WSD型高炉煤气双予热烧结点火炉 一、前言 　　随着冶金工业的不断发展,能源危机将不断出现,人们开始将注意力移到充分利用冶金工业的多余并放散入大气的高炉煤气上,用以代替昂贵的天然气、油等燃料。利用冶金企业的高炉煤气置换出焦炉煤气来供应城市具有很高的经济与社会价值。 　　我国高炉煤气在冶金企业中的放散率很高，据统计，国内53个重点钢铁企业中，只有少数企业的放散率在6%以下，约有40家企业的放散率达6-48%，每年放散的高炉煤气达81亿立方米，折合能源90万吨标煤，这些企业将大量高炉煤气放散到大气层，给环境造成严重的污染，同时还要支付大量资金去购进昂贵的燃料和增建焦炉或发生炉。所以用冶金企业多余的高炉煤气置换出目前尚用于轧钢、锻压、烧结、冶炼、热处理、石灰和建材的高热值燃料，不但为国家节约大量能源，还有良好的综合社会效益。 　　冶金工业部马鞍山钢铁设计研究院著名热工专家胡彦邦先生经过近20年的不懈努力，首先于1984年成功地将高炉煤气应用于高温轧钢加热炉，1988年以设计开发了GSD型高炉煤气烧结点火炉设备，并首次成功地在芜湖钢铁厂烧结机上投入使用，这套设备经过多次改进，又在合肥钢铁厂、钢陵钢铁厂等近10台烧结机上应用，现在此设备已在我公司投入批量生产，并推广到全国各地。欢迎广大用户前来考察订货。 　　为满足冶金企业不同生产能力不同高炉煤气热值的需要，我公司在原有GSD24-32m²的高炉煤气点火设备的基础上，又扩大GSD-36，GSD-60，GSD-100，GSD-130和GSD-180等大能力烧结点火炉设备的设计与制造，并可向企业提供相应的双预热炉，包括SYG-24-6°C型串联双预热炉和SYG-60-180B型并联式双预热炉，大能力GD型点炉和大能力DF型多缝点火烧嘴，分别供24-180m²烧结机点火之用。 　　双筒并联的SYG-B型双预热炉是专为大中型烧结机要求采用更低热值（热值为750×4.18KJ/Nm³）高炉煤气的高温预热而开发的，最终目标可以将空气与煤气都预热到500度的高温。 新开发的SYG型双预热炉，在煤气换热器前装有长圆管的干燥器和分组清灰孔，以适应湿法除尘的高灰分煤气的生产需要。 　　还设计了适用于18-24m²小烧结机用的GZD-24型自带预热装置的高炉煤气烧结点火炉，可单独预热空气也可以双预热，用于热值不低于850×4.18KJ/Nm³的高炉煤气。 一、 设备组成 　　GS型高炉煤气点火设备主要由GD型点火炉、GF型多缝式点火烧嘴、SY双预热炉以及风机、管道和仪表等部分组成。 　　设备的代号意义如下： 　　G方巾炉煤气；S双预热；D点火炉；G干燥器；Y预热炉；B并联式；C串联式；DF多缝烧嘴；数字60-180表示烧结机面积 　　称呼60　点火炉成套设备：GSD-60 　　单独称呼60　点火炉：GD-60 　　多缝式点火烧嘴DF-630×3（分段长度×个数） 　　单独称呼60　串联双预热炉(带干燥器)：SYG-6°C 　　称呼60　并联双预热炉：SYG-60B 二、 工作原理 　　根据新的烧结机工艺要求，欲在10-20秒内点燃烧结矿表层使之形成半溶状态，必须使烧结矿表面附近的炉温达到1150度，为此要求高炉煤气绝热燃烧温度达到TR=1150，而热值为750-900×4.18KJ/Nm³的冷高炉煤气的燃烧温度仅1240-1420度，实际点火温度只能达到850-1000度，虽然可以成倍增大煤气量来提高炉温，也只能提高几十度而已，这就是过去国内外烧结点炉都采用热值为1800-4200×4.18KJ/Nm³的混合煤气和焦炉煤气的原因，采用纯高炉煤气是个禁区，突禁区的难点在于提高高炉煤气的燃烧温度。