对于近年来高炉及公辅设施配置方面值得研究和探讨的问题.doc

对于近年来高炉及公辅设施配置方面值得研究和探讨的问题，请各专业认真作好专题材料（包括技术比较、投资比较和运营费用比较）。准备作答。1.高炉采用电动和汽动鼓风机的比较。2.电除尘器和布带除尘器的比较。3.水冲渣采用图拉法和INBA的比较4.煤气清洗采用双文系统和比肖夫系统及蒸喷法的比较。5.纯水密闭循环采用风冷和水冷的比较。无料钟操作制度 a) 装料制度 无料钟炉顶通过布料溜槽的旋转和倾动、料流调节阀的排料控制，可实现炉喉料面上的多种布料方式，适应各种炉况的上部调节要求，使高炉装料操作简单化，有利于高炉的稳定和长寿。设定CO为基本的装料制度。 b) 布料方式 炉顶布料方式设多环布料、单环布料、点布料和扇形布料方式，多环布料为基本的布料方式。多环和单环布料设自动和手动工作方式，点布料和扇形布料设手动工作方式，用于出现管道行程或偏料等非正常情况的操作。选择自动工作时，多环布料按装料程序中的设定自动地将物料布在炉喉断面上。布料的位置、环数、每环的布料圈数等均可根据布料模型设定，并可根据推定数模进行修正。多环布料方式能适应各种炉况，其控制功能强，操作简单。1.5.1.4 炉顶设备主要规格 旋转料罐有效容积： 45m3 旋转料罐旋转速度： 6r/min 上料闸直径： 1000mm 称量料罐有效容积： 45m3 称量料罐设计压力： 0.25MPa 上密封阀直径： DN1150mm 料流调节阀直径： DN750mm 下密封阀直径： DN900mm 布料溜槽 长 度： 3500mm 旋转速度： 8r/min 倾动速度： 01.6 os 倾动范围： 253o 各阀驱动方式： 液压1.5.2 炉顶结构及布置 炉顶装料设备为自立式结构，两个料罐通过上支撑环梁及六根支柱组成的小框架支撑于炉顶外封罩上，布料溜槽传动齿轮箱和探料尺也直接支撑在外封罩上。炉顶设有矩形大框架，用以支撑50t/10t的炉顶安装起重机以及上料胶带机头部和四根煤气上升管。1.5.3 炉顶均排压系统 采用高压操作时，采用半净煤气对称量料罐均压，排压时煤气通过消音器放散。系统中设置了一次均压阀、放散阀及炉顶放散用消音器。为保证排压设备的可靠性和改善环境，炉顶均排压系统中设置了旋风除尘器。 均排压设备: a) 均排压阀 直 径： 500mm 驱动方式： 液压 设计压力： 0.25MPa b) 眼镜阀 直 径： 500mm 驱动方式： 手摇液压油泵（带手拉链轮） 设计压力： 0.25MPa c) 旋风除尘器 结构型式： 普通旋风分离式结构 设计压力： 0.25MPa e) 消音器 型 式： 阻抗式 筒体直径： 2700mm1.5.4 炉顶液压站及炉顶润滑站 炉顶液压站由泵站、蓄能器和阀站组成，系统工作压力为18MPa，泵站及蓄能器设在中心液压站内(设在地面)，阀站设在炉顶大平台上。该中心液压站向炉顶区域液压设备的执行机构供给动力油，站内的蓄能器可保证炉顶系统断电时全部液压设备动作一次。炉顶润滑站为炉顶各设备供给润滑油脂。 为了确保炉顶液压站的正常工作和安全，站内设有通风及消防设施，并可自动进行液压站的火灾监测和人工灭火。1.5.5 布料溜槽传动齿轮箱冷却设施 溜槽传动齿轮箱的冷却采用清循环水冷却的方式。冷却水由高炉高压水系统提供，排水排入高炉回水系统。齿轮箱的正常冷却水量为13m3/h左右，最大设计流量按20m3/h考虑。为减少炉内煤气及粉尘窜入齿轮箱内，减少积灰，向齿轮箱中连续通入1000m3/h左右的N2进行密封。1.5.6 探料尺 探料尺设有两种工作制度：点测工作制度、连续测定工作制度。 