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炼钢炉/冶金机械 |
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高效蓄热式钢包烘烤器在泰钢的应用 |
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作者：高振民 王道学 栾贻民 陈怀东 |
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摘要：采用蓄热式燃烧技术对原常规钢包烘烤器进行了节能技术改造，实践证明，蓄热式钢包烘烤器具有投资少、见效快、安全稳定可靠等特点，具有广泛的推广价值。
关键词：蓄热式燃烧技术 钢包烘烤器
1前言
蓄热式燃烧技术，是九十年代后国内逐步推广应用的先进燃烧技术，具有节能与环保的双重功效，目前已广泛地应用于钢铁、冶金、机械、建材等工业部门的各种燃料工业炉。采用蓄热式燃烧技术，成为钢铁企业实现节能降耗、提高经济效益的重要途径之一。
泰钢炼钢厂现有在线钢包烘烤器装置1套，离线钢包烘烤器装置3套，均采用常规燃烧方式进行烘烤。为达到节约煤气、提高烘烤效果的目的，2002年9月，泰钢公司与北京神雾公司合作，对离线装置中的1套进行了蓄热式节能技术改造，目前设备运行正常，经济效益显著。
2改造方案
本次改造采用SWX-I型（立式）蓄热式钢包烘烤器，燃烧系统采用空气单蓄热方式，即将一对蓄热式烧嘴安装在包盖的固定位置上，相互交替工作，使助燃空气预热温度达1000°C以上，而排烟温度降到150°C以下。
2.1烧嘴
烧嘴采用WDHXR型蓄热式高效节能燃烧器，供热负荷为3.3GJ/h，烧嘴能力为200Nm3/h，蓄热体采用神雾公司开发的蜂窝状蓄热体，该蓄热体具有自清洗防尘防结渣，蓄热效率高达85～95%，正常寿命1年以上。
2.2换向装置
采用神雾公司开发的空气四通换向阀，其规格为DN200，切换时间为1min/次。具有定时和强制换向功能，以及中间位全通功能（此时排烟系统停止工作，烟气由包沿排出）。
2.3排烟系统
排烟系统由空气四通阀、排烟管和高温引风机构成，引风机风量为2000m3/h，全压为2000Pa，耐温为200℃。
2.4供风系统
利用现有鼓风机，风机型号9－19 5.6A，风量：3317m3/h，风压7375Pa。
2.5控制系统
尽量利用原有的仪表和设备，进行适当的扩展，增加PLC输入输出点及模拟量输入输出点采集点。换向阀、煤气切断阀等的动作由PLC控制实现，换向系统、燃气调节阀、空气调节阀、引风入口调节阀具有定时换向、定温强制换向、排烟超温报警功能。紧急状态下报警、煤气切断等。同时实现温度、压力、流量、排烟温度的显示、报警和连锁。实现炉温、空然比的手动控制。燃烧控制、换向控制及鼓、引风机启停均集中在一台控制柜内。
钢包烧烤器采用PLC及配套仪表实现对钢包烧烤加热过程的控制。从而保证钢包烧烤过程中温度始终跟随预先选定的控制曲线，且在燃烧稳态及过渡过程中能保持最低空燃比，从而使燃料充分燃烧达到进一步降低能耗，减少环境污染的目的。
当系统投入运行时，钢包烘烤的加热过程均可实现手动控制，为便于系统的调整及检修，本方案考虑了人工操作方式和必要的参数显示仪表。
2.5.1主要检测及控制参数
（1） 钢包烘烤温度控制、显示
（2） 废气温度检测、显示、参与强制换向
（3） 进燃烧室空气温度检测、显示
（4） 燃气流量控制、显示及积算
（5） 空气流量控制、显示
（6） 燃气压力检测、显示
（7） 空气压力检测、显示
（8） 空、燃气压力低报警、指示及切断燃气
（9） 换向阀换向到位指示及不到位报警
（10）鼓风、引风机停运、燃气快断阀联锁功能
2.5.2控制原理
当系统确定接到“打开切断阀”和“启动系统”指令后进入运行准备状态，当确认点火工作正常并选定控温曲线后，系统手动按设定温度曲线开始自动控温。