提高燃烧介质的预热温度是众多方法中最经济可行的。为些，开发了高效的双预热炉，利用部分高炉煤气在该炉内将点火炉用的高炉煤气和助燃空气的温度之和加热到700-850度，这可使高炉煤气热值提高到1400-1600×4.18KJ/Nm³的水平，从而满足烧结点火炉的工艺要求。 三 SYG型双预热炉的特色 　　1.预热温度和耐热温度高 　　SYG-24-6°C型串联双预热炉能可靠地将空气预热到350-450度，煤气300-350度，SYG-60-180B型并联双预热炉可分别预热到450-500度和350-450度，使热值仅750-800×4.18KJ/Nm³的高炉煤气也能满足点火工艺的要求。 　　所有SYG型双预热炉都采用耐高温的辐射对流组合式高效换热器，由冷高炉煤气供热的旋风燃烧室出来的高温烟气可以直接进入圆筒开辐射换热器，不需要另掺冷空气来降低烟温，后都的传热系数高达45-50×1.16W/m²°C，筒壁温度只比热风温度高70-100度，受热均匀，不能受烟气正面冲击，能在高温下工作5年以上毋须清灰与检修。冷到800度后的烟气再进入上方钢管换热器继续深度回收。 　　2.回收效率高 　　首创的多行程圆筒形金属外壳的钢管换热器具有独特的外形和很高的热效率，它采用严密的钢板外壳和内绝热，因而热损失小，烟气排放温度可降到100-150度，串联式炉的热效率达75-85%，并联式也达到55-65%，为炉窑热回收藏夹装置的高效典范，并可在露天长期工作。 　　3.清灰方便 　　高炉煤气换热器的入口及管板易为刚进入的湿的冷煤气所堵塞。SYG型装置的煤气换热器已将第一组改为用大断面长圆管制成的干燥器，这种种结构就不易积灰，并在后面的每个行程上都设置清灰孔，可以从管组的两头打开盖板彻底清除管板入口和管内的积灰，盖板上的装有窥孔来随时观察积灰情况。这个突破保证了煤气预热温度稳定，防止因积灰而引起的过热开裂的事故，双预热的采用，还彻底解决了一般冷煤气点火烧嘴因积劳成疾灰造成堵塞的问题。 　　4.占地面积小 　　SYG双预热炉采用直立的结构，不但占地少，而且预热炉本身就是“烟囱”，只要上部接一短烟管就将排烟引至高于厂房3-5米处，便可造成足够的抽力而不需要强制排烟设施。 　　5.使用寿命长工，投资回收快 　　SYG型双预热炉具有高温、高效的经久耐用的特色，高于400度的构件均采用合金钢制作，各组热构件均有特殊的膨胀补偿措施，在正常操作下使用寿命达3-5年。 　　设备的投资回收期短，如GD-24型点火炉用的SYG-24C型双预热炉的一次投资每套25万元，每年可节约焦炉煤气达500万立方米，折合人民币150万元，回收期约3个月，实属投资少，收效快的项目。 　　表1-2列出，SYG24-6°C型和SYG-60-180B型双预热炉的技术性能表，附图1和2分别表示它们的安装情形，　　表3-4为其相应的外形与接管尺寸表。 　　并联式双预热炉的效率虽低于串联式，但煤气预热温度可进一步提高，可以单独工作互不影响，能在不停止烧结点火炉的情况下轮流清灰或检修。 四、 GD24-180型小炉膛点火炉 　　为获得沿炉宽均匀分布的火幕，专门试验开发了多缝式线性高炉煤气热风烧嘴，实现均匀而快速的冲击加热，并首次在超低热值的点火炉上采用小炉膛。