探料尺设备性能 探测深度： 06 m两台，021m一台 速 度： 提升0.6 m/s 下降0.3 m/s 数 量： 3台1.5.7 炉顶检修设施 为了便于检修及安装炉顶设备等，在炉顶68.845m平台上设有一台起重量为50t/10t的炉顶吊车。 炉顶吊车性能 起 重 量： 50 t/10t 走行速度： 大车20 m/min 小车30 m/min 提升高度： 主钩 70 m 付钩 30 m1.5.8 炉顶系统设计请采用本钢5BF大修工程（2600m3）施工设计。1.6 高炉炉体系统1.6.1 设计条件 高炉炉体按下述条件设计： a) 高炉内容积 2200m3 b) 炉体支撑方式 自立式 c) 送风压力 0.4MPa d) 炉顶压力 0.2MPa（max 0.25MPa） 高炉炉体系统土建框架平台、炉壳、基础等请采用昆钢6BF施工设计，仪表请采用昆钢6BF施工设计，软水系统本钢5BF施工设计，工业水系统采用昆钢6BF施工设计。本高炉设置26个风口、2个铁口，不设渣口。1.6.2 炉体冷却水系统炉体冷却水系统设有：软水密闭循环冷却系统和开环路高、中压工业水冷却系统。高炉本体和热风阀的冷却采用软水；风口小套、中套及炉顶洒水等，采用高、中压水冷却，开路循环。高压水为风口小套用900 m3/h，炉顶洒水900 m3/h（间断使用，不能回收），给水温度33,排水温度约38，压力1.4MPa。中压水风口中套600m3/h，给水温度33,排水温度约38，高炉炉壳末期打水150m3/h，压力0.6MPa。软水用量，高炉冷却设备4200m3/h，热风阀等600m3/h，共计4800m3/h，系统阻损0.35MPa，供水温度50,排水温度约58。1.6.4 炉体附属设备 炉体附属设备包括炉顶温度测定装置、炉候钢砖、炉顶洒水和送风支管、炉顶点火装置、电梯等。1.6.4.1炉顶温度测定装置设计采用新型炉喉十字测温装置，不设煤气取样装置，以测温装置代用。1.6.4.2 炉喉钢砖设计采用水冷炉喉钢砖。 1.6.4.3 电梯 设置从地面到炉体主要工作层的1吨客货两用电梯。电梯位于高炉与热风炉之间，电梯的电动绞车放在升降塔顶部的机械室中。1.6.4.4送风支管 送风支管采用卡丹型。本构造为了吸收围管与炉体热膨胀的相对位移而设置有伸缩管。除送风支管与风口接触以外，均用法兰连接。1.6.4.5 风口设备风口设备由大套法兰、风口大套、风口中套、风口小套及紧固件构成。主要性能见表9。 表9 高炉风口主要参数 风口小套型式贯流式高流速风口顶端向下倾斜5材质铜铸件（附有焊接结构）（铜纯度99.5以上）顶端口径120140mm数量26个冷却水工业水（清循环水）每个风口水量30m3/h给水压力1.6MPa风口顶端冷却水流速约16m/s 风口中套型式顶端2室螺旋型材质铜铸件（附有焊接结构）（铜纯度99.5以上）数量26个冷却水工业水（清循环水）每个风口中套水量约20m3/h给水压力0.65MPa1.6.4.6炉顶洒水装置 在炉口部设置洒水喷嘴，在炉顶温度异常升高时洒水降低温度，以炉顶设备。 洒水装置采用高压工业水，为防止不洒水时喷嘴前端灰尘附着，采用氮气进行吹扫。 主要规格 洒水喷嘴个数：8个洒水量： 1.6m3/min给水压力： 1.6MPa 设定温度： 300100t铁水罐车主要技术性能见表221。 表221 铁水罐主要技术性能铁水罐容积 t100铁水罐高度mm4210铁水罐宽度mm3580铁水罐车长度mm8350挂钩中心距mm8200轨距mm1435轨道最小曲率半径m40负载最大运行速度km/h20带内衬铁水罐车自重t49.2 按日出铁次数14次计算，每次铁配100t罐最多为6个，即工作铁水罐车12台，检修2 台，备用6台，一座高炉需100t铁水罐车20台。