迁钢霍戈文热风炉高风温试验

选择迁钢2号高炉霍戈文热风炉进行高风温试验,研究了助燃空气、煤气预热温度、煤气热值和混风阀开度等因素对风温的影响.在高风温情况下,研究了拱顶、排烟温度等参数的变化规律,以及高风温对煤气流量、燃烧负荷和燃耗等因素的影响.结果表明,提高空气预热温度、减少冷风流量可以提高风温,降低焦比及增加煤比,并起到以煤代焦的节能作用.     

迁钢2号高炉热风炉系统高风温技术研究

针对使用单一高炉煤气实现热风炉1250℃以上的风温问题,比较分析国外内各项空煤气预热技术,认为迁钢2号高炉采用高温预热炉和分离式热管换热器等技术相结合工艺方法实现高风温是较佳方案。为此,利用仿真、试验等手段,系统研究了预热热风炉、霍戈文热风炉和混风炉等关键设备的炉内流场、温度场等分布的均匀性问题。研究结果表明,预热热风炉具有炉顶、炉墙温度低、燃烧完全等优点,能满足高风温热风炉系统使用要求,但中心存在回流问题;霍戈文热风炉流场均匀,但存在偏流,燃烧不完全问题;设计简单的混风炉和改进的高风温管道,均能满足使用要求。通过烟气残氧、CO浓度测试表明,预热炉和霍戈文热风炉的燃烧状况与仿真基本一致。投产应用表明,迁钢热风炉系统实现了高风温,降低高炉焦比、煤比,实现了高炉工序的节能。     

首钢高炉高风温技术的应用及存在的问题

对首钢高炉高风温技术应用情况及存在的问题进行了阐述。首钢通过引进国际先进的卡卢金顶燃式和霍戈文内燃式热风炉,采用全烧高炉煤气高温空气燃烧预热技术工艺流程,高炉实现了高风温,降低了焦比。在高风温使用过程中,因出现的热风炉格子砖烧裂、管道腐蚀和炉壳开裂等问题导致风温下降,通过采用修复热风炉格子砖或燃烧器、控制最高拱顶温度、炉壳管道表面红外温度监控,以及稳定风温等方法,保证了高炉高风温的使用。     

方大特钢新2号高炉高风温热风炉的设计特点

重点阐述了方大特钢新2号高炉高风温热风炉的设计特点。设计中,新2号高炉采用了一系列高风温成套技术,例如:高风温热风炉本体技术,包括高效陶瓷燃烧器、合理的蓄热室参数、完整的热风出口组合砖;高温预热技术,包括煤气低温预热工艺,助燃空气预热选择附加燃烧炉+板式预热器的预热技术;高风温长寿热风管系技术,包括热风主管通长大拉杆+端头补偿器组合、新型三岔口的内衬结构等。投产后,在没有掺烧高热值煤气的条件下,热风炉送风温度最高为1260℃,年平均风温1242℃。     

首钢高炉热风炉高风温技术进步

本文叙述首钢高炉热风炉现状和技术进步,说明首钢高炉热风炉向大型、高风温方向发展。通过分析首钢北京地区、首秦和迁钢等高炉热风炉投产以来的风温变化,阐明首钢全烧高炉煤气热风炉采用高温空气燃烧预热技术实现风温1250℃。利用仿真和冷态试验等手段从理论和机理上研究了首钢现有不同高炉热风炉结构的流场和温度分布特征,指出了顶燃式和内燃式热风炉存在的问题。首钢高风温试验研究采取加强系统监测、操作制度优化和改善原燃料条件等措施,实现了1250～1280℃的风温。该试验研究结果将在首钢迁钢3＃高炉、京唐大型高炉上进一步实施,为国内外高炉提高风温研究提供参考。     

高炉风温影响因素研究

 建立了热风炉蓄热室内格子砖二维温度场数学模型,通过对宣钢2000m3高炉3号热风炉进行测量,验证了模型的准确性,同时研究了格子砖参数、拱顶温度、混风操作以及操作周期对热风温度的影响。结果表明：对于每个格孔直径应该有一个最优的活面积,通过优化格孔直径与活面积的对应关系,可以提高热风炉风温。采用双预热技术之后,煤气和助燃空气预热温度每提高100℃,拱顶温度以及热风温度分别提高80、72℃。缩短操作周期可以提高风温,但是煤气流量增大。因此,必须根据燃烧器的燃烧能力选择合理的操作周期,保证煤气和助燃空气混合均匀、燃烧充分。     

