軋鋼加熱爐節(jié)能設(shè)計(jì)專業(yè)技術(shù)規(guī)范修改編寫說明鋼鐵標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng).doc

鋼鐵企業(yè)軋鋼加熱爐節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)編制說明 1.工作簡況1）任務(wù)來源根據(jù)工信廳科2009260號(hào)文 “工業(yè)和信息化部關(guān)于印發(fā)2009年第二批工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制修訂計(jì)劃的通知”中規(guī)定，由北京京誠鳳凰工業(yè)爐工程技術(shù)有限公司負(fù)責(zé)起草鋼鐵企業(yè)軋鋼加熱爐節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范（計(jì)劃編號(hào)2009-2839T-YB）行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，主管部門為中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)，技術(shù)歸口單位為全國鋼標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)。2）工作過程2010年2月1日，鳳凰公司主要起草人與冶金工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)研究院業(yè)內(nèi)人士開會(huì)，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的格式、規(guī)范重點(diǎn)、步驟和進(jìn)度交換了意見。隨后鳳凰公司成立了標(biāo)準(zhǔn)起草小組。具體工作如下： 2010年2月至2010年3月初進(jìn)行資料收集工作，將與本規(guī)范有關(guān)的已發(fā)布的國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)真比對(duì)，盡可能做到不重復(fù)、不矛盾；2010年3月至4月底，完成標(biāo)準(zhǔn)初稿；2010年7月下旬至8月上旬主要起草單位內(nèi)部審查；2010年9月，發(fā)標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿，并在中國鋼鐵網(wǎng)上公示，并發(fā)送國內(nèi)有關(guān)企事業(yè)單位，征求意見。2010年10月，收集并匯總各方意見，起草小組對(duì)標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿作進(jìn)一步修改，形成標(biāo)準(zhǔn)送審稿。2010年12月 召開行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)審定會(huì)。3）參編單位 本標(biāo)準(zhǔn)由北京京誠鳳凰工業(yè)爐工程技術(shù)有限公司和冶金工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)研究院編制。2. 標(biāo)準(zhǔn)編制原則及目的意義 1）貫徹國家對(duì)鋼鐵行業(yè)的節(jié)能減排要求，從設(shè)計(jì)和操作上加以限制和指導(dǎo)，在保證滿足工藝的條件下，加熱爐應(yīng)達(dá)到的能耗指標(biāo)。 2）根據(jù)國內(nèi)外軋鋼加熱爐能耗的實(shí)際情況，確定經(jīng)努力而能實(shí)現(xiàn)的平均先進(jìn)指標(biāo)為各方的追求值。平均先進(jìn)指標(biāo)低于先進(jìn)指標(biāo)。3）編制本標(biāo)準(zhǔn)的目的是為了規(guī)范軋鋼加熱爐在設(shè)計(jì)中必須有的節(jié)能措施和應(yīng)達(dá)到的期望值。3. 