1.8.3.4摆动流嘴为减少铁沟长度，从而减轻炉前劳动强度，采用摆动流嘴，其主要技术性能见表10。表10 摆动流嘴主要技术性能摆动流槽长度mm3200摆动最大倾角16传动方式手摇蜗轮蜗杆1.9炉渣处理 炉渣处理按100%冲制水渣设计。传统的渣池法(无论是平流沉淀法还是底滤法)占地面积大，污染高，环保条件较差，而英巴法和图拉法渣处理工艺具有不可比拟的优势。从节约占地和环保角度出发，主要考虑了英巴法、图拉法两种方案。1.9.1英巴法工艺方案按1台转鼓设计，采用上钢一厂2500高炉施工设计。英巴法冲制水渣在国内、外多座大型高炉上应用，实践证明是成熟的工艺。目前宝钢2号、3号高炉英巴法水渣作业率已达100%，新近投产的上钢一厂2500m3高炉英巴法水渣作业率也几乎达到了100%。1.9.1.1主要工艺参数 日处理渣量：平均1655t/d，最大2002t/d 出渣速度： 平均4t/min，最大8t/min 冲渣水压力：0.3MPa 渣水比： 1：58冲渣水量： 2500m3/h 水渣含水率：201.9.1.2主要设备规格水渣槽主要由槽本体、排气筒和槽下部结构组成。槽体直径约4700mm，排气筒高约60m。水渣分配器 渣水混合物借助于分配器均匀地分配到转鼓过滤器上，分配器总长约8300mm，前后支承轮距为7885mm，轨距12281700mm。c) 转鼓过滤器转鼓过滤器规格：5000L6000mm；转速：0.31.4r/min，可调；转鼓驱动方式：电动，55kW。d) 集水槽集水槽由槽本体、导料板、支座及法兰短管组成，集水槽体积120m3。排出胶带机主要规格：胶带机宽度 B=1.2m胶带机带速 v=2m/s胶带机倾角 15胶带机输送能力 640t/h胶带机长度 150m驱动电机功率 100kW。成品槽成品槽可贮存约2次铁的水渣量，槽容积约400m3，采用自卸载重车外运。1.9.2图拉法工艺方案按本钢5BF 2300m3高炉施工设计1.9.2.1主要工艺参数 日处理渣量：平均1655t/d，最大2002t/d 出渣速度： 平均6t/min，最大12t/min 冲渣水压力：0.3MPa 渣水比： 1:2冲渣水量： 1260m3/h 水渣含水率：101.9.2.2主要设备规格 a) 粒化轮 处理渣能力：max 12t/min 电机功率： 75kW 转速： 1500rpm b) 脱水器 转鼓直径：6.5m 转鼓长度：2.6m 过滤转速：15rpm 电机功率：110kW c) 水渣运输胶带机 带 宽：1.2m 带 速：1.6m/s 运输能力：640t/h 电机功率：90kW1.9.3方案比较：英巴法与图拉法渣处理方案的比较见表12。 表12 英巴法与图拉法渣处理方案比较表项目英巴法图拉法熔渣可带铁能力少量可达40%环境污染稍大小占地面积稍大小备用干渣坑需要不需要耗水(循环水)大(1：7)小(1：2)补充水0.9t/t(渣)0.8t/t(渣)能耗高低设备维护条件稍差良好水渣含水多(20%)少(10%)水渣运输胶带寿命高稍低成本稍高低投资高低 综上所述，从节约水资源、减少建设用地、降低能耗、改善环保条件、降低生产成本诸多因素考虑，推荐采用图拉法冲制水渣工艺。1.10热风炉及附属设备热风炉系统各专业请按昆钢6BF热风炉施工图设计。1.10.1 热风炉设计方案由于高炉年平均风温1200，热风炉设计能力为1250，设计采用三座内燃式热风炉加空气、煤气双预热，并混烧转炉煤气方案。1.10.2热风炉主要技术性能热风炉主要技术性能见表13。 