在运行过程中，若出现空气压力或燃气压力低于设定值，系统将自动切断燃气发出报警信号，从而保证烘烤器的安全运行。等空、燃气压力恢复正常后由人工解锁。
空、燃气换向阀控制由PLC按给定时间间隔同步切换，并且任一行程开关在阀动作5～6秒后仍无到位信号均有报警信号输出与显示，同时停止整个系统，待故障排除后才能投入工作。
2.6包盖
钢包盖可采用原结构和材质,两个烧嘴在包盖上的开口位置和燃烧中的火焰长度、刚度控制为神雾公司精心研究出的技术决窍，可保证钢包的均匀烘烤和两个蓄热式烧嘴的最佳配合。
3技术指标及技术参数
3.1主要指标
烤包温度≥1200°C，根据需要还可适当提高。
包口、包底温差：<50°C
烘烤时间：新包：>1100°C，30h左右
冷包：>1100°C，16h左右
周转包：750～1100°C，10min左右
3.2点火方式：自动
3.3温度调节：自动控制；手动
3.4空燃比调节：手动或自动控制；
3.5最大供热负荷：3.3GJ/小时；
3.6蓄热式烧嘴能力：200Nm3/h；
3.7燃料：焦炉煤气，热值：4000´4.18KJ/Nm3
3.8空气预热温度：≈1000°C
3.9烟气排放温度：≤150°C
3.10燃料平均节约率：40%以上；
4应用效果
泰钢1#转炉蓄热式钢包烘烤器于2002年9月5日顺利点火投产，目前设备运行稳定、可靠，主要经济技术指标都显著提高（如表1所示）。与改造前相比，其显著特点如下：表1：改造前后主要指标对比
 4.1煤气耗量显著降低：新包煤气耗量由原来的7425m3减少到3865m3，每个钢包节约煤气3560m3，节能率为47.95%
4.2钢包烘烤时间明显缩短：新包烘烤时间由原来的72小时缩短到62小时。钢包周转时间的缩短，将使炼钢生产更加有序。
4.3钢包烘烤效果明显改善，裂纹等缺陷显著减少
4.4排烟温度的降低，一定程度上改善了车间的环境，有利于工人的身心健康，客观上促进了劳动生产率的提高。
5效益分析
5.1直接效益
5.1.1煤气耗量显著降低
根据改造后2002年9月26日的测试数据与改造前1999年11月至2002年8月的平均数据相比，现蓄热式钢包烘烤器烘烤1新包需焦炉煤气量约：3865m3，常规钢包烘烤器烘烤1新包煤气消耗量为：7425m3，每个钢包节约煤气3560 m3。
每月烘烤新包按15个计算,则每年可节约煤气：15×3560×12=640800m3
焦炉煤气按厂内转帐价0.398 元/m3计算，年节约煤气效益为0.398×640800=25.5万元，1套离线常规钢包烘烤器蓄热式改造投资约：15万元，投资回收期约为：15/25=0.6年，即7.2个月。
焦炉煤气按市场价1.0元/m3计算，年节约煤气效益为1.0×640800=64.08万元，投资回收期约为：15/64.08=0.23年，即2.8个月。
5.2间接效益
5.2.1钢包烘烤时间明显缩短
新包烘烤时间由原来的72小时缩短到62小时，若压力稳定的话，可进一步缩短为48小时，钢包周转时间进一步缩短。
5.2.2钢包烘烤效果明显改善
由于烘烤温度高且均匀，使钢包内衬使用寿命延长，若考虑为弥补由于传统钢包烘烤温度不够高而提高钢水出炉温度所造成的电能消耗等因素，则投资回收期将更短，经济效益将更加可观。
6结论
泰钢炼钢厂钢包烘烤器通过蓄热式节能技术改造，经济效益极其显著。目前设备运行安全可靠，生产正常稳定。实践证明：蓄热式钢包烘烤器在泰钢的应用是成功的，蓄热式钢包烘烤器具有投资少、见效快、安全稳定可靠等特点，具有广泛的推广价值。
作者简介：高振民，男，1952年生，山东青岛人，高级工程师，主要从事冶金工业炉的设计与研究工作。
联系地址：山东省莱芜市泰山钢铁有限公司 电话 0634-6114492，6193219 (end)
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(11/23/2004) |
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