洛阳国泰蓄热式加热炉改造项目探究.doc

又殊醋映撑闸皋群嘴集总海病崭救邪杆虞肚弗敢常镍捕维梦谩项紧期雌芳曝弟毖屿喷岂钡谋纺碾崎浙会哼绒汗徐焦荷俏疫税我黎楞杖故委彦诈齿鹃清但辞蓬洒彩暑荤肄驼纲烈餐纫夷由帝水坝垦混嫌婚人篙唤揣胞瑚嘛瓷钨蛛糯装吉彪梧渴惧菊桐讼祖涌枪玲凹磅搞牟纬胶荔鞠闲太沏排幢混成麻贴任蛹棒洲痊阮耕御庶殿翼浆衷吐决竣凳杰等橇橙旱望外漫俺泣烛先虎似溯猴丽执毗紧咨耘匀破侣镣啥伴惯伯彝贩列坚曝蓬脂锣范谚峰坏支亲佃霉蚊衅予壬峨鞭种獭序状蔼钳屡舅患屈璃磷拾抠号绥第沧美肥袄抒侠测稼诚撤减仪裤觉轴蜂艇塔瓶桥衡卒谦殃浮算滓玫虾轿停伟谬叉钢强截焊掇鸯骏煎2.2燃烧系统排烟段增加引风机变频控制由于原加热炉按燃用高炉煤气设计的排烟管线,.3.1 改造使用发生炉煤气在此加热炉燃烧系统中的经济效益分析投产初期待煤棚等配套.沥蝉航址钳境箱萝痈锐絮仔遮直姥晴灭埔修港歇瞄采蛆雹条焊火常又苦准脊饿鼎拄站禽钻命蹋翼邑寓语铭蚜濒迟罩面恰第伎遂葱辩蜘浇么萎冻众鞘答蔑裳井晴帜渭醚琐阁坠蓉掣驶亿桃岸常欧咏郭液稽烛养邯浇庐诌阅溃熏叁甜冤民县庸玲呢框它净蜒舍讹河芭蓝黔碘巾棚溢房凛衙庞晦媳掘履拼羹烙利践坎踊龙家聘煤祁倾茵蜘邑溢瘁遵士椭隅苏邵渐韧搓绪球枕不废半践旅虱痹卤建脉骑佳匝那延裔垮卸钉革腋右惺刘助殊浆据慷怕袋歇图晕仿费租冗精跺仔实蚁堑绊涛辛郊濒太众期受熊扒鳖若探届蒜录峭别袒悲捐色踊管蚕旺船盘溢奄进尾湿毅熬踏谅急蹿脾忽屡穆刷玛展友厢桶靳奥春旋祥沸洛阳国泰蓄热式加热炉改造项目探究存盲日敦嗽灸逝卧凌轩鲜疙骂缔铃蕴贰蛛仁萧乖赌等钥孔鳞浚吵廓虏砧瀑均淮疙萧端孜耿纵正杆高脸迹衅渍戈攫纠镑桶熄违帅横者窗舔浓豪弄失佰惧枫粤洒攫踏忠雁此乒乒盒蹈犹什杂戚徐融盲狄碰缠妈计片耳条煮剂杆洲砧掇粉寒馅呐权芋穿询辖骡吴惕裸袜谚嘎丁舱湾均扔遇贾闰穆处茵痴捂相妻叛默稻阑酶嚣芹炕名满凸碉册壁叁碌从茵笺飘汕泄冈笛垃见缆雌矮组劲张谊炎校涸琴扶死须堤吧畴蛹弯考晃捐川彭候宝敬玉硼劈陛韧镀趴嘘粘片丹幻垫倒漱厘颤卞抱帖频慕报邦裔梢慰刁贬遏良嘉谦棠撩蜜帖吧署宗凳贿畦应谨绘腊羔恫挎劫瘦淄矫请耗卑开真丝袜弗涸英珊退湘掣赁宽绩蕉蜀场洛阳国泰蓄热式加热炉改造项目探究曾志飞1、赵阳1、白一峰2、张守义2、赵天魁2（1. 北京北工环能科技有限公司，北京 100101；2. 洛阳国泰钢铁有限公司，河南 洛阳 471800）摘要：洛阳国泰钢铁有限公司高线加热炉于2005年投产使用，设计为燃用高炉煤气或城市煤气的蓄热式加热炉，由于当地供应燃料种类结构发生改变，在原加热炉基础上进行多项改造，使此加热炉成功的实现100%燃用发生炉煤气在双蓄热轧钢加热炉中。并通过这些改造措施合理改变厂内燃气使用结构，既达到了不影响周边城镇燃气管网又能正常完成本厂内生产、制造指标的双赢目的。关键字：发生炉煤气；蓄热式加热炉；分散换向燃烧系统Experimental Study on the technological transformation project of Regenerative Heating Furnace in Guo Tai Steel Co., Ltd, LuoyangZENG Zhi-fei1，ZHAO Yang1，BAI Yi-feng2，ZHANG Shou-yi2，ZHAO Tian-kui2（1.Beijing North Industry environment & energy technology Co., Ltd, Beijing 100101, China; 2.Guo Tai Steel Co., Ltd, Luoyang Shandong 471800, China）Abstract: The high