表13 热风炉主要技术性能 技 术 性 能单 位参 数 热风炉直径mm10000 蓄热室断面积m248 燃烧室断面积m28.5 格子砖高度m30.16 格子砖型式13孔梅花/13孔方孔 格孔流体当量直径mm31.4/37.7 格子砖当量厚度mm27.6/35.3 格子砖加热面积m2/m346.17/36.96 格子砖活面积m2/m20.3629/0.3479 每座热风炉加热面积m260173 单位炉容加热面积m2/m382 单位风量加热面积m2/m338.2 每座热风炉格子砖质量t1982 热风炉总高度m40 设计中，采用大煤气量及较高的废气温度烧炉，设置烟气余热回收装置，预热助燃空气和高炉煤气，提高热风炉拱顶烟气温度以及蓄热室上下部格子砖传热能力，以提高热风炉风温水平；热风炉蓄热室中下部采用梅花型13孔格子砖，上部采用方型13孔格子砖，提高蓄热室传热能力，与高效七孔格子砖相比，相同的拱顶温度时，可得到更高的风温。1.10.3热风炉主要设施概要 热风炉由热风炉炉壳、热风炉管道、热风炉附属设备、烟气余热回收系统、热风炉框架及平台、热风炉用耐火材料等所构成。1.10.3.1热风炉炉壳 热风炉由直筒部壳体及拱顶部壳体两大部份构成。直筒部与埋入基础混凝土的基础螺栓相连接，直接座落在基础上，拱顶炉壳采用悬链线型结构，拱顶炉壳与直筒炉壳间采用了能减小应力集中的圆弧过渡结构。 由于热风炉作业管理拱顶温度最大1350，所以高温部位炉壳可不用采取防止应力腐蚀的措施。1.10.3.2热风炉管道 热风炉管道包括：热风管、热风放散管、混风管、冷风管、助燃空气管、煤气管、烟道管及均排压管等管道。 根据各管道的工作特性设置各种形式的伸缩管，以吸收管道的热膨胀。1.10.3.3热风炉附属设备 a) 热风炉各阀设备 热风炉中各阀型式主要为闸板式和蝶阀式，结构简单，动作灵活，密封可靠，尤其蝶阀形式，结构小巧，重量轻，加工制造简单，并设有液压站和润滑站为设备提供液压油和润滑脂。主要阀门参数见表14。 表14 热风炉各阀参数表阀名型式阀通径（mm）数量(台)流体设计温度1热风阀油缸驱动闸板式DN1600313502混风切断阀油缸驱动闸板式DN100012503助燃空气燃烧阀油缸驱动闸板式DN140032504冷风阀油缸驱动闸板式DN140032005煤气燃烧阀油缸驱动闸板式DN160032506煤气切断阀油缸驱动闸板式DN160032507烟道阀油缸驱动闸板式DN200064508充压阀油缸驱动闸板式DN40032009排压阀油缸驱动闸板式DN400345010煤气放散阀连杆式DN400315011助燃空气调节阀电动执行机构DN1400315012煤气调节阀电动行执行机构DN1600315013混风调节阀电动行执行机构DN1000125014倒流休风阀油缸驱动闸板式DN60021200 b) 助燃风机 热风炉燃烧用助燃空气采用集中送风，设置2台助燃风机，采取一用一备运转方式。最大风量150,000 m3/h(标态)，全压约1200mmH2O。风机为双吸风口离心风机，吸风口设置消音器，带电动调节装置。 c) 燃烧装置 为了保证燃烧稳定，均布烟气温度，设计采用栅格式陶瓷燃烧器。 燃烧器使用的耐火材料：上部采用耐热性、耐剥裂性能良好的耐火砖；下部采用致密粘土砖。 燃料为高炉煤气与转炉煤气混合后的混合煤气（转炉煤气配比为810），最大煤气燃烧量为 110,000 m3/h（标态），正常燃烧量 90,000 Nm3/h（标态），助燃空气量 61,500Nm3/h（标态）。 d) 炉箅子及支柱 根据热风炉控制废气温度要求，炉箅子及支柱设计温度450，为此选用含铬耐热铸铁。 e) 设备检修设施 为方便阀门更换，在热风阀侧设置一台起重能力为15t的桥式起重机。