標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容本標(biāo)準(zhǔn)的名稱改為鋼鐵企業(yè)軋鋼加熱爐節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范，標(biāo)準(zhǔn)中突出設(shè)計(jì)規(guī)范，節(jié)能從源頭開始，促進(jìn)和規(guī)范節(jié)能技術(shù)。1） 總則本章主要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)目的、意義、適應(yīng)范圍等做出規(guī)范。加熱爐除達(dá)到工藝要求外，節(jié)能環(huán)保是重要指標(biāo)。 1.1加熱爐有連續(xù)式爐和間斷式爐，鋼鐵企業(yè)數(shù)量最多、耗能最大的是連續(xù)式加熱爐，應(yīng)重點(diǎn)控制。間斷爐按一個(gè)加熱周期消耗的熱量計(jì)量，料的規(guī)格差別較大，加熱工藝區(qū)別也大，與裝出料操作熟練程度，生產(chǎn)安排等有關(guān)，不穩(wěn)定因素多，制定一個(gè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)目前還不成熟。1.2 軋鋼加熱爐全面的設(shè)計(jì)規(guī)范按GB50486-2009鋼鐵廠工業(yè)爐設(shè)計(jì)規(guī)范執(zhí)行。本規(guī)范僅涉及到軋鋼加熱爐設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采用的綜合節(jié)能技術(shù)、以節(jié)能為中心的操作維護(hù)和應(yīng)達(dá)到的單耗指標(biāo)。1.3 爐子設(shè)計(jì)者必須了解國家和行業(yè)的節(jié)能規(guī)定，在確定基本設(shè)計(jì)方案時(shí)，要有一個(gè)總體設(shè)想，既要有好的加熱質(zhì)量、產(chǎn)量，又要根據(jù)燃料條件，合理地決定燃燒方式、空煤氣預(yù)熱溫度的水平、爐襯各部分的組成、自動(dòng)化控制項(xiàng)目，確保是一個(gè)低能耗低排放的熱工設(shè)備。1.4一個(gè)節(jié)能型的爐子設(shè)計(jì)是基本條件，但生產(chǎn)中，料坯規(guī)格、產(chǎn)量、加熱工藝是變化的，因此操作節(jié)能是重要環(huán)節(jié)，比如待軋時(shí)，視待軋時(shí)間長短，調(diào)整均熱段和（或）加熱段的設(shè)定溫度等。操作工應(yīng)做到勤觀察爐況，勤調(diào)整熱工參數(shù)并且總結(jié)好的經(jīng)驗(yàn)，總之要做到精細(xì)操作。 1.5爐子設(shè)計(jì)應(yīng)以節(jié)能環(huán)保為中心，積極采用國內(nèi)外行之有效的各種技術(shù)，包括蓄熱燃燒技術(shù)、脈沖燃燒技術(shù)、汽化冷卻技術(shù)、低熱惰性爐襯、低NOx燒嘴、空煤氣預(yù)熱器等。大力研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的低NOx燒嘴、無焰燃燒器、富氧和全氧燃燒器、蓄熱式輻射管燒嘴、全纖維爐襯板坯加熱爐、全脈沖燃燒控制的步進(jìn)爐等，設(shè)計(jì)出具有中國特色的現(xiàn)代化工業(yè)爐。根據(jù)燃料條件、產(chǎn)品種類、平面布置選擇各類技術(shù)，融合于一體。1.6生產(chǎn)廠根據(jù)具體情況，制定符合實(shí)際的供熱和溫度制度，既保證良好的加熱質(zhì)量，又得到最低的燃料消耗。經(jīng)過鋼坯在線溫度測(cè)量（黑匣子）的爐子，應(yīng)根據(jù)測(cè)定結(jié)果，修正二級(jí)控制中的爐溫設(shè)定值，使數(shù)模更接近于實(shí)際。2）規(guī)范性引用文件下列文件中的條款通過本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn)。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。