CN111850210A - 一种热风炉燃烧期多级供热的烧炉方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种热风炉燃烧期多级供热的烧炉方法,包括:1)将热风炉的燃烧期分为加热升温阶段和保温阶段;2)加热升温阶段分为3~6个供热时间段,按供热时间段不同分级供热;3)保温阶段的供热热负荷低于加热升温阶段的供热热负荷;4)加热升温阶段,热风炉内高炉煤气燃烧时的空气过剩系数为1.02~1.2;进入保温阶段后,热风炉内的空气过剩系数为1.2~1.45。本发明通过加热升温时分级增加热风炉燃烧期的供热热负荷、缩短保温期时间,升温期、保温期不同空燃比控制,实现在保证风温的前提下降低煤气消耗、减少高炉煤气自用率的工艺方法。
Description
技术领域
本发明涉及高炉热风炉技术领域,尤其涉及一种热风炉燃烧期多级供热的烧炉方法。
背景技术
热风炉作为高炉的送风设备,其风温高、风温稳定有利于高炉冶炼,热风炉一般设3~4座周期运行,保证高炉连续用风。每个热风炉都以燃烧期、送风期两种工作状态交替工作。燃烧期采用高炉煤气加热格子砖,格子砖作为热量储存的载体,将煤气燃烧产生的高温烟气热量进行存储;在送风期,格子砖再将储存的热量释放出来传递给冷风,冷风被加热到1200~1300℃高温后送入高炉。热风炉采用的燃料为高炉炼铁产生的副产品—高炉煤气,自用率为36%~40%,热风炉是钢铁系统中的能源消耗大户。因此,在保证热风温度的前提下,如何合理控制操作工艺,充分发挥格子砖的蓄热能力,降低高炉煤气消耗,是当前热风炉研究的重要方向。
目前,各大钢厂普遍采用的热风炉烧炉制度为先大火烧炉,即先供入较大的煤气量快速烧炉,烧炉60分钟左右,排烟温度接近上限控制温度后,再降低煤气流量,即小火保温。这种操作制度,容易造成热风炉保温后待炉时间过长,导致热风炉煤气消耗高。
为克服上述热风炉烧炉时存在的问题,本发明从分析热风炉内格子砖纵向及横向蓄热特性、热饱和特性以及拱顶温度、排烟温度、气流分布均匀性等多个方面着手,利用CFD流体力学仿真软件,对煤气流量、空燃比、气流分布均匀的最小煤气量及对应空燃比等进行了仿真计算分析,优化设计出合理的燃烧工艺制度,可实现在保证风温、稳定风温前提上降低煤气消耗的目标。
发明内容
本发明提供了一种热风炉燃烧期多级供热的烧炉方法,将热风炉的燃烧期划分为多个时间段,通过加热升温时分级增加热风炉燃烧期的供热热负荷、缩短保温期时间,升温期、保温期不同空燃比控制,实现在保证风温的前提下降低煤气消耗、减少高炉煤气自用率的工艺方法。
为了达到上述目的,本发明采用以下技术方案实现:
一种热风炉燃烧期多级供热的烧炉方法,包括:
1)将热风炉的燃烧期分为加热升温阶段和保温阶段,加热升温阶段完成后即进入保温阶段;
2)加热升温阶段分为3~6个供热时间段,按供热时间段不同分级供热,并且第1供热时间段的供热热负荷最大,自第2供热时间段至最后一个供热时间段供热热负荷依次递减;
3)保温阶段的供热热负荷低于加热升温阶段的供热热负荷,即为最小供热热负荷,用于维持热风炉的热平衡;
4)加热升温阶段,热风炉内高炉煤气燃烧时的空气过剩系数为1.02~1.2,保证完全燃烧;进入保温阶段后,热风炉内的空气过剩系数为1.2~1.45,既保证热风炉内维持加热后的温度,又能够使蓄热室横断面格子砖孔内气流均匀,从而保证蓄热室温度均匀。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
通过CFD仿真模拟计算的方法,得到热风炉格子砖合理蓄热的升温特性、格子砖逐渐热饱和降低煤气消耗的特性、格子砖内孔气流分布的均匀性,从而对燃烧期的热工参数制度进行合理优化。解决了燃烧期热风炉格子砖上下温差大、横向温度不均匀、燃烧期内快速饱和,保温期气流偏流等问题,使热风炉格子砖的蓄热能力提高;另外解决了保温期煤气量很小的情况下,格子砖气流分布的均匀性问题,可有效提高热风炉的风温、稳定风温、降低煤气消耗。
具体实施方式
本发明所述一种热风炉燃烧期多级供热的烧炉方法,包括:
1)将热风炉的燃烧期分为加热升温阶段和保温阶段,加热升温阶段完成后即进入保温阶段;
2)加热升温阶段分为3~6个供热时间段,按供热时间段不同分级供热,并且第1供热时间段的供热热负荷最大,自第2供热时间段至最后一个供热时间段供热热负荷依次递减;
3)保温阶段的供热热负荷低于加热升温阶段的供热热负荷,即为最小供热热负荷,用于维持热风炉的热平衡;