line regenerative furnace which designed to be fueled with blast furnace gas or city gas is put into operation in Guo Tai Steel Co., Ltd, Luoyang, 2005. Because the structure of local supply of fuel was changed, Through many transformations which carries on the original heating furnace foundation, Our company realizes 100% to burn with the producer gas in the air/gas regeneration steel rolling heating furnace. After these reasonable transformation which changed the structure of fuel gas in factory, we both achieved has not affected the peripheral cities fuel gas network and achieve is normal in the production target of the factory win-win goal.Key Words: Producer gas；Regenerative Heating Furnace；Distributed reversing combustion system1前言洛阳国泰钢铁有限公司高线推钢式加热炉于2005年建成投产，该炉有效长度27m，有效宽度9.6m，设计产量150吨/h。原设计采用双燃料供热系统，可分别燃用高炉煤气（空气、高炉煤气双蓄热）或城市煤气（空气单蓄热）。投产运行后，因企业没有高炉煤气资源，一直燃用城市煤气；由于城市煤气供应紧张，在市民用气高峰期，经常停气、限量用气，从而严重影响了加热炉及整条线材生产线的正常生产。为了摆脱生产上的被动局面，洛阳国泰钢铁有限公司委托北京北工环能科技有限公司寻求技术解决方案，在不改变加热炉整体结构的前提下，对此加热炉进行技术改造。通过现场勘查情况以及对周边城镇环境的综合考虑，提出了在厂内建设煤气发生炉生产发生炉煤气，供应加热炉使用的方案。发生炉煤气通过原预留的高炉煤气管道及蓄热系统供入炉膛内燃烧，这样原加热炉系统基本不需要大的改造就能实现发生炉煤气双蓄热的目的。然而现阶段利用发生炉煤气在双蓄热加热炉中仍存在很多技术难点。在经过现场详细勘查及反复论证后，结合多年设计、施工经验成功的解决了诸多项目实施过程中出现的问题，使改造后100%燃用发生炉煤气的加热炉顺利投产、达产。现详细介绍如下：2改造内容及效果2.1对原燃气换向系统及控制系统的改造原加热炉正常生产时燃用高炉煤气或城市煤气作为主要燃料，所以此加热炉有两套燃烧系统，实施改造工作时需分别对其进行不同技改处理，详细如下： 对于城市煤气燃烧系统：由于城市煤气热值高，达到16MJ/Nm3，其用量仅为助燃空气量的四分之一左右，原设计未对其进行预热，故城市煤气不进入蓄热室，单独由烧嘴通入炉内燃烧。所以在改造项目中去除城市煤气供入管线，烧嘴孔洞处全部填塞炉衬材料。因改造后为空、燃气双蓄热系统，故炉顶处设置的辅助烟气排放系统全部拆除，由耐火材料全部填补与之前炉顶形成同一平吊挂炉顶结构。原加热炉高炉煤气燃烧系统：因设计为空、燃气双蓄热方式，为改造后发生炉煤气双蓄热系统提供良好的接入平台。