节能降碳的蓄热式加热炉烟气反吹关键技术

摘要：蓄热式加热工艺是大型钢铁企业轧钢工序普遍采用的加热技术,但该工艺高频率换向蓄热燃烧导致公共管道内的燃气交替排入大气造成环境污染和能源浪费,使其成为钢铁生产流程中少有未进行污染物治理的生产工序。基于消除蓄热式加热炉热工制度缺陷,系统介绍了蓄热式加热炉烟气反吹扫技术及与之匹配的加热炉烟气反吹安全联锁与防爆技术、烟气反吹工艺设计与时序调控技术。该成果应用于某钢铁企业蓄热式加热炉（160t/h）建设国内首套换向残留燃气反吹技术示范线,该加热炉燃气放散体积分数由9.0%降低至0.208%,CO放散减排率达92%以上,轧钢燃气耗量节约4.38%。其后承建多家钢铁企业19条蓄热式轧钢加热炉烟气反吹改造工程,均取得较好效果,节能、环保及社会效益显著,同时减少碳氧化物的排放量,助力国家实现双碳目标。     

加热炉烟气反吹系统对蓄热体的影响

蓄热式加热炉在煤气换向阀切换为抽烟气时,烧嘴内的残余煤气与高温烟气发生二次燃烧,导致烧嘴局部温度瞬间高于蓄热体的最高使用温度,在高温和氧化铁粉末的共同作用下会造成煤气烧嘴第1层蓄热体出现开裂、变形、气孔堵塞的现象。研究了在加热炉上增设一套烟气反吹系统以解决蓄热体局部过烧的问题。实际应用效果表明,该系统以低温烟气将煤气烧嘴及支管内的残余煤气置换到炉内进行燃烧,不仅能杜绝煤气在烧嘴内发生二次燃烧,有效地控制蓄热体温度,延长其使用寿命,还能大幅度降低烟气中CO的含量,减少化学能耗损失和环境污染。     

烟气反吹二次燃烧技术在蓄热式加热炉上的应用

结合蓄热式加热炉烟气反吹二次燃烧技术改造实践,重点对烟气反吹二次燃烧技术原理、改造实施技术方案、改造效果进行分析探讨。通过风机及管路、系统稳压回路、自动化时序控制等设计优化和技术改造,取得良好效果。CO排放降低92%以上,在保护环境的同时,加热炉综合能耗进一步降低,现有蓄热燃烧技术得到完善。     

酒钢二高线加热炉改造实践

通过对酒钢二高线加热炉的改造,预期提高加热能力,解决炉墙串火和煤气泄漏的问题,适当降低能耗加深炉压,调整加热温差。为了达到预期目标,主要针对蓄热式烧嘴进行改造,改造燃烧系统时对钢立柱做适当改造和修复,重新铺设炉墙钢板,拆除炉底挡墙,更换耐火材料。检测并修复优化加热炉的燃烧系统的蓄热烧嘴和蓄热体、换向系统的换向阀、换向控制功能,点火烘炉系统和烟气系统。     

蓄热式加热炉在临钢中板厂的应用

太钢集团临汾钢铁有限公司中板厂采用蓄热式燃烧技术对2号加热炉进行了改造，以提高热能利用率，减少环境污染。综述了蓄热式燃烧技术在临钢中板厂连续式加热炉的开发应用情况，介绍了蓄热式燃烧中的供风、煤气、换向控制等主要系统的结构和技术特点。     

烧嘴式蓄热式加热炉烟气残氧量在线检测技术

针对烧嘴式蓄热式加热炉独有的换向特性,使得空气（煤气）烟道在换向过程中有部分空气（煤气）流入,导致烟气残氧检测出现偏差的情况,换向时将氧化锆分析仪检测值延时10s显示,增加了软件补偿控制环节,以此作为参考值指导调整空燃比,并及时调整,使燃烧趋于合理,总烟气含氧量已由初期的10％控制到5％左右。     

烟气反吹技术在蓄热式加热炉CO减排中的应用

蓄热式加热炉在燃烧过程中,换向阀与蓄热烧嘴之间的CO会被直接排放到大气中,造成环境污染和能源浪费。通过研究与实践,将烟气反吹技术应用到蓄热式加热炉燃烧系统中,有效的解决了现有蓄热式加热炉大量残余CO排放的问题,带来了显著的经济效益和环保效益。     

技术信息

国内·高效蓄热式工业炉HIGH EFFICIENCY RECUPERATORREHEATING FURNACE山东泰山钢铁公司热轧带钢全高炉煤气加热炉已于2 0 0 1年 6月底投产。这种高效蓄热式工业炉将高效蓄热式热回收系统、换向燃烧与炉体有机地结合 ,将空气、煤气预热到 110 0℃ ,废气排放温度低于 15 0℃ ,使加热炉热效率达 70%以上。该炉采用集中式换向设备 ,控制系统功能完善 ,维护工作量小。采用独特的燃烧系统 ,氧化烧损率可降低至0 .5 %。此外 ,还采用了扩散式燃烧方式 ,扩展了火焰燃烧区 ,从而提高了炉温的均匀性。钱　武钢铁研究总院与瑞典高技…     

蓄热式加热炉的自动燃烧控制技术

介绍了蓄热式加热炉自动燃烧控制的关键技术及其应用，重点介绍蓄热式燃烧控制的三个特点：烟气温度测量、自动换向控制、烟空比控制．生产情况表明：自动控制系统运行稳定，排烟温度低，达到节能和环保目的.     

