衢州元立1068m3高炉设计.doc

衢州元立1068m3高炉设计刘占起，孙晓东(中钢集团石家庄设计院，河北石家庄050021)摘 要：衢州元立1068m3高炉设计采用平坦式出铁场、改进型顶燃式热风炉、浓相气力输灰、高炉汽动鼓风机等先进实用技术，经过运行实践证明，该高炉实现了高效、优质、低耗、长寿、环保的预期效果。关 键 词：高炉；设计；效果1 前言衢州元立1068m3高炉是浙江衢州元立金属制品有限公司延伸产业链，扩大金属制品深加工能力，降低金属制品原始成本的核心工程。为配合公司致力于发展循环经济和打造“绿色金属制品生产基地”，在高炉设计中以超前的理念优选设备和生产工艺，大胆进行技术创新，采用平坦式出铁场、改进型顶燃式热风炉、浓相气力输灰、高炉汽动鼓风机等一系列先进实用技术，在生产中取得了良好效果。2 1068m3高炉应用的新技术21平坦式出铁场出铁场采用架空平坦式化设计，除主沟沟盖外，渣铁沟全部用平盖板覆盖，使渣铁沟隐蔽在平台下面。工作面用耐热混凝土，取消了填沙层，减轻平台自身负荷。整个出铁场便于出铁操作和设备维护，提高设备操作、检修的机械化水平，改善出铁场环境，实现清洁化生产的要求。出铁场主沟为固定储铁式，能减缓出铁时铁水的冲击力，渣铁不直接冲击沟底内衬，延长主沟寿命。降低铁水在主沟内的流速，保证渣铁在主沟内充分分离，同时减轻渣铁对耐火材料的冲击和磨损。在主沟上设有沟盖，可减少沟衬受急冷急热的影响，从而大大提高主沟的使用寿命；主沟内衬安装了热电偶和在线监测内衬侵蚀程度的仪器，对安全生产提供了保证。在满足炉前出渣铁操作要求条件下，尽可能缩短渣铁沟的长度，以减少维修工作量和耐火材料的消耗。出铁场出铁采用摆动溜嘴方式，设有2条出铁线，另外还有1条铁路走行线，铁路之间为道岔连通，通往炼钢车间或铸铁机。采用矮式全液压泥炮、开铁口机，泥炮和开铁口机同侧布置，有利于设备的检修和更换。泥炮操作室布置于出铁场二层平台上，与铁口中心线偏离一定的夹角，既可有效解决操作泥炮及开铁口机的视线问题，又能确保生产安全。高炉出铁口、主铁沟、撤渣器、摆动流嘴处设计均采用负压抽风除尘，特别是铁口附近用顶吸和侧吸相结合的方式，摆动流嘴为双侧吸方式，渣铁沟全覆盖，强化酴尘效果。出铁场平面布置见图1。22 改进型顶燃式热风炉由于顶燃式热风炉具有燃烧强度大、火焰距离短、结构相对简单等优点，得到了长足的发展和广泛的应用1。但是由于煤气与空气以切向进入预燃室，导致下部燃烧室中形成较大回流流场，造成燃烧气流的轴向速度分布与温度分布极不均匀，从而影响整体炉内的传热效果。针对上述存在问题，对顶燃式热风炉进行了改进。将倒置悬链线形大拱顶燃烧室与设置在其底部的煤气与空气喷嘴交错环形布置垂直上喷的燃烧器，很好地解决了热风炉传热和气流分布的问题，同时增强了热风炉炉顶的强度与稳定性。改进型顶燃式热风炉的拱顶下部设置环形上喷的燃烧器，煤气、空气气流垂直向上快速混合并迅速预热而燃烧、随后上行，烟气经拱顶折返而形成一个夹在两股反向气流中间的高温烟气回流涡旋，形成温度与速度分布都较为均匀的向下热气流，而后进入热风炉蓄热体的上部，从而使蓄热体受热均匀，有效提高蓄热体利用率，增加单位蓄热体换热能力，有利于实现高热风温度与低热风温度变化率(图2)。采用悬链线拱形结构的拱顶，取消了卡鲁金型热风炉燃烧室上部的预燃室，减小了上部拱顶的曲率，使热风炉顶部燃烧室结构得到有效简化，增加了炉顶结构的强度与稳定性，并且相同炉墙面积的燃烧室有效容积增大。23浓相气力输灰浓相气力输送技术是近几年逐渐发展起来的一种新技术，比以前的稀相气力输送有更多优点，固气比高、耗气量少、需要动力小；后处理除尘设备简单；流速低、物料不易磨损、对输送管道磨损小；安全性能高等2。相对于机械输灰，浓相气力输灰系统取消了刮板输送机及斗提机，机械传动部件少，结构简单，操作管理方便，易损件少，维修费用低；整个系统易于实现自动化控制，可连续监测系统运行情况3；管道均为密封系统，无泄漏点，杜绝了卸灰扬尘现象的发生，职工劳动强度低，工作环境和现场环境好，安全环保4。高炉煤气干法除尘采用14个除尘箱体，每7个除尘箱体为1排。布袋除尘器的每个除尘箱下各布置1台仓式泵，并且在仓式泵入口处增加1台钟阀。按照除尘箱体布置，每7个仓式泵串联为1排，共有2排仓式泵、2条输灰管道，最后将高炉布袋灰卸至大灰仓，输送中携带的氮气通过除尘器除尘后排入大气中。以下为浓相气力输灰系统主要技术参数。设计能力：6th气源压力：06MPa灰气比：2535kgkg输送速度：5ms输送距离：50m24高炉汽动鼓风机鼓风机站利用富余的高炉煤气在锅炉内燃烧产生过热蒸汽拖动轴流鼓风机组，将冷风加压后经热风炉送至高炉。鼓风机主厂房内设1台AV6314型高炉轴流鼓风机，由凝汽式汽轮机拖动，轴流鼓风机作为主运行风机，另有1台电动鼓风机组作为备用风机和启动风机。鼓风机组由90th锅炉产生的过热蒸汽拖动，平均消耗煤气量为83000m3h。汽动鼓风机平均轴功率为14060kW，锅炉系统用电负荷约3270kW，相当于该项目节约10790kW电能，即厂区用电量每年可减少906107kWh。采用高炉汽动鼓风机后，可基本实现高炉煤气零排放，同时还可减少能源转换次数，提高能源利用率，缓解企业用电紧张的状况。3 生产实践衢州元立1068m3高炉自2012年3月投产以来，各系统运行稳定，高炉主要技术指标均达到或超出设计指标(表1)，投产一周实现了全面达产，日产铁水3740t。4 结语衢州元立1068m3高炉遵循最新的设计理念：高效、优质、低耗、长寿、环保。采用平坦式出铁场、改进型顶燃式热风炉、浓相气力输灰、高炉汽动鼓风机等先进实用技术，提高了高炉整体技术装备水平，具有推广价值。参 考 文 献1 赵建，王新田，徐书刚旋流顶燃式热风炉的应用J冶金能源，2004，(6)：29332 杜滨，衣华，部聪令，等粉体