在烟道阀侧设置一台起重能力为5t的单轨电动葫芦。 f) 热风炉框架及平台 热风炉框架支撑热风总管、煤气管、助燃空气管及相应的阀门以及检修用吊车。 热风炉周围为了进行阀门操作、维修仪表及检查要害部位，在必要的地方设置露天巡回平台。1.10.3.4热风炉烟气余热回收系统 为了达到热风炉拱顶温度1350的要求以及提高系统热效率、节约高热值煤气，设计采用分离型热管换热器回收热风炉烟气余热，并同时预热燃烧空气和煤气，系统热效率达86。换热器性能见表15。 表15 热管换热器性能参数性 能烟气空气煤气流量 m3/h（标态）280,000123,000180,000 流体阻损 Pa500400350流体入口温度 3002035流体出口温度 150165170换热量 MW166.69.41.10.3.5热风炉用耐火材料请概算按昆钢6BF施工设计进行核算1.11粗煤气除尘系统请各专业采用昆钢6BF施工设计。1.11.1 设计条件 煤气发生量： 平均367000 m3/h ，最大432000 m3/h 炉顶压力： 0.20MPa，设备能力0.25MPa 炉顶煤气温度： 150200 煤气灰量： 15 kg/t，重力除尘器出口煤气含尘量 6 g/m31.11.2 系统组成 高炉粗煤气除尘系统由煤气导出管、上升管、连接球、下降管、重力除尘器及清灰设施等构成。 高炉煤气经四根2000mm的煤气导出管、上升管、连接球(内径为5500mm)以及一根3200mm的下降管进入直径为12000mm的重力除尘器，除去其含有150m以上粒径的粉尘后进入煤气清洗系统，在重力除尘器中沉降的煤气灰定期经清灰阀、煤气灰搅拌机卸入汽车外运。 为控制炉顶压力和休复风时排放煤气，在连接球顶部、均压半净煤气总管顶部设有三台650 mm的液压驱动型式的放散阀。在除尘器上部设有一台500 mm的电动卷扬放散阀。为吸收高炉炉壳的热膨胀和减小煤气上升管对炉顶煤气封罩的作用力，在导出管斜段上共设有4个2000mm的波纹管，上升管的重量由炉顶平台支承。为防止冲刷磨损，在煤气导出管及上升管内采用铸铁耐磨衬板，连接球以及下降管内(局部)采用喷涂不定形耐火材料。 上升管与下降管的连接采用球节点的方式，它可使重力除尘器的布置更加灵活，有利于总图布局，高炉炉顶及放散阀的总高度可以得到降低，达到节省投资的目的。1.11.3 主要设备规格 a) 重力除尘器 型 式： 重力沉降式 直筒内径： 12000 mm 扩散管下口径： 6500 mm 数 量： 1台 b) 煤气遮断阀 型式及规格： 半球型阀板，DN3200mm 驱动方式： 液压 c) 炉顶煤气放散阀 功 能： 用于放散煤气 型 式： 旋转外开式结构 密 封： 双重密封 第一级密封采用堆焊硬质合金 第二级密封采用硅橡胶与硬质合金的软密封 阀关闭时有氮气吹扫软密封面 工作压力： 0.20 MPa，设备能力0.25MPa 介质温度： 150200 控制元件： 接近开关2个 驱动方式： 液压驱动 数 量： 3台 阀门通径： 650 mm c) 排灰装置 排灰管： 2套 阀门数量： V型旋塞阀 1个/套 球阀 2个/套 阀 通 径： 150 mm 阀门驱动方式： 气动 d) 煤气灰搅拌机 功 能： 用于排放煤气灰 型 式： 电机驱动叶片旋转推进式 焊接箱体，为减少灰尘，设有喷水系统 生产能力： 100t/h 介质温度： 200 电机功率： 42kW 驱动方式： 电动机传动 数 量： 1台 e) 波纹管 直 径： 2000mm 数 量： 4个 f) 除尘器放散阀 阀 通 径： 500 mm 工作压力： 0.20 MPa 介质温度： 200 驱动