蓄热式加热炉的自动燃烧控制技术

介绍蓄热式加热炉自动燃烧控制的关键技术及其应用，重点介绍蓄热式燃烧控制与常规控制相比的三个特点：烟气温度测量、自动换向控制、烟空比控制。生产情况表明：自动控制系统运行稳定，排烟温度低，达到了节能和环保的目的。     

河钢唐钢热轧1 700线加热炉节能改造实践

河钢唐钢第一钢轧厂1 700线两座双蓄热步进式加热炉存在煤气消耗高、板坯加热质量差等问题,通过降低加热炉的设计产量,优化加热制度,重新调整加热炉各个燃烧段的供热比例和供热负荷,重新配置各段的空气、煤气管道和烟气管道,实现燃烧介质的精确测量。增加蓄热式烧嘴中挡砖和蜂窝体的使用量,实现蓄热式燃烧过程稳定。修改一级燃烧控制程序,解决原控制系统频繁调节的问题,实现加热炉的一级自动燃烧控制。与改造前相比,板坯加热质量得到改善,氧化烧损进一步降低,吨钢煤气消耗下降了25%,为同类加热炉的技术升级提供参考。     

熔铅炉蓄热式燃烧技改节能分析与计算

室式燃烧间接加热熔铅炉热平衡测试表明：因不完全燃烧、高温排烟原因,熔铅燃气单耗高达175m3／tPb,热效率仅为9．9％,排烟损失高达53．9％,化学不完全燃烧损失高达23．86％。理论计算表明：应用均匀直接加热、高效回收烟气余热及预热空气的熔铅炉蓄热式燃烧技术后,熔铅燃气单耗可降低到105m3／tPb,节能达到40％。     

首钢中厚板厂蓄热式燃烧技术的应用研究

阐明首钢中厚板厂原2号加热炉存在区域狭窄、设备落后和单耗高等问题和应用蜂窝体分散控制蓄热式燃烧技术改造基本内容。利用Fluent软件、热工测试等手段重点研究了加热炉前后流场、烧嘴结构、蓄热体和钢坯加热等内容，研究结果表明改造后加热炉成功应用优选设计烧嘴，具有较为均匀的温度场、加热钢坯温度均匀等优点。并对改造后加热炉进行应用效果分析，结果表明，蓄热式加热炉可实现节能20％，降低烟气有害物排放和提高钢坯加热质量。     

青钢钰尊线材厂加热炉漏火原因分析与改造

通过分析加热炉蓄热箱周围漏火现象,青钢钰尊线材厂采取改造蓄热箱结构、改变蓄热箱安装方式、改进蓄热箱制造工艺、改变燃烧控制段换向方式等措施对加热炉进行改造,加热炉再无漏火现象发生,加热能力显著提高,分段分侧集中换向阀运行稳定,额定煤气消耗降到了57416 m3/h以下,改善了操作环境。     

电弧炉烟气余热利用系统的设计应用

莱钢50t电炉第4孔高温烟气原来直接排入环境除尘系统,造成能源浪费。通过对电弧炉第4孔移动烟道的改造,实现与新建燃烧沉降室和热管式余热锅炉的对接,将余热管锅炉收集高温烟气热量所产生的蒸汽储存在2台150m3蓄热器中,以满足VD真空精炼炉生产需求。烟气余热回收系统可提供压力1.6MPa饱和蒸汽15t/h,每年节约燃油消耗费用2256万元。     

加热炉自动燃烧系统的研究与应用

自动燃烧是未来轧钢加热炉发展趋势.1 580 mm生产线4号加热炉于2017年投产,为提高加热炉自动控制水平,实现全自动燃烧,开发了脉冲式燃烧程序和板坯温度自动控制模型.通过脉冲燃烧,实现了炉膛温度的快速响应以及良好的板坯长度温度均匀性;通过温度控制模型功能优化,对每一类钢种都制定了最优升温曲线,实现了板坯温度的自动控...     

高炉富氧喷吹还原性气体工艺分析

为降低高炉炼铁中固体碳耗、高效利用冶金高温副产煤气,提出高炉富氧喷吹还原性气体工艺流程,建立基于物料平衡与热平衡的高炉数学模型,并修正了理论燃烧温度计算公式.应用该模型分别对传统高炉、炉缸富氧喷吹还原性气体以及炉身喷吹循环煤气的炼铁流程进行技术参数分析.结果表明,炉缸富氧喷吹还原性气体以及炉身喷吹循环煤气的炼铁流程中,...     

轧钢加热炉蓄热室压力分布试验

蓄热式轧钢加热炉因具有节能环保优势,在钢铁企业应用广泛。然而,强制排烟和供风方式造成炉膛压力高、风机电耗大等负面影响。蓄热室是蓄热式轧钢加热炉的重要部件,弄清楚加热炉蓄热室内压力分布至关重要。与以往冷态试验或数值模拟研究不同,以鞍钢连轧作业区1号加热炉为研究对象,搭建了半工业试验装置,开展了热态试验研究。结果表明,排烟工况下,随着烟气流速增加,蓄热室各点的压力逐渐升高;供风工况下,随着炉膛温度升高,蓄热室各点的压力逐渐增加。对某一固定的蓄热室长度,排烟压力损失均大于供风压力损失;随着蓄热室长度增加,排烟压力损失和供风压力损失均随之升高。     

热脏发生炉煤气在蓄热式加热炉上的应用

概要论述了蓄热式高温空气燃烧技术的特点及国内应用状况,介绍了蓄热式燃烧系统的结构与特点,重点阐述了采用热脏发生炉煤气加热炉的主要技术性能以及蓄热式加热炉供热分配、煤气系统、空气管路系统和排烟系统等设计特点。并且对蓄热式加热炉生产运行中出现的问题,解决措施及生产应用情况进行了分析。实践表明,采用热脏发生炉煤气开发研制的蓄热式加热炉具有高效、优质、节能和低污染等诸多优点,具有广阔的开发应用前景。