4)加热升温阶段,热风炉内高炉煤气燃烧时的空气过剩系数为1.02~1.2,保证完全燃烧;进入保温阶段后,热风炉内的空气过剩系数为1.2~1.45,既保证热风炉内维持加热后的温度,又能够使蓄热室横断面格子砖孔内气流均匀,从而保证蓄热室温度均匀。
本发明所述一种热风炉燃烧期多级供热的烧炉方法,根据热风炉格子砖蓄热过程的特点,将燃烧期分成多级加热的加热升温阶段以及保温阶段,调整多级加热时的供热热负荷和空气过剩系数等工艺参数,在保证风温、稳定风温的前提下,提高热效率,降低煤气消耗。
缩短了保温阶段时间,从而减少待炉时间,可达到减少热损失、提高热风炉热效率的目的。保温阶段的供热热负荷低于加热升温阶段的供热热负荷,即为最小煤气热负荷,其主要用于维持热风炉的热平衡,抵消散热损失,保证升温蓄热后的格子砖温度不降低。
加热升温阶段,高炉煤气燃烧的空气过剩系数为1.02~1.2,保证完全燃烧,烟气中没有剩余的可燃成分,保证燃烧温度达到最高状态,且排烟热损失最小,热效率最高,同时避免爆炸及中毒危险。
由于保温期的热负荷大幅度减少,烟气量同时大幅度减少,为保证格子砖横向各孔内气流均匀,保证格子砖横向温度均匀性,需要增加空气量,使烟气不形成短流现象。因此在进入保温阶段后,空气过剩系数加大至1.25~1.45,既可保证热风炉内温度维持加热后的温度,又能保证气流均匀。
以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
【实施例】
本实施例中,某2580m3高炉共设3座顶燃式热风炉,3座热风炉交替周转加热送风,保证高炉的热风需求,热风炉的燃烧期时间为80分钟。
原来采取的加热制度为先大火烧炉,煤气供入量为12000Nm3/h,空气过剩系数为0.85,大火加热时间50分钟,保温期煤气供入量为3000Nm3/h,空气过剩系数为1.24。
本实施例中,采用CFD仿真模拟的方法,对该热风炉燃烧室内燃烧过程、热风炉内高温烟气流动过程、格子砖的蓄热过程进行了模拟计算,通过对煤气量、空燃比参数的调节及优化,最终得到一种顶燃式热风炉缓蓄热均气流低能耗的烧炉方法。
具体实施方式如下:
1、加热升温阶段燃料热负荷按3个供热时间段分3级供入,总加热时间为70分钟。
2、燃烧期开始时的加热升温阶段,煤气供入流量为10000Nm3/h,空气过剩系数1.1,加热时间达到20分钟后,煤气供入流量调整到8000Nm3/h,空气过剩系数1.1,加热时间达到50分钟后,煤气供入流量调整到5000Nm3/h,空气过剩系数1.1,加热时间达到70分钟后,进入保温期,煤气供入流量降低到3000Nm3/h,空气过剩系数1.35,等待换炉送风。
燃烧期内,空气过剩系数依照先小后大的调解制度。空燃比参数控制在1.02~1.2,本实施例中,加热升温阶段的70分钟内,空燃比参数控制在1.1,保证煤气完全燃烧,使燃烧温度达到最高,同时排烟热损失最小;排烟温度达到390℃上限后,进入保温阶段,此时空气过剩系数增加到1.35,保证横截面上格子砖气孔中气流均匀分布,保证保温阶段温度格子砖温度均匀性。
与常规烧炉方式相比,本实施例在风温保持不变的情况下,煤气消耗由原来的670Nm3/吨铁降低到643Nm3/吨铁,降低了4.03%。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种热风炉燃烧期多级供热的烧炉方法,其特征在于,包括:
1)将热风炉的燃烧期分为加热升温阶段和保温阶段,加热升温阶段完成后即进入保温阶段;
2)加热升温阶段分为3~6个供热时间段,按供热时间段不同分级供热,并且第1供热时间段的供热热负荷最大,自第2供热时间段至最后一个供热时间段供热热负荷依次递减;
3)保温阶段的供热热负荷低于加热升温阶段的供热热负荷,即为最小供热热负荷,用于维持热风炉的热平衡;
4)加热升温阶段,热风炉内高炉煤气燃烧时的空气过剩系数为1.02~1.2,保证完全燃烧;进入保温阶段后,热风炉内的空气过剩系数为1.2~1.45,既保证热风炉内维持加热后的温度,又能够使蓄热室横断面格子砖孔内气流均匀,从而保证蓄热室温度均匀。
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CN202010646098.3A CN111850210A (zh) | 2020-07-07 | 2020-07-07 | 一种热风炉燃烧期多级供热的烧炉方法 |
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