脱湿鼓风
(3)降低焦比。高炉下部送风制度、热制度和造渣制度等基本操作制度和入炉原燃料确定后,若保持燃料比不变或小幅提高,提高煤比则降低焦比,实现以煤代焦。2008年2号高炉燃料比比2007年升高了14.53 kg/t,其中焦比升高6.6 kg/t。剔除综合入炉品位降低0.46%、焦炭灰分升高0.36%、硫分升高0.02%、[Si]升高0.032%,使焦比升高约7.0 kg/t,实际焦比降低0.4 kg/t,煤比提高7.86 kg/t,与燃料比升高7.53 kg/t基本持平,未达到节焦目的,也未礁现高炉脱湿鼓风提高煤比的效果。2009年2月,2号高炉焦比由2008年的343 kg/t降至325.74 kg/t,效果十分显著。
梅山2号高炉脱湿鼓风技术的应用
陶 中 明
(上海梅山钢铁股份有限公司)
摘 要对梅山2号高炉脱湿鼓风技术的应用进行了总结。梅钢2号高炉长期保持1 220±5℃的伞风温操作,富氧率维持在1.5%±0.20%,冷风流量为2400±50 Nm3/min,脱湿后的鼓风湿分为9 g/m3,通过适当调整风口理论燃烧温度,可保证炉缸活跃、炉况顺行、提高喷煤比、降低焦比、降低铁水成本。
关键词高炉 脱湿鼓风 煤比 焦比 理论燃烧温度
梅山2号高炉(1280m3)大修时,同步新建了制氧厂,3台真空变压吸附(VPSA)制氧机全负荷制氧时,可向在役的l、3号高炉和大修后投产的2号高炉提供浓度为90%的粗氧10000~15000m3/h,高炉富氧率可以达到1.5%~2.0%。同时,对第二代使用的喷煤系统实行分期全新改造,由压缩空气稀向输送无烟煤改为N2浓向输送烟煤和无烟煤的混合煤;采用了带前置燃烧炉的空、煤气预热器和改进型赫格文式热风炉;炉腰和炉身下部煤气热交换大的部位采用了铜冷却板;炉前投用了挖掘机和贮铁式出铁沟;上料及装料系统抛弃了前两代的直流电机控制系统,改为交流变频电机控制;炉顶投用了热成像料面监视仪,雷达探尺及改进型气密箱。
(2)脱湿工艺流程。自然空气流经过滤室滤尽灰尘后(如图1所示),经过高效换热器和除雾器时,因表冷器表面温度低于空气露点,空气中的饱和水凝结成水珠沿表冷器壁流入自动排水槽,空气骤冷产生的残余水雾则由除雾器捕捉进入自动排水槽。脱水后的纯净空气进入鼓风机吸风口,由鼓风机送往高炉热风炉,再经热风炉加热送至高炉风口鼓入炉内。
(4)对铁水成本的影响。脱湿l g/m3,理论上可降低焦比0.8~1.0 kg/t,提高风温6~7 ℃。2号高炉脱湿平均为7.7 g/m3,理论上应降低焦比6.2~7.7 kg/t。应用实际显示,脱湿鼓风达到了提高煤比、以煤代焦、降低成本的目的。
4结语
(1)脱湿方式选择应充分考虑所处地域的气候、湿度与机组脱湿能力相匹配,并且运行稳定、节能可靠。
关键词:鼓风脱湿 高炉 稳定运行
一、前言
钢铁工业是国民经济的基础工业,钢铁产品在各类原材料中用途最广泛。当今世界的文化和经济的发展与钢铁生产有着非常密切的关系,它对国家工业化和国防现代化具有举足轻重的作用。20世纪90年代以来,我国炼铁工业取得了巨大的成绩,生产指导思想也逐步由过去的重产量、抓速度,转变为重质量、抓品种、节能降耗、提高经济效益。而鼓风脱湿技术的应用,就可以在一定程度上提高高炉运行的经济性和稳定性。
表l南京地区大气湿度统计
项目
1月
2月
3月
4月
5月
6月
7月
8月
9月
10月
11月
12月
大气温度,℃
1.9
3.8
8.4
14.7
20.0
24.5
28.2
27.9
22.9
16.9
10.7
4.5
相对湿度,%
76
75
70
74
68
74
85
78
83
66
66
66
大气湿分,g/Nm3
3.94
4.54
6.30
9.86
13.20
90
77
入口含湿量,g/Nm3
32.9
16.7
出口湿度,℃
10
10
出口含湿量,g/Nm3
10
9
需要冷量,×104kJ/h
1463.7
634.7
脱出湿分,kg/h
3891
1297
3对高炉冶炼的影响
在入炉原燃料条件、风口送风面积、[Si]含量等基本操作制度保持不变的情况下,因高炉鼓风每脱湿l g/Nm3,可提高风口理论燃烧温度9℃,热风炉送风风温约6℃,打破了原先平衡稳定的高炉操作制度。但通过调整,达到新的稳定的操作制度后,可以实现高炉技术经济指标优化,炼铁技术人员乐于接受和使用。由表2可见,梅钢脱湿鼓风系统夏季最高脱湿达到22.9 g/m3,脱湿期平均脱湿达到7.79/m3。计算可得,风口理论燃烧温度最高可提高206.1℃,平均提高69.3℃。
1131
82.83
0.55
2524
自然鼓风
2166
2005
2.49
141.93
486.93
1207
82.46
1.38
2504