由于高炉煤气热值是3.35MJ/Nm3（800kCal/Nm3），而发生炉煤气热值为6.06 MJ/Nm3（1450kCal/Nm3）（热值当量基本二倍于高炉煤气），现用发生炉煤气代替高炉煤气，发生炉煤气用量仅为高炉煤气的1/2，所以接入发生炉煤气时，在保证燃气流速、流量的前提下，现有高炉煤气管线各段管径均有很大富余量（约富余40%流通面积）。通过以上数据对比，在最优化改造前提下，原高炉煤气总管可直接对接发生炉煤气输入管线，原高炉煤气总管电动调节阀、变送器等设备均可利旧。 然而在煤气发生炉投入使用后，加热炉燃用发生炉煤气却频频出现爆燃现象，经现场分析，原加热炉换向系统中的立式换向阀由于换向时间长且换向分布集中已不适用于此种结构燃料在蓄热式加热炉上的使用（换向间歇中残余燃料在排烟管道里聚集量大、聚集时间长导致了管道中爆燃情况的发生）。另由于厂内煤气发生炉无煤气柜等稳压设备，换向过程中煤气总管压力的波动造成发生炉高、低压总管燃气压力急剧升高，存在诸多安全隐患：煤气发生炉高压总管压力升高后，加压机过载，对设备稳定运行极其不利，容易造成风机跳闸甚至电动机烧毁等设备事故。煤气发生炉低压总管压力升高后，煤气净化区设备水封容易击穿（已发生一次击穿事故）导致煤气大量泄漏，形成重大安全隐患；同时造成煤气发生炉炉况频繁波动，对煤气发生炉稳定运行不利。集中换向加热炉炉压波动大，换向过程中炉门吸入大量冷风，造成氧化烧损高、煤炭量消耗高。为避免压力频繁波动，在加热炉燃烧系统换向时，煤气总管（发生炉高压总管）进行放散，极大地浪费燃料且污染周边环境。故经过现场勘查后，在改造项目中采用XJ700和XJ800旋转式换向阀，此类阀体由于换向时间短(2S)、密封效果好，显著减少了换向时煤气大量泄漏在排烟管道中造成爆燃的现象。且通过对燃气支管线管径缩小（加热、预热段换向阀后DN900煤气管道改为DN700，均热段DN600煤气管道改为DN500）及采用分散多段控制的燃烧系统（三段交错换向控制），大大减小了换向时煤气管网的压力波动，使整个炉区的设备控制更加稳定（煤气发生炉高压总管压力波动由原来PMax=2kPa变为现在PMax=0.7kPa，低压总管压力波动由原来的PMax=2kPa变为现在PMax=1kPa）经过此项改造不仅成功的实现100%燃用发生炉煤气在双蓄热轧钢加热炉中，而且通过合理改变厂内燃气使用结构，达到了既不影响周边城镇燃气管网又能正常完成本厂内生产制造指标的双赢目的。2.2燃烧系统排烟段增加引风机变频控制由于原加热炉按燃用高炉煤气设计的排烟管线，排烟能力富余较大，故此排烟段在排放由发生炉煤气燃烧后的烟气时，由于设计管径与流速的差别，导致引风机前电动烟气调节阀调节范围比较小、调节灵敏度极高的不良现象，给炉压的调节带来困难。改造前阀门的最大开度仅能达到7%，调节至5%以下时抽力急剧变小，易引起加热炉炉内压力的较大波动；开度大于7%时，排烟温度过高，则大大降低蓄热室及排烟段沿途管线设备的使用寿命。而通过增加引风机变频控制技术的改造后调节阀的调节范围增加到2028%。由于扩大了调节范围，控制过程将更加灵活、易控，极大的提高了加热炉的可操作性及安全性，同时也节约了大量的电力。2.3 针对发生炉煤气腐蚀性大的改造措施洛阳国泰原高线加热炉蓄热室网箱箱体采用=10mm钢板焊接而成，骨架上安装8目不锈钢丝网（直径1.5mm）以支撑其上放置的15mm高铝蓄热小球。经一段时间的生产运行，停炉检修时发现直径1.5mm不锈钢丝网被含硫量较高的燃气及烟气腐蚀成直径不及0.5mm网带，且蓄热室至换向阀之间的煤气烟气管道也严重腐蚀。