GB50486-2009 鋼鐵廠工業(yè)爐設(shè)計(jì)規(guī)范 YB9051-98 鋼鐵企業(yè)設(shè)計(jì)節(jié)能技術(shù)規(guī)定GB/T 16618 工業(yè)爐窯保溫技術(shù)通則GB9078 工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn) GB16297 大氣污染物排放物標(biāo)準(zhǔn)GB12348 工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn) GB/T13338 工業(yè)燃料爐熱平衡測(cè)定與計(jì)算基本規(guī)則 GB/T17195 工業(yè)爐名詞術(shù)語GB50309-2007 工業(yè)爐砌筑工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范 GB/T 9079-1988 工業(yè)爐窯煙塵測(cè)試方法 3）術(shù)語和定義的確定為統(tǒng)一行業(yè)對(duì)專業(yè)名詞的含意的定義，本標(biāo)準(zhǔn)中提出了下列術(shù)語。GB/T17195-1997中確立的以及下列術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。爐子熱效率 thermal efficiency 鋼坯加熱需要的物理熱與燃料化學(xué)熱之比。爐子熱效率不等于爐膛熱效率。預(yù)熱器廢熱回收率 flue gas heat recovery efficiency 預(yù)熱空氣、煤氣的物理熱與廢氣進(jìn)入預(yù)熱器的物理熱之比，是衡量預(yù)熱器熱回收程度的重要指標(biāo)。換熱器溫度效率 recuperator temperature efficiency （預(yù)熱空氣（或煤氣）溫度-20）/(廢氣進(jìn)入預(yù)熱器的溫度-20)，是預(yù)熱器的重要指標(biāo)。推鋼爐管底比 skid hearth rate 爐底縱水管、橫水管、立柱裸露總面積與爐底面積之比。過鋼爐底應(yīng)力 furnace hearth intensity 每平方米過鋼爐底面積每小時(shí)的產(chǎn)量,kg/m2h。單位燃料消耗 nominal specific consumption 加熱單位重量代表規(guī)格鋼坯到目標(biāo)溫度需要的燃料化學(xué)熱,KJ/kg。燒損率 scale loss rate 鋼坯加熱后失去的重量與加熱前的重量之比?？諝膺^剩系數(shù) combustion air excess rate 燃料燃燒時(shí)，實(shí)際空氣供給量與理論空氣需要量之比。蓄熱式燃燒 regenerative combustion采用蓄熱室作為煙氣余熱回收裝置，燃燒和排煙兩種狀態(tài)交替工作，可將助燃空氣和煤氣加熱到1000以上，排煙溫度降到200以下，如果空氣和煤氣都預(yù)熱，稱為雙蓄熱；如果僅空氣預(yù)熱，稱為單蓄熱。蓄熱式燒嘴 regenerative burner蓄熱式燒嘴是帶有蓄熱室余熱回收裝置的燒嘴，配對(duì)使用，通過換向?qū)崿F(xiàn)周期性燃燒。4）軋鋼加熱爐設(shè)計(jì)節(jié)能綜合技術(shù)加熱爐節(jié)能是一項(xiàng)綜合技術(shù)，即需要從各個(gè)方面注意，結(jié)合實(shí)際，采取多種行之有效的節(jié)能措施，達(dá)到低耗、優(yōu)質(zhì)的目的。（1）爐型選擇加熱爐爐型選擇應(yīng)與車間生產(chǎn)規(guī)模及軋線工藝設(shè)備裝備水平相適應(yīng)。爐子的水平要與軋機(jī)相匹配。新建的熱軋、中厚板車間必須采用步進(jìn)梁式爐，不再選擇推鋼式爐。但為了利用短料，某些厚板車間設(shè)置一座推鋼爐作為補(bǔ)充。有的特厚板車間還設(shè)置均熱爐和車底爐用于加熱鋼錠，由于均熱爐輔助設(shè)備和廠房投資大，需要與其他可選擇爐型比較后確定。板坯加熱爐尤其是熱軋爐必須滿足熱裝的要求。對(duì)于普鋼棒線爐優(yōu)先選擇步進(jìn)式爐，也可以采用推鋼爐。坯料厚度大于130mm時(shí)，不宜采用步進(jìn)底式爐，因?yàn)閿嗝娲?，又是單面加熱，斷面溫差過大，不易保證產(chǎn)品的尺寸精度。