高炉的高温热风炉问题

苏联黑色冶金科学技术协会在1957～1958年间举行了关于开展大高炉高风温(到达1100—1200℃)热风炉的公开评选竞赛,结果选取了以下4种建议。(一)的建议:他建议用提高燃烧煤气的发热值的办法将风温提到1200℃。这可以通过使用混合煤气或预热空气和煤气的方法达到。根据他的计算用未预热的高炉煤气(发热值847kcal/Nm~3)燃烧温度只能达到1292℃,而要提高风温到1200℃需1500℃才行。因此他建议:     

首钢京唐1号高炉1300℃风温应用实践

对首钢京唐1号高炉(5500m~3)1300℃风温应用实践进行了总结。通过采取优化高炉煤气系统工艺流程、配置BSK顶燃式热风炉和预热炉、煤气和助燃空气的双预热、优化热风炉烧炉操作等措施,实现了在全烧高炉煤气条件下能够为高炉提供了1300℃风温。并通过采取改善原料条件、提高顶压、稳定理论燃烧温度、加大矿批、规范炉内操作等措施,使1号高炉实现了1300℃风温操作,改善了技术经济指标,燃料比降低到481 kg/t。     

新钢10号高炉双预热器的生产效果

本文介绍了分离式热管煤气、空气双预热系统在新钢10号高炉热风炉的实际应用情况.通过热风炉燃烧产生的高温烟气对煤气(高炉煤气+转炉煤气)及助然空气进行预热至160～ 190℃,提高理论燃烧温度、拱顶温度及烟道温度,实现了高炉1 225℃以上风温.从而降低高炉焦比,节能降耗,提高高炉冶炼的经济效益.本文从技术、节能、经济效益三方面分析了煤气、空气双预热器的优越性.     

安钢2 200m3高炉高风温生产实践

介绍了安钢2200m^3高炉热风炉采用煤气、空气双预热技术，强化热风炉操作，提高理论燃烧温度和拱顶温度，高炉风温稳定在1200℃左右的生产实践。     

首钢京唐BSK顶燃式热风炉的燃烧技术

 为开发5500m3高炉BSK顶燃式热风炉技术,对顶燃式热风炉的燃烧机制和燃烧特性进行了研究。采用CFD数学仿真模拟研究了BSK顶燃式热风炉环形陶瓷燃烧器的燃烧机制,解析了顶燃式热风炉燃烧室内气体的混合、流动以及燃烧过程,计算分析了顶燃式热风炉燃烧过程的速度场、温度场以及浓度场分布。通过对实体热风炉的冷态测试,验证了CFD数学仿真计算的结果。研究结果表明,BSK顶燃式热风炉采用旋流扩散燃烧技术使燃烧过程速度场、温度场和浓度场分布均匀对称,并可以有效控制火焰长度和火焰形状,使煤气在拱顶空间内充分燃烧。速度场、温度场和浓度场的分布与煤气和助燃空气的初始分布有直接关系。通过燃烧器喷嘴结构优化设计可以显著提高空气与煤气混合的均匀性,改善燃烧室内浓度、温度分布以及火焰形状。     

顶燃式热风炉周期性工作的数值模拟

提高高炉热风炉热风温度对于降低能耗、实现经济绿色发展具有重要意义。以某2 500 m3高炉热风炉为原型,建立了顶燃式热风炉的三维数学模型。采用Fluent软件对热风炉在“两烧一送”工况下烧炉和送风的过程进行多次连续性仿真模拟。选用可实现的k-ε湍流模型、P-1辐射模型和涡流耗散模型分别应用于模拟流体的流动、辐射传热以及化学燃烧。在此基础上,进一步分析了混烧不同比例的焦炉煤气对热风炉内部温度场和热风温度的影响。模拟结果表明,在这两个工作过程中,热风炉蓄热室内部温度相差200 ℃,这是冷风在蓄热室中所吸收的热量;混烧1%和2%焦炉煤气均可以提高热风平均温度20 ℃。     

卡卢金热风炉的工业应用

卡卢金热风炉是一种现代蓄热式高炉热风炉。相对于内燃式和外燃式热风炉而言,卡卢金顶燃式热风炉淘汰了传统意义上的燃烧室(俗称"燃烧井"),被称为"无燃烧井"热风炉,又叫"顶燃式热风炉",真正实现了高炉煤气的充分燃烧和高风温的目标。该炉凭借其高风温、低投资、长寿命的特点,已经成为炼铁行业中广泛应用的热风炉之一。独立的设计和技术服务使其在世界范围内赢得了高品质的称赞。使用20mm孔径格子砖的热风炉已经成为新一代卡卢金热风炉的标志。从高炉热风炉的发展史,技术改革等方面,阐述了卡卢金热风炉在燃烧器设计,格子砖技术,炉箅子结构,余热利用等方面的优势,并介绍了在中国和国际市场的应用业绩。     