自然鼓风
2166
2006
2.53
148.67
492.97
1224
83.01
1.37
2466
自然鼓风
2166
2007
2.52
59.32
336.6
158.55
495.15
1223
83.87
(2)脱湿鼓风为高炉提高喷煤比、降低焦比、增产降本创造了条件,是高炉优化技术经济指标的重要手段之一。
(3)脱湿鼓风使高炉风口理论燃烧温度升高,提高喷煤量使之控制在合理范围,但料柱矿焦比加大而透7t性变差,可能导致高炉操作风压升高,应及时调整和稳定相关操作制度。
鼓风脱湿与高炉稳定运行
何世文 陈道海
摘 要:进行高炉鼓风脱湿,可以降低高炉冶炼的工序能耗,稳定高炉冶炼工况,是企业节能降耗的重要途径。本文对鼓风脱湿的发展、对高炉冶炼的影响进行了详细的论述,并进行了脱湿系统的热平衡计算,为该技术在冶金企业的进一步推广应用提供了依据。
二、鼓风脱湿
2.1鼓风湿度对高炉冶炼的影响
高炉冶炼过程中,高炉鼓风是不可或缺的一个重要环节,而进入高炉的鼓风中总是含有一定的水分,其中的含湿量是与当地气候密切相关的,并且随着季节的变化是不断波动的。当空气通过鼓风机送向高炉时,也同样将水蒸气送入高炉,所含的水分在高炉风口前发生化学反应而吸热(H2O=H2+0.5O2-2580*4.1868 kg/m3水),对炉缸燃料燃烧产生影响,主要表现在以下几方面:
(3)工艺参数及脱湿能力。梅钢1、3号高炉截止2008年已分别连续生产超过11年和12年,其中3号高炉单位炉容产铁已超过10000 t,2座高炉均规划于2009年停炉。2号高炉2004年3月28日点火投产,正处于一代炉役中期、基本操作制度成型、稳定强化冶炼的黄金期,历年主要技术经济指标及相关操作指标见表2。为进一步优化指标,挖掘降本增效潜能,在前言所述先进设备与工艺投入的基础上,以2号高炉及其7号鼓风机系统各项技术参
数为准,匹配设计投用了2号高炉脱湿鼓风系统(见表3)。
表2梅钢2号高炉历年主要技术经济及脱湿鼓风相关操作指标
年份
利用系数
t/(m3·d)
综合入炉品位
%
焦比
kg/t
煤比
kg/t
燃料比kg/t来自风温℃燃料率%
富氧率
%
冷风流量
Nm3/min
鼓风湿分
g/Nm3
风口理论燃烧温度
℃
2004
2.25
108.55
501.55
(1)调整风口理论燃烧温度。风口理论燃烧温度过高,则操作风压高,接收风量能力下降;反之,见表2梅钢2号高炉历年主要技术经济及脱湿鼓风相关操作指标表3梅山高炉脱湿鼓风系统主要性能参数导致风几循环区及炉缸周边物理热不足,工作不活跃,维持时间过长将破坏高炉顺行和导致风几频繁烧坏。因此,脱湿鼓风期间应防止风口理论燃烧温度过高。梅钢高炉风门理论燃烧温度长期保持在2000~2200℃,炉缸活跃,炉况顺行,主要技术经济指标较好,其计算公式为:
1.25
2408
自然鼓风
2155
2008
2.42
58.89
343
166.69
509.68
1218
84.03
1.18
2352
8.18
2171
表3梅山高炉脱湿鼓风系统主要性能参数
项 目
夏季平均最高
(设计条件)
脱湿期平均
(春秋季)
风量,Nm3/min
2850
2850
入口湿度,℃
30.5
22
入口相对湿度,%
(2)提高喷煤比。脱湿1 g/m3,提高煤比1.5~2.0 kg/t,喷煤10 kg/t使风口理论燃烧温度降低20~30℃。梅钢脱湿鼓风脱湿平均值为7.7 g/m3,可提高煤比10~15 kg/t,则可降低风口理论燃烧温度约45℃。2号高炉2008年煤比为166.69 kg/t,比2007年提高了7.86 kg/t。脱湿后,年均鼓风湿分约在8~8.5 g/Nm3,用公式(1)计算,煤比达到232 kg/t,风口理论燃烧温度仍然高于2000 ℃控制下限,在合理控制范围。因此,煤比还有较大的提升空间。
t理= 1570 + 0.808 t + 43.7 WO2一5.85 f一42778 PIC/Q (1)
式中t——热风温度,℃;
WO2——富氧率,%;
f—一鼓风湿分,g/m3;
PIC—一煤粉喷吹量,t/h;
Q——冷风流量,Nm3/min。
梅钢高炉采用r恒风温技术,2号高炉长期保持1220±5℃的全风温操作,富氧率维持在1.5%±0.20%,冷风流量为2400±50Nm3/min,脱湿后的鼓风湿分为9 g/m3。2008年的平均喷煤量为21.51 t/h,将表1数据按公式(1)计算理论燃烧温度2167℃,与2171℃的实际值基本吻合;脱湿鼓风期间的喷煤比为170 kg/t,即21.94 t/h,理论燃烧温度为2159℃,保持厂合理的风口理论燃烧温度。与合理风口理论燃烧温度范围比较可见,若维持其他操作参数不变,煤比仍有进一步提高的空间。