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蓄热式烧嘴在加热炉上的优化设计
 

朱锦铭

摘要:介绍了蓄热式烧嘴在加热炉的应用过程中出现的在钢坯长度方向上的温差问题,针对该温差问题在后续工作中做出了合理的调整和设计优化,达到了解决问题的目的,取得了良好的经济效益。

关键词:蓄热式烧嘴; 加热炉; 温差; 热负荷

   前言

    随着经济的发展和市场竞争的日渐激烈,控制成本,提高产品质量就成为商家的首选了。如今,钢铁厂是一个高耗能的产业,节能就显得尤为重要。在此种情况下,蓄热式烧嘴在加热炉上的应用就应运而生了。蓄热式烧嘴不但将热值很低的高炉煤气通过预热加以利用,还可以在预热的过程中将部分烟气的余热回收利用,可以说是达到了节能、环保的双重功效。所以说,蓄热式烧嘴的利用前景是相当可观的。但是,任何事物都是从无到有,从低劣到优等的不断改进和优化的过程,蓄热式烧嘴也不例外,我们在实际应用中不断地积累经验和知识,也在不断改进和优化着蓄热式烧嘴的结构和应用方式,以期达到理想效果的目的。

   背景

福州市某大型不锈钢板生产线一期投建产量为250t/h的步进式加热炉一座,同时预留一座同规模加热炉的位置。在一期投产后的生产过程中,不同程度的出现了在钢坯长度方向温度不均的现象。在产量需要提高的要求下,二期工程加热炉准备立项开建。针对一期工程中出现的一些问题,在二期工程设计实施的过程中,我们做了一些调整和优化。

   优化

1、  一期和二期加热炉均采用双蓄热燃烧方式,燃料为高炉煤气,同时均为五段加热制度,每段都能实现独立的燃烧控制。

2、  比较一期加热炉的烧嘴结构和组合方式,在二期加热炉设计过程中做了相应的调整和优化。

(1)       一期加热炉

一期加热炉设计数据表:

名称

单位

二均热段

一均热段

第三加热段

第二加热段

第一加热段

烧嘴负荷

额定煤气流量

m3/h

17922

17922

17922

26883

22351

 

煤气下蓄热室个数

2

2

2

3

3

5061

煤气上蓄热室个数

2

2

2

3

3

3900

额定空气流量

m3/h

12546

12546

12546

18818

15646

 

空气下蓄热室个数

2

2

2

3

3

3543

空气上蓄热室个数

2

2

2

3

3

2809

占供热比

%

17.4

17.4

17.4

26.1

21.7

 

 

                          1——煤气蓄热室   2——空气蓄热室

一期加热炉蓄热室结构与组合形式

(2)二期加热炉

二期加热炉设计数据表:

名称

单位

二均热段

一均热段

第三加热段

第二加热段

第一加热段

烧嘴负荷

额定煤气流量

m3/h

18746

18746

18746

18746

28016

 

煤气下蓄热室个数

4

4

4

4

6

2675

煤气上蓄热室个数

4

4

4

4

6

2006

额定空气流量

m3/h

13122

13122

13122

13122

19611

 

空气下蓄热室个数

2

2

2

2

3

3746

空气上蓄热室个数

2

2

2

2

3

2809

占供热比

%

18.2

18.2

18.2

18.2

27.2

 

 

1——煤气蓄热室   2——空气蓄热室

二期加热炉蓄热室结构与组合形式

四、比较

 通过以上优化过程,我们可以发现二期和一期相比,煤气蓄热室和空气蓄热室的配比个数有所改变,一期加热炉是一空配一煤,二期加热炉是一空配两煤。单个煤气蓄热室的热负荷变小了,与其连接的管径也要相应的变小,这样,蓄热室前的调节阀的灵敏度就相应的增加了,有利于温度和空燃比的控制。同时二期加热炉的蓄热室相比于一期避免了每段加热工段边缘处的一个喷嘴无法配比空气(煤气)。

五、结论

      二期加热炉建成投入使用后比较发现,在一期工程中出现的同一加热工段炉顶三个热电偶温度相差30~50℃的现象得以改观,二期工程基本可以达到同一加热工段的三个热电偶的温差控制在15℃左右,很好的满足了轧制工艺要求,大大的提高了产品的成品率。由于调节阀灵敏度较好,空气量容易控制,整个加热炉内的富氧系数变小了,氧化铁皮量也减少了。由此可见,二期加热炉蓄热室的优化设计不但解决了前期存在的温差问题,同时还取得了良好的经济效益。

参考文献

[1] 钢铁厂工业炉设计参考资料.北京:冶金工业出版社  1979.11

[2] 王秉铨主编.工业炉设计手册.北京:机械工业出版社,1996.8

 

 

 

 

 
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