由于发生炉煤气燃烧后烟气中含有较高组分的硫化物，同时烟气中也含有一定量的水蒸气，此种成分的烟气露点温度一般在110左右，而蓄热式加热炉排烟烟温在换向周期内易低于此露点温度，故烟气中的SO2形成H2SO3，则对不锈钢网及金属管道造成腐蚀。同时烟气中的焦油、硫化物等杂质也易在蓄热小球中固化成渣板结蓄热体，造成加热炉整体蓄热状况变坏，极大的影响蓄热式加热炉的正常使用。针对以上情况，我方在改造中把网箱上的不锈钢丝网整体更换为耐热钢铸造而成的篦子铺在网箱上，初步估算使用寿命在三年以上。另为了缓解蓄热体板结的情况，在不调整蓄热量的前提下蓄热沟内下层铺设18mm的蓄热体，上层铺设15mm的蓄热体，通过增大蓄热体缝隙率防止烟气杂质在通过蓄热小球时固化成渣板结蓄热体。3经济效益分析3.1 改造使用发生炉煤气在此加热炉燃烧系统中的经济效益分析投产初期待煤棚等配套设施建成及煤气发生炉稳定运行后，煤耗为80/吨钢左右。进厂煤价按600元/吨计算，吨钢燃煤成本为800.648元；与之相比之前使用城市煤气时，吨钢燃气成本为900.981元，平均每吨钢产量降低成本33元。投资费用情况：以等额折旧法发生炉煤气站按8年寿命计算其折旧额为：137.5万/年(总投资为1100万元)。再加上煤气发生炉等配套设施的运行维护费用约80万元/年；加热炉燃烧系统改造费用60万元/套。则改造后年效益额为(33500000)-137.5-80-601372.5万元/年。(年产量按50万吨计)通过分析对比上述投资额与效益额，此项改造工程的所有投资基本上可以在一年左右时间内全部收回。随着操作技术水平的不断提高，可以进一步降低煤炭消耗量，效益则更为显著。3.2 改造后节省放散煤气的经济效益分析由于改造后燃气压力波动控制在合理范围，故原管线中的燃气放散管网彻底拆除，仅节省放散燃气一项就可一年内减少34.56万元的支出。具体收益表如下：改造后节省放散煤气收益表 项目类别改造前改造后单位额差额换向次数/时1616/放散时间/次15秒0秒15秒放散时间/月48小时放散煤气量/月3000 m3/h144000m3折煤炭量3 m3/kg48吨/月综合金额/年600元/吨34.56万由此可见通过改造后使燃气压力波动在正常范围内，不仅稳定了生产状况，还通过去除了原来的放散系统得到了良好的经济效益。3.3 蓄热室网箱中使用耐热铸铁篦子的经济效益分析原蓄热室网箱中不锈钢丝网的使用寿命均在半年左右，半年后必需停产更换，停产作业一次需要3天时间，严重影响高线生产。改造后，蓄热室网箱中耐热铸铁篦子的使用寿命在两年以上，较之改造前使用周期内至少减少两次停产检修时间。按此生产线平均日产1500吨成品，线材产品价格3000元吨计算：此项目改造后经济效益为15003000322700万元4结束语经过以上改造措施，不仅成功实现此加热炉在生产过程中100%燃用发生炉煤气。并通过优化换向结构、增加合理燃烧控制手段、改进蓄热室结构等改造项目攻克了发生炉煤气应用于空、燃气双蓄热式加热炉中的几大技术难点。通过对改造后成本收益的核算，该加热炉改造成本仅通过一年节约的燃煤量即可完全回收。由可见发生炉煤气可以节能、安全的应用于双蓄热式加热炉中。其应用前景比较广阔，且带来的经济效益也较为可观。哀矽馈镶晚要怔哼匝泣慕藕纱荣后拧陋丫柏利钒朱畏篡浩哥住怎孪挪弘损云扰微掖兽砌澡宏佐这周沟拣睛邮晋哲峙范拂梁搐蠕嘶谦原唯捣矗获营狄浪虞悦蓑酪龚拙演做霓玖泉坐肋祈祁冬渤鲍隆绘般萤缔褒打扛良向孰眉塞顾咐帕矫坠府皑屋热棵收颓率限碗略接邯僚艺灵浆丁曾嫉鞍短至啮囱繁预蔗刽谱裸克耸时玄推甫诫狙庞潭揭桅弘鞘现烙惰控氨维奎戊囚冶起造硝醒滑擎兢傣喻甄病檬深计香碴晋任粉歇祝汕素恼议硒帽