棒線步進(jìn)爐一般為側(cè)進(jìn)側(cè)出的懸臂輥道方式，如果坯料寬度超過400mm或特大特重坯料，采用懸臂輥比較困難，宜采用端進(jìn)端出、裝出鋼機(jī)的方式。特鋼棒線爐必須用步進(jìn)梁式爐，以減少斷面溫差、燒損、脫碳，表面無劃傷。也比較容易做到不同間隔布料，縮短均熱段停留時(shí)間，實(shí)現(xiàn)高溫快出。園坯、管坯加熱優(yōu)先選擇環(huán)形爐，布料允許的話也可以采用步進(jìn)梁式爐。薄板坯連鑄連軋保溫爐可采用輥底爐或步進(jìn)梁式爐。（2）爐子產(chǎn)量確定車間內(nèi)加熱爐總能力確定應(yīng)以軋鋼工藝提出的年加熱量和有無加熱工藝的特殊要求為依據(jù)。多爐配置時(shí)，受相互干擾的影響，爐子利用率下降。熱軋和中厚板車間往往是多爐配置，爐子利用率見表1。利用系數(shù)過低，爐子能力大，會(huì)造成投資的浪費(fèi)。利用系數(shù)過高，在單爐生產(chǎn)時(shí)，爐子產(chǎn)量將不能滿足軋機(jī)需要，或者產(chǎn)量可以滿足，但溫差過大。 表1 多爐生產(chǎn)時(shí)爐子利用率表爐子座數(shù)座234爐子利用率-0.8-0.750.75-0.70.7-0.65設(shè)計(jì)爐子年工作時(shí)間：6500h不應(yīng)留設(shè)供輪流檢修用的備用爐。下面是幾個(gè)廠的爐子利用率 廠 爐子座數(shù) 單爐額定產(chǎn)量t/h 單爐實(shí)際產(chǎn)量t/h 利用率 武鋼二熱軋 3 300 220 0.73 寶鋼2050熱軋 4 350 220-250 0.63-0.71 馬鋼2250熱軋 3 370 250 0.65棒線材車間由于一爐對(duì)一套軋機(jī)，為適應(yīng)軋機(jī)高產(chǎn)需要，爐子利用率為0.66-0.7，設(shè)計(jì)年工作時(shí)間6500h。一些廠的爐子利用系數(shù)如下：序廠名車間年產(chǎn)量萬t/a爐子產(chǎn)量 t/h爐子利用系數(shù) 1上五廠棒材（特鋼）30 75 0.672大鋼棒材（特鋼） 30 70 0.713石鋼棒材 60 150 0.664唐鋼棒材 60 150 0.665韶鋼小型 50 125 0.666江陰中型 50 126 0.667武鋼高線 70 180 0.658張家港高線 60 150 0.669唐鋼二線 34 85 0.6910唐鋼一線 30 80 0.6311邢鋼一線 35 80 0.7312邢鋼二線 40 100 0.66建議采用0.66-0.70 車間熱裝率大于70%時(shí)，不宜按全部冷裝時(shí)的年平均產(chǎn)量確定爐長，以免爐子產(chǎn)量留的余量過大。環(huán)形加熱爐需對(duì)每種坯料規(guī)格計(jì)算小時(shí)產(chǎn)量和相應(yīng)的年工作時(shí)間，受設(shè)備能力的限制，如果出現(xiàn)出料頻率超過150支/h，則需要將超過部分的產(chǎn)量降下來。設(shè)計(jì)年工作時(shí)間取6500小時(shí)，是為了使?fàn)t子留有一定的增產(chǎn)潛力。（3）爐底應(yīng)力選擇 過鋼爐底應(yīng)力是個(gè)經(jīng)驗(yàn)值，過高則鋼坯斷面溫差大，過低則爐子長，投資大，因此要合理選擇。 爐底應(yīng)力與鋼坯的鋼種、斷面、出鋼溫度與溫差、鋼坯初溫、各段供熱制度和溫度制度、爐型有關(guān)。應(yīng)采用合理的爐底應(yīng)力，高的爐底應(yīng)力不節(jié)能，鋼坯斷面溫差大，過低的爐底應(yīng)力使?fàn)t子加長，增加投資，需要綜合考慮多方面的因素。常規(guī)燃燒方式時(shí)，不同爐型的爐底應(yīng)力見表2，節(jié)能型爐建議采用中下限值。 