GD-24型点火炉的有效炉膛容积仅2200×1624×500，炉膛内尽量采用轻质耐火及保温材料，大大减少炉体重量与散热量，入炉矿料先预热到1000度以后在1100-1200度的温度下停留20-30秒，出来的烧结矿质量均透。 　　GD型点火炉顶上装有2套DF型点火烧嘴，设计时还改善了装出料口的和周边的严密性，使点火炉热效率大大提高，点火的可以热耗为-40000×4.18KJ/T，达到或接近国内燃焦炉煤气点火炉的平均水平。 　　表5列出的GD-24-180型高炉煤气点火炉的技术性能表。 五、 DF型多缝点火烧嘴 　　DF型烧嘴的设计原理与日本川崎的多孔烧嘴相似，均属线性烧嘴，不设二次空气，喷口由圆柱形改为长圆扁缝孔，高速的煤气与空气喷射气流以一定角度相交，迅速混合形成一道连续均匀的火幕，其宽向的温度由套管烧嘴间的正负50度减为正负10度。新的DF点火烧嘴已由3对接管改为1对接管。烧嘴安装时可直接放置在炉壳内侧托架上，结构单位，操作方便，喷头采用耐热铸钢制作，喷口从不堵塞，寿命由川崎烧嘴的1年延长至5年以上。 六、 高绝热的热管道 　　从双预热炉到点火炉的管道总温降应不超过7-10度，为此，要求采用厚度不小于75mm的高绝热性能的绝热层，采用内绝热时应衬有金属簿板或铁丝网。这也是GSD型高炉煤气点火炉设备的关键技术之一。 七、 制造与验收标准 　　GSD型高炉煤气烧结点火炉设备将按照钢结构工程施工及验收规范。并参照工业炉手册和筑炉手册等编制的本企业标准进行制作及验收，制造将准确按批准的图纸尺寸和技术条件进行，保证焊接质量及制作安装精度。膨胀器用氩孤焊接。所有超过400度的部位均采用合金钢制作，出厂前要逐台进行气密性测试，并提供产品合格证。 八、 安装要求 　1.本公司在发货同时将按合同向用户提供安装图纸、安装说明书及其它约定的服务项目。 　2.由用户自行设计的换热器支架、平台、空、煤气管道及烟管，将由本公司提供设计的工艺尺寸及负荷、安全护栏等要求的委托资料。 　3.双预热炉安装时要保证燃烧室、空气与煤气换热器及烟管的同心及垂直，所有连接法兰均要加垫密封。 　4.各组换热器的风箱间应按要求留设自由膨胀的间隙和余地，正确安装连接管上的膨胀节。 　5.按提供的工艺要求铺设管道，空、煤气热管道要加强绝热，保证输送途中中的最小的气体温降。 九、 操作、维护与安全 1.点火炉及双预热炉均应安装心要的温度、压力和流量等指示仪表和超温报警装置。 2.为保证双预热炉和煤、空气换热器工作稳定、长寿，操作中应控制燃烧室出口烟温或空气前功尽弃列管前的烟温，控制空气温度，煤气预热温度300-350，超温报警时应立即采取降温措施。 3。双预热炉燃烧室正常供热的情况下，换热器内必须有煤、空气通过中，不允许有短时间的“空烧”，当风机故障，停电或点火炉保温，停修时应预先降低燃烧室温度和切断双预热的供热。 4.烧结机开工时应炉，先烧点火后开双预热炉，停产时先关双预热炉，待燃烧室友冷却到500度以下时再切断点火炉。 5.点火炉双预热炉及煤、空气管的设计、制造及操作应遵守国家有关的安全规定。煤气管道应设置便于操作的放散系统。要定期检查煤气换热器的气密性，发现泄漏要及时处理。 6.清灰 换热器的煤气侧通道必须建立定期的清灰制度，根据煤气的含尘与含水量和实际积灰情况，一般每1-3个月清一次灰，每根管都要清干净，烟气侧也要每清一次灰，在换热器平台上应备有压缩空气接点和钢丝刷等清灰工具。