2）金属换热器法；（3）自身预热法；（4）富氧助燃法；（5）掺入热风法；（6）辅助热风炉法等等。其中最具典型意义两种：金属换热器法和热风炉自身预热法基本上代表了当今高温空气燃烧技术利用低热值煤气获高风温方面发展新趋势。 ??? 1.3.1 高温空气燃烧技术国内兴起 　　高温空气燃烧技术（High Temperature Air Combustion-HTAC）是20世纪90年代开发成功一项燃料燃烧领域中新技术。HTAC包括两项基本技术手段：一是燃烧产物显热最大限度回收（或称极限回收）；二是燃料低氧气氛下燃烧。燃料高温下和低氧空气中燃烧，燃烧和体系内热工条件与传统（空气为常温或低于600℃以下，含氧不小于21%）燃烧过程有明显区别。这项技术将对世界各国以燃烧为基础能源转换技术带来变革性发展。 　?1.3.2 附加加热换热系统—金属换热器法应用良好 　　德国迪林根（Dilingen）罗尔5号高炉（2220m3）采用附加加热换热系统（Additional Preheating Heat-exchange System）。罗尔5号高炉采用附加加热换热系统中，建有两台金属换热器、1座燃烧炉，利用循环废气可将助燃空气预热到500℃，同时把煤气预热到250℃，用单一低热值（3000kJ/m3）高炉煤气可把风温提高到1285℃。 　　这种金属换热器法是一种热工设备组合，具有较高灵活性，独立于热风炉而存，可以高炉状态变化灵活调节空气和煤气预热温度，提高或降低热风温度，减少或增加预热空气和煤气量。实用新型专利“带有附加燃烧炉热风炉预热装置”（专利号ZL96 2 25818.0）鞍钢11号高炉（2580m3），邯钢1#、3#、6#，山西临汾、太钢3#、4#，山东淄博、青钢3#、4#、临沂，宝钢梅山2# （1280m3），辽宁北台等厂高炉都先后应用此工艺技术，效果显著。 ??1.3.3 高炉热风炉自身预热法发展成熟 　　高炉热风炉自身预热法（self-preheating process）是我国首创。到目前为止，还没有检索到国外有关文献。该工艺方法于1966年7月我国山东济南铁厂3号高炉（100m3）由吕鲁平首先采用，并获国家发明专利。发明至今，已走过整整40年不平凡历程。大体上可划分为三个阶段：（1）发明、原始创新阶段；（2）理论探索、改进阶段；（3）工艺改进、大高炉应用阶段。这期间不少炼铁、热工科技人员进行了大量研究。 　　鞍钢先后3座2580m3高炉上，10号（1994年）、7号（2002年）和将来新4号（2006年）都应用这种具有自主知识产权热风炉自身预热工艺技术。这一技术发展与应用，相应理论探索也取了重要进展。计算机数值模拟，验证了这一技术独特优越性和耐火材料合理性。??1.3.4 辅助热风炉法发展方兴未艾 　　用两座辅助小型热风炉，燃烧过剩高炉煤气，交替预热大热风