表2 爐底應(yīng)力選用表爐型加熱方式軋機(jī)原料 mm爐底應(yīng)力kg/m2h推鋼式單面加熱小型50-70方坯300-400全部上下加熱小型75-100方坯max 650步進(jìn)底式單面加熱小型130方坯350-450步進(jìn)梁底組合部分單面加熱部分上下加熱小型100-150方坯400-500步進(jìn)梁式上下加熱小型140方坯500-550中型坯厚250-350棒材軋機(jī)450-550熱軋坯厚200-250熱軋坯600-650厚板坯厚250-300厚板坯550-600熱軋300系列不銹鋼板坯460-500熱軋400系列不銹鋼板坯500-550環(huán)形爐上加熱無縫管坯250-300最終斷面溫差是板坯爐加熱質(zhì)量的重要指標(biāo)，上部溫度與中心溫度的差值以及下部溫度與中心溫度的差值30，是軋機(jī)所允許的，此時(shí)爐底應(yīng)力取中上限，如果用戶希望溫差20，則爐底應(yīng)力取中下限。幾個(gè)廠黑匣子測(cè)定的斷面溫差結(jié)果如下： 工程 爐底應(yīng)力kg/m2h 溫差 均下燒嘴布置方式某1780熱軋 700 30 軸向某2250熱軋 690 36 側(cè)部某1780熱軋 620 20 側(cè)部 燃高爐煤氣的雙蓄熱爐，爐底應(yīng)力與常規(guī)爐一樣。燃混合煤氣的蓄熱爐，爐底應(yīng)力可在上表基礎(chǔ)上提高10-15% 使用高爐煤氣，雖然是雙蓄熱，但由于煤氣中N2含量高，變?yōu)閺U氣后沒有輻射能力，因此綜合輻射系數(shù)下降了，爐底應(yīng)力也就不能提高。適當(dāng)延長不供熱預(yù)熱段的長度，降低爐尾排煙溫度，將廢氣的熱量直接傳遞給鋼坯，有十分明顯的節(jié)能效果，不供熱預(yù)熱段每延長1m，廢氣溫度下降30，單耗降(3-4)*4.18KJ/kg。不供熱預(yù)熱段長度占爐子有效長度的百分比值如表3，單位：% 表3 不供熱預(yù)熱段長度比例表 %燃燒方式三段供熱時(shí)四段供熱時(shí) 常規(guī)燃燒方式33-3520-26 空氣單蓄熱18-20 空煤氣雙蓄熱5-8（4）出鋼溫度 如果軋機(jī)允許，出鋼溫度應(yīng)控制在下限，對(duì)節(jié)能和減少燒損都有好處，出鋼溫度每降低50，省能（11-13）*4.18KJ/kg。 （5）熱裝熱裝是工序節(jié)能的重要措施，應(yīng)盡可能提高熱裝溫度和熱裝率。全爐熱裝時(shí)，燃料節(jié)約率（與冷裝時(shí)額定燃料消耗比較）應(yīng)達(dá)到下列表4的指標(biāo)。如果冷熱混裝，節(jié)約率將下降。 表4 熱裝時(shí)燃料節(jié)約率表熱裝溫度20400600700800900推薦節(jié)約率%基準(zhǔn)1528354553熱平衡計(jì)算節(jié)約率%基準(zhǔn)22.535.644.153.4 熱平衡計(jì)算是在冷裝和熱裝下，排煙溫度均為800，事實(shí)上，熱裝時(shí)，排煙溫度將超過800，因此建議用表4中的推薦節(jié)約率來衡量熱裝的效果。實(shí)際生產(chǎn)中，由于不是全部熱裝，實(shí)際節(jié)約率將低于推薦節(jié)約率。不宜頻繁地冷熱混裝，這樣既不省能，又增大燒損，可以成批量地?zé)嵫b和冷裝,冷坯與熱坯間留出空料段，便于爐溫控制。有可能的話，單設(shè)專用熱裝爐。但給計(jì)算機(jī)管理增加了難度。 為適應(yīng)熱裝需要，裝料端設(shè)緩沖帶，長度為額定產(chǎn)量時(shí)，與20分鐘產(chǎn)量相應(yīng)的板坯所占位置。為此須設(shè)置長行程裝鋼機(jī)，不推薦將爐子分成前后兩段獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的方式。 裝料端緩沖帶是為了軋機(jī)換輥停軋，熱料不落地考慮的，一般為3-4塊坯的位置。爐子分成前后兩段其用意在適應(yīng)熱裝，但實(shí)際生產(chǎn)中均未采用，反而給設(shè)計(jì)和操作增加麻煩，所以不推薦采用。適當(dāng)增加爐子溫度控制段，以便在熱裝時(shí)成段切斷，也可以采用脈沖燃燒方式，靈活地增加或減少供熱段。熱裝時(shí)，爐子產(chǎn)量往往不增加，最先的加熱段可以不供熱，或很小，如果投資可以，則采用脈沖方式，否則采用間拔。總之供熱段要多一點(diǎn)，有調(diào)整的手段。（6）蓄熱式燃燒技術(shù)蓄熱燃燒技術(shù)是一項(xiàng)節(jié)能和環(huán)保方面都具有突出優(yōu)點(diǎn)的新技術(shù)，是節(jié)能減排的重要措施，是使用高爐煤氣于高溫爐上的唯一途徑。是否采用蓄熱式方式要看燃料條件、加熱坯料規(guī)格與品種的復(fù)雜程度、最終加熱溫度的多變性等情況。