首钢高风温热风炉技术研究

 在简述国内外热风炉高风温和首钢热风炉技术开发历史基础上,从仿真、冷态试验和投产应用等方面比较、研究了首秦引进的俄罗斯卡卢金顶燃式热风炉、迁钢2号高炉上应用的自研制预热炉和首钢原顶燃式热风炉技术性能特点。研究结果表明：原顶燃式热风炉不能适应高风温使用,卡卢金顶燃式热风炉和自研制预热炉具有炉顶炉墙温度低、中心温度高、结构紧凑、燃烧完全等优点,而且自研制预热炉性能更好,两者均在生产应用中实现了高风温,满足了高炉炼铁生产需要,可为国内外热风炉进一步提高风温提供参考。     

顶燃式热风炉高温低氧燃烧技术

 NOx是制约热风炉实现高风温长寿的主要技术障碍。为有效抑制和降低热风炉燃烧过程生成的NOx,研究分析了NOx的生成机制,运用热力型NOx生成模型计算了热风炉燃烧过程NOx生成速率和生成量,开发设计了基于高温低氧燃烧技术（HTAC）的新型顶燃式热风炉,采用CFD仿真模型对比研究了常规热风炉和高温低氧热风炉的燃烧过程和特性。计算得出2种热风炉的温度场分布和火焰形状、浓度场分布以及NOx的浓度分布。研究结果表明,高温低氧热风炉的温度场分布均匀,在相同拱顶温度下,NOx生成量仅为80×10-6,比常规热风炉降低约76%。高温低氧热风炉可以获得更高的风温并可以有效减少NOx排放,实现热风炉高效长寿和节能减排。     

高炉高风温的试验研究

在钢铁工业的节能减排形势下,首钢开展了高炉高风温试验研究.2009年高风温试验情况表明,迁钢2号高炉连续4个月月均风温突破1270℃,实现年均风温1258.7℃,达到了高炉生产降低焦比和提高煤比等目标.采用对比分析法总结分析了高风温试验前、2008年和2009年迁钢2号高炉的试验数据,2009年实现1280℃高风温下的...     

热风炉技术创新与应用

顶燃式热风炉主要应用于冶金行业的高炉系统,为高炉提供高风温的热空气。在许多工业应用环境中,除加热空气外也有加热煤气的需求。本文分析了顶燃式热风炉技术在煤气加热中的应用情况。由于加热介质变为瓦斯气体,需要对热风炉各个组成系统做针对性的改进。详细介绍了顶燃式热风炉在加热煤气时所做的创新和改进,为冶金装备的拓展使用提供了成功的经验。     

新型顶燃式热风炉燃烧技术研究

 在首秦公司引进、消化俄罗斯卡卢金顶燃式热风炉技术基础上,分析其技术优点和存在的不足,自行设计热风炉炉型、燃烧器结构多种方案,采用仿真、试验等手段研究了煤气、空气旋角、位置和布置方式变化的基本规律,并优选了一种可行方案,在迁钢2号高炉预热炉上进行应用试验。仿真和冷态试验结果表明,新开发的热风炉具有结构紧凑,工艺设计简单,炉顶、炉墙温度较低,燃烧完全等优点。投产应用表明,该热风炉运行良好,风温达到预期目标,满足了高炉炼铁生产需要。该技术的开发和应用,可以为国内大型高风温热风炉设计提供参考。     

大型高炉热风炉技术的比较分析

 主要针对5000m3级别大型高炉的高风温热风炉技术进行技术比较分析,选择5000m3级别大型高炉的设计实例,在风温、风量、燃烧介质等热风炉设计参数相同的同口径条件下,对Didier外然式热风炉和顶燃式热风炉进行本体表面积和表面散热比较,同时通过数值模拟分析,比较这2种热风炉的高温烟气速度分布、高温烟气流场分布、格子砖顶面温度分布,为大型高炉热风炉形式的合理选择提供建设性建议。通过比较分析,顶燃式热风炉的本体结构技术、流场热传输技术较其他形式热风炉具有明显优点,顶燃式热风炉技术是目前高风温热风炉技术发展的趋势,对于大型高炉采用顶燃式热风炉技术可以取得可观经济效益。