现代高炉高风温关键技术问题的认识与研究
当代高炉高风温关键技艺题目的了解与协商
张福明,银光宇,李欣
纲要:提升风温能够有用下降高炉燃料耗损,推进高炉临盆安定顺行,是绿色低碳炼铁技艺的急迫进展方位之一。协商了炎风炉热量传输颠末和传热性格,颠末传热学机理的协商懂得,叙述炎风炉加热面积与风温之间的关连,提议提升热通行量以改良炎风炉传热的见解。协商了炎风炉理论焚烧温度、拱顶温度微风温之间的关连,讲解了行使低热值高炉煤气和回收炎风炉烟气余热,颠末耦合预热和能量梯级行使的技艺办法,完结高风温的技艺革新及试验。提议了完结炎风炉智能化职掌的技艺因素,论说了公道管束拱顶温度和压制NOx大批生成的工艺办法,以及有用抗御炎风炉炉壳晶间应力腐化的技艺办法。指出完结低热值煤气的高效行使和高值变化,提升风温、下降燃料比和CO2排放,是将来高炉炼铁的关键性格技艺。
关键词:炼铁;高炉;高风温;炎风炉;拱顶温度;余热回收;能量变换
第1次产业革新今后,炎风炉起头被用于加热高炉鼓风。颠末约年的进展演进,高风温已成为当代高炉急迫的技艺特性。提升风温有益于高炉临盆安定顺行和高效低耗。炎风炉工序属于榜样的耗散布局体制,是怒放的、动态改变的弗成逆工艺颠末和能量变换颠末,颠末物资、能量和音信陆续的输入/输出,从而保持系统的安定运转。当代炎风炉的技艺观念是提升炎风温度和能量变换效率,完结干净低碳焚烧,伸长炎风炉寿命,有用下降燃料耗损和玷污物排放,完结多目方针集成优化。年华夏紧要钢铁企业高炉的平衡风温为℃,与国际先进水准出入约℃。本文针对高风温关键技艺几何题目举办懂得研讨,提议了低碳干净高风温技艺的进展趋向和途径。
1炎风炉的热量传输
1.1炎风炉的传热旨趣
蓄热式炎风炉的劳动旨趣是焚烧与传热颠末轮替瓜代举办。炎风炉焚烧颠末形成高温烟气,首先通太高温烟气将热量通报给炎风炉蓄热室的格子砖,使格子砖积存充足的热量并到达设定的温度;再经送风颠末将格子砖的热量通报给高炉鼓风,将鼓风温度加热到0℃以上。试验上,高炉炎风炉因而格子砖为载体,颠末吸热-蓄热-放热的瓜代颠末,完结热量的贮藏与传输。图1所示为炎风炉蓄热室加热-放热颠末温度场数值模仿谋略成果。
20世纪90年月夙昔,华夏高风温技艺相对末端。用于炎风炉焚烧的高热值燃料提供不够,致使永恒以来华夏高炉风温永恒盘桓在1~℃。高炉风温是华夏高炉炼铁与国际先进水准差异最大的技艺目标,图2所示为21世纪以来华夏要点钢铁企业高炉炼铁紧要技艺指方针改变趋向。
基于换热器热交流理论,针对蓄热式炎风炉蓄热室传热颠末的理论协商,式(1)给出了炎风炉蓄热室汲取或释放热量的表述。
式中:Qc为炎风炉汲取或释放的热量,kJ;Fc为炎风炉加热面积,m2;kc为高温烟气或凉风与格子砖之间的归纳换热系数,kJ/(m2·h·K);ΔTc为气体与格子砖之间的平衡温差,K;qc为热通行量,qc=kc·ΔTc,kJ/(m2·h)。
式(1)说明,炎风炉的热量传输与加热面积和热通行量关系,取决于炎风炉加热面积、归纳换热系数和换热温差。因而提升加热面积、换热系数和换热温差,有助于加强炎风炉热量传输,从而提升风温。当代炎风炉计划应以提升传热效率为
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