從燃料條件來說，使用天然氣和焦?fàn)t煤氣時(shí)，采用空氣單蓄熱；使用混合煤氣時(shí)，采用單蓄熱和雙蓄熱都可以；使用低熱值的轉(zhuǎn)爐煤氣和高爐煤氣時(shí)，必須雙蓄熱。蓄熱燃燒爐膛溫度調(diào)節(jié)靈敏度差，比較適用于爐溫制度不經(jīng)常變化的棒線爐。熱軋爐如采用雙蓄熱，由于雙蓄熱爐爐壓較高，爐氣外溢大，使操作環(huán)境變差。如果是單蓄熱，與常規(guī)爐爐壓一樣，因此對(duì)于熱軋車間，如果燃料是混合煤氣，建議采用單蓄熱，雖然爐溫調(diào)節(jié)性差，但節(jié)能效果是明顯的，爐壓控制也是容易的。蓄熱式爐除了爐壓高以外，對(duì)爐溫調(diào)節(jié)的響應(yīng)速度慢是一個(gè)大的缺點(diǎn)，某廠數(shù)據(jù)如下： 2050熱軋1#爐 2050熱軋3#爐 （幾乎全部是單蓄熱） （常規(guī)爐）將爐溫設(shè)定值提高20， 到達(dá)設(shè)定值的時(shí)間 min 7.5 2將爐溫設(shè)定值降低20， 到達(dá)設(shè)定值的時(shí)間 min 4.5 1.64.5.3燃混合煤氣的常規(guī)爐改造成蓄熱爐，應(yīng)有明顯的節(jié)能效果，指標(biāo)應(yīng)達(dá)到表5的水平。 表5 混合煤氣蓄熱爐與常規(guī)爐能耗比較 %空氣單蓄熱空煤氣雙蓄熱蓄熱爐比常規(guī)爐能耗節(jié)省率 %915 這是由常規(guī)爐改造成蓄熱爐的最大好處。（7）廢氣余熱利用 連續(xù)加熱爐的排煙溫度在700-850，設(shè)置空氣和煤氣預(yù)熱器，充分回收廢氣余熱是軋鋼加熱爐最重要的節(jié)能措施。 加熱爐必須設(shè)置空氣預(yù)熱器，是否設(shè)置煤氣預(yù)熱器需根據(jù)加熱爐布置條件、用戶習(xí)慣等綜合考慮。對(duì)于轉(zhuǎn)爐煤氣和發(fā)生爐煤氣的加熱爐，應(yīng)同時(shí)設(shè)置煤氣預(yù)熱器?？彰簹忸A(yù)熱溫度根據(jù)排煙溫度不同，而稍有差別，非蓄熱式爐要求預(yù)熱溫度水平見表6 表6 非蓄熱式爐空煤氣預(yù)熱溫度值爐型空氣單預(yù)熱時(shí) 預(yù)熱溫度空煤氣雙預(yù)熱時(shí)空氣預(yù)熱溫度煤氣預(yù)熱溫度碳素鋼板坯加熱爐550以上500-450250-300不銹鋼板坯加熱爐500450250棒材加熱爐500450250線材加熱爐450以上400250-200環(huán)形加熱爐500400250煤氣預(yù)熱器的設(shè)計(jì)溫度不宜高于300，避免爐子在低負(fù)荷工作時(shí)，由于煤氣預(yù)熱溫度超溫，使其管壁溫度過高，縮短使用壽命?？諝忸A(yù)熱器的廢熱回收率應(yīng)必須在0.4以上，溫度效率應(yīng)在0.6以上，見表7和表8 表7 預(yù)熱器廢熱回收率 %廢氣溫度空氣預(yù)熱溫度40045050055060070037.041.946.751.775039.043.548.152.880036.440.544.949.285037.942.046.1 表8 預(yù)熱器溫度效率 %廢氣溫度空氣預(yù)熱溫度40045050055060070055.963.270.677.975058.965.872.679.580055.161.567.974.485057.863.969.9注：表7和表8是以低熱值2100*4.18KJ/m3的混合煤氣，空氣過剩系數(shù)1.1時(shí)計(jì)算的。如果燃天然氣或重油等高發(fā)熱量的燃料，預(yù)熱器的廢熱回收率應(yīng)高于上表。 說明一點(diǎn)：以往規(guī)定廢熱回收率要達(dá)到0.5，溫度效率要達(dá)到0.7，從實(shí)際生產(chǎn)看，是難以達(dá)到的，或者說要達(dá)到，傳熱面積大大增加，空氣側(cè)和廢氣側(cè)阻力也相應(yīng)增大，也不是經(jīng)濟(jì)的。在空氣預(yù)熱器或煤氣預(yù)熱器后設(shè)置蒸汽過熱器，以提高蒸汽品質(zhì)，進(jìn)一步降低排煙溫度，值得推廣。但需核實(shí)在最低排煙溫度時(shí)的煙囪負(fù)壓，保證煙囪能順暢地自然排煙。