全析提高热风炉风温的几种途径有哪些
合理选用耐火材料
为使热风炉实现高风温的目的, 必须合理选择砌筑热风炉的耐火材料其选择的主要根据是设计热风温度和热风炉的尺寸大小。热风炉上部高温区, 长期处在1300～1500 ℃的高温下, 选用具有良好抗蠕变性和高温体积稳定性、荷重软化点接近耐火度 1690 ℃) 、高温下热膨胀系数小、抗剥落性好的硅砖。在温度变化剧烈的陶瓷燃烧器上部和混合室与热风管连接处, 选用抗热震性能优良的高铝堇青石砖。根据热风炉各部位的不同要求, 采用各种不同能的隔热砖。在热风炉中、高温区, 采用良好的隔热措施, 使该部位的炉壳表面温度保持在仅比环境温度稍高的温度水平, 减小炉壳的散热损失, 有利于提高热风炉系统的热效率和在相同拱**温度下获得更高的热风温度。热风炉拱**、拱**连络管、热风炉出口及连络管、热风主管、热风围管、陶瓷燃烧器、煤气入口、助燃空气入口、烟气出口、冷风入口等采用带锁键的组合砖, 这较大地提高了砌体的稳定性和整体性, 同时也为高风温提供了基本的**。影响热风温度的因素较多, 风温的提高是一个综合的系统工程, 具体要从如下几个方面进行考虑:
( 1) 采用热风炉自身预热技术、助燃空气和煤气的“双预热”技术等提高助燃空气和煤气的物理热,富化高炉煤气提高煤气的热值, 采用高效能陶瓷燃烧器降低空气过剩系数等技术措施提高理论燃烧温度和热风炉拱**温度。
( 2) 采用单位体积热交换面积大的格子砖和均匀配气技术加强蓄热室内的热交换。
( 3) 在热风炉的不同部位采用不同材质的耐火材料, 减小炉壳散热损失。
(4) 选取合适的热风炉操作制度, 并适当缩短送风周期时间。
增强蓄热室内热交换
热风炉是一个典型而庞大的换热器, 用集总参数法计算其传热量的表达式为: Q= K ·F·ΔT。
式中: K 为综合传热系数, W/ ( m2·℃)
F 为总换热面积, m2 ;
ΔT 为对数平均温压, ℃。
在平均温压一定时, 要增强热交换, 必须增大总换热面积F 或综合传热系数K 。结合热风炉的具体情况,
为加强热风炉的热交换能力, 采用的措施有增大单位体积蓄热室的换热面积和提高气流在蓄热室横截面上分配的均匀度。
(1、提高蓄热室横截面上气流分布的均匀度合理的蓄热室构造, 应使格子砖孔中气流均匀分布。这是使整个砖格子在热交换中充分发挥作用的先决条件, 也是进行热风炉蓄热室热工计算的理想假设, 然而, 蓄热室内气流的分布非常不均匀
, 其横截面上的配气均匀度只有40%～67% 。为增强热风炉内的热交换, 必须提高气流在蓄热室横截面上的配气均匀度。为此, 武汉冶金建筑研究所提出了包括冷风均匀配气和烟气均匀配气的均匀配气措施。
(2)、增大单位体积蓄热室的换热面积为增大单位体积蓄热室的换热面积, 蓄热室采用 格 孔小 、格 砖 厚 度 薄、格 砖 单 位 体 积 蓄 热 面 积大、砖 重 量 轻 的 格 砖 。比 如 七 孔 格 砖 , 其 格 孔尺寸缩小至43 mm, 每立方米格砖的蓄热面积从五孔砖的24.65 m2 增加到38. 07 m2 , 位蓄热面积的格砖重量下降为五孔砖的54. 9%。 采用格孔尺寸小的七孔砖, 既增大了单位体积蓄热室的热交换面积, 又可使得气体在较小的流速下进入紊流区, 增大热交换系数。在高炉单位炉容所需蓄热室热交换面积相同的前提下, 单位体积蓄热室热交换面积增加的结果可以降低热风炉的高度,减小热风炉炉壳面积, 减小炉壳散热损失,
也有利于风温的提高。对小高炉来说, 增大单位体积蓄热室热交换面积的另一种办法是采用球式热风炉结构, 用耐火球代替格子砖。对耐火球直径为40,60, 80的蓄热室, 单位体积球床的热交换面积分别为87.75,58.5,43.88, 远远大于单位体积格砖的热交换面积。另外, 球床内众多的耐火球将气流分割成许多狭小曲折的气流通道, 形成强烈的紊流,有效地冲破了附面层, 较大地提高了传热系数。威远钢铁厂3 号高炉球式热风炉1995 年投入运行后, 拱温度达1300 ℃, 能够长时间稳定地使用1 200 ℃以上的风温。
完善热风炉的操作制度
合理的操作制度能够提高风温。前面提过, 为适应高风温的要求, 热风炉普遍采用蓄热面积大、, 其特点是格砖容易被加热和冷却。在送风过程中, 热风温度下降较快, 因此, 应当缩短送风时间, 减小风温降落。缩短送风周期可以减小热风温度和拱**温度之间的温差, 达到提高热风温度的目的。特别是只有三座热风炉的高炉, 用缩短送风周期时间来提高热风温度有更明显的效果。在送风制度方面, 缩短送风周期是提高风温的有效方法之一。理论分析和生产实践证明, 采用交错并联送风能够在热风炉拱**温度不变的条件下提高风温。较理想的操作制度是在适当缩短送风周期时间的前提下采用交错并联送风。
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