當(dāng)進(jìn)入預(yù)熱器的廢氣溫度不超過850時(shí)，禁止開啟稀釋風(fēng)機(jī)；當(dāng)熱風(fēng)溫度不超過600時(shí)，禁止開啟熱風(fēng)放散閥。之所以這樣，是未超出預(yù)熱器的設(shè)計(jì)條件，充分回收廢熱，無需稀釋高溫廢氣，致空氣預(yù)熱溫度降低。（8）爐底支撐梁汽化冷卻和其它水冷部件 爐底管用水量占整個(gè)爐子用量的80%以上，采用水冷時(shí)，耗水量大，熱量又得不到利用。采用汽化冷卻時(shí)，耗水量僅為水冷的1/801/100，且蒸汽可以納入管網(wǎng)，得到有效利用。 大中型步進(jìn)梁式爐、推鋼爐應(yīng)采用汽化冷卻。產(chǎn)量小于100t/h的梁式爐由于產(chǎn)汽量較少，而強(qiáng)制循環(huán)汽化冷卻系統(tǒng)投資較大，需要比較后決定，也可以采用水冷。嚴(yán)格控制推鋼爐的管底比，盡可能減少裸露面積。對(duì)于中型坯，管底比為0.3-0.45，鋼錠0.55以下。生產(chǎn)中如出現(xiàn)蒸汽量大幅度提高，應(yīng)查明水梁包扎層是否脫落并于修復(fù)，不能把爐子當(dāng)作鍋爐使用。正常生產(chǎn)時(shí)，步進(jìn)梁式板坯爐產(chǎn)汽量為30-40kg/t鋼，方坯爐為20-30kg/t鋼。推鋼爐由于絕熱層容易脫落，產(chǎn)汽量加大到40-60kg/t鋼。其他水冷部件必須絕熱包扎，在溫升允許條件下，可以數(shù)個(gè)回路串聯(lián)，盡量減少用水量。方坯爐的出料懸臂輥道宜采用軸芯水冷方式，進(jìn)料懸臂輥道可采用水冷輥面方式。板坯步進(jìn)梁式爐水梁和其他水冷部件的總熱損失不應(yīng)超過熱支出的9%，方坯步進(jìn)梁式爐不超過8%（9）低空氣過剩系數(shù) 空氣過剩系數(shù)大，將造成氧化燒損和熱耗增大，在一般情況下，均熱段的空氣過剩系數(shù)應(yīng)在1.1，加熱段可適當(dāng)加大，爐尾含氧量檢測(cè)殘氧含量在2.5%以下(對(duì)混合煤氣而言，相當(dāng)于空氣過剩系數(shù)1.2）。不銹鋼爐由于考慮除渣容易，爐尾含氧量檢測(cè)殘氧含量可稍大于3% 熱軋板坯爐,冷裝，熱值2100*4.18KJ/m3混合煤氣，空氣過剩系數(shù)與單位消耗的關(guān)系如表9 表9 空氣過剩系數(shù)與單位消耗的關(guān)系空氣過剩系數(shù)1.11.21.31.4單位燃耗 *4.18KJ/kg320327333340與過剩系數(shù)1.1比較，增加的百分比 %基準(zhǔn)2.24.16.3要求煤氣熱值穩(wěn)定，否則空燃比無法控制。殘氧分析儀要處于完好狀態(tài)，真正做到在線反饋。（10）加強(qiáng)爐體和管道絕熱 這一部分的熱損失雖然占的比例很小，但對(duì)操作環(huán)境影響較大，因此也必須重視。加強(qiáng)爐體絕熱，改善操作環(huán)境，爐體各部位根據(jù)不同接觸面溫度選擇多層復(fù)合材料組成，絕熱后的爐墻外表面設(shè)計(jì)溫度應(yīng)符合GB/T3468的規(guī)定， 由于錨固磚的熱短路，實(shí)際溫度均大于上表溫度。應(yīng)注意燒嘴、空洞處的絕熱，避免耐火層的開裂。采用低熱惰性材料作為加熱爐內(nèi)襯是爐體砌筑的發(fā)展方向，尤其采用高溫纖維模塊組成的爐頂、爐墻，可大大減少蓄熱和散熱損失、提高爐內(nèi)溫度、提高爐子升降溫速度，縮短停開爐時(shí)間、爐頂大梁和爐側(cè)側(cè)柱輕型化。以板坯爐加熱段，耐火材料熱面溫度1350為例，爐頂采用纖維模塊時(shí)與傳統(tǒng)的澆注料爐頂比較，散熱損失將減少38%。是否采用纖維模塊，需根據(jù)用戶的習(xí)慣、投資比較后再確定，采用模塊后增加的投資回收期應(yīng)不大于4年。爐子的耐火層和絕熱層盡可能采用不定型材料，少使用耐火磚，節(jié)省制磚消耗的能源。爐子內(nèi)襯粘貼厚度50mm多晶莫來石纖維毯，也有較好的效果，可降低外壁溫度10-15，散熱損失減少約17%。熱風(fēng)和熱煤氣管道必須絕熱，以熱風(fēng)總管每米溫降不得超過0.2，各段總管每米溫降不得超過0.5來確定絕熱層的厚度，此時(shí)管壁溫度80，國家規(guī)定是0.3-0.5/m，熱風(fēng)總管如按0.5/m，外壁溫度太高，與實(shí)際不符。 （11）燃燒設(shè)備和控制根據(jù)燃料種類、爐型選擇合適的燒嘴，使其在正常工作范圍內(nèi)具有良好的火焰特性，保證鋼坯的均勻加熱及低NOx排放。常規(guī)燒嘴的調(diào)節(jié)比不應(yīng)小于1：5，蓄熱燒嘴不小于1：3，在調(diào)節(jié)比范圍內(nèi)不應(yīng)產(chǎn)生回火和脫火。對(duì)于同一燒嘴使用多種燃料時(shí)，必須注意不同燃料的華白數(shù)和燃燒勢(shì)接近，如果相差較大，則不能共用。否則極易發(fā)生脫火或回火。燒嘴產(chǎn)生的NOx濃度應(yīng)符合GB16297-1996大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)表2的規(guī)定，根據(jù)總的排放量確定煙囪高度，標(biāo)準(zhǔn)不低于二級(jí)。加熱爐上常用燒嘴的NOx生成量限制如下:(廢氣中含氧量均為3%)平焰燒嘴 140ppm調(diào)焰燒嘴 140ppm蓄熱燒嘴 130ppm燃燒產(chǎn)生的廢氣中開始時(shí)主要是NO，但很快轉(zhuǎn)化為NO2，氮氧化合物分析儀上NOx含量為總含量，按1ppm=2mg/m3換算脈沖控制燃燒技術(shù)適應(yīng)熱負(fù)荷的變化，調(diào)節(jié)靈活，有利于鋼坯溫度的均勻。對(duì)產(chǎn)量變化大、物料規(guī)格多且變換頻繁、熱裝的加熱爐，可全爐或局部采用脈沖方式。由于脈沖時(shí)，燃料瞬間中斷，對(duì)爐壓、風(fēng)壓、煤氣壓力都有沖擊，所以單個(gè)燒嘴的能力不宜過大。（12） 完善的自動(dòng)化設(shè)備 所有爐子均應(yīng)有完整的基礎(chǔ)自動(dòng)化設(shè)備。板坯加熱爐、環(huán)形爐、特殊鋼方坯爐還必須配置二級(jí)控制設(shè)備，除加熱模型外，必要時(shí)還應(yīng)有氧化和脫碳模型，以便預(yù)知、控制和實(shí)現(xiàn)要求的加熱質(zhì)量。 一般棒線步進(jìn)爐可預(yù)留二級(jí)接口。 無論是基礎(chǔ)自動(dòng)化或是二級(jí)控制，均應(yīng)有軋機(jī)延誤對(duì)策設(shè)置。無論是已知延誤或是未知延誤，控制系統(tǒng)將自動(dòng)識(shí)別并轉(zhuǎn)入延誤對(duì)策程序，避免浪費(fèi)燃料、減少氧化燒損和防止鋼坯過燒。(13)加強(qiáng)爐體嚴(yán)密性爐體不設(shè)窺視孔，盡可能減少爐門的數(shù)量和開口面積，爐門密封性要好，開關(guān)靈活。檢修門須干砌，并改進(jìn)孔洞處的絕熱結(jié)構(gòu)，防止門孔周邊過熱。 保持爐內(nèi)微正壓（3-5Pa），端進(jìn)端出爐門啟閉需與煙道閘門聯(lián)鎖，儀表控制上設(shè)置反饋，減少吸冷風(fēng)和爐氣溢出。爐壓過大，不僅增加爐體散熱，而且降低爐襯壽命。爐內(nèi)與爐外壓差10Pa時(shí)，溢出氣體量達(dá)14000m3/m2h在換向閥允許使用溫度下適當(dāng)提高蓄熱式爐燒嘴后的廢氣溫度、適當(dāng)增加蓄熱體量，勤調(diào)每段空煙、煤煙流量調(diào)節(jié)閥或總的調(diào)節(jié)空煙風(fēng)機(jī)和煤煙風(fēng)機(jī)的開度，盡量降低雙蓄熱爐的爐膛壓力，保持爐膛壓力的穩(wěn)定和較低水平。（14）加熱爐單位燃料消耗 在保證產(chǎn)量、加熱質(zhì)量的前提下，爐子所有的節(jié)能措施是否有效，歸結(jié)到單位燃料消耗這一指標(biāo)上。 單耗與鋼坯加熱目標(biāo)溫度、斷面溫差大小、燃料種類、爐型有關(guān)。 表11列出的設(shè)計(jì)指標(biāo)，是在冷裝、熱值2100*4.18KJ/m3混合煤氣、額定產(chǎn)量下常規(guī)爐的燃料消耗考核值，是平均先進(jìn)指標(biāo)，也稱額定單耗。蓄熱式爐與常規(guī)爐比較的節(jié)約率見第（5）章蓄熱式燃燒技術(shù) 表11 單位燃料消耗指標(biāo)軋機(jī)出鋼溫度額定單耗GJ/t爐子熱效率 %線材軋機(jī)11001.212 61.4棒材軋機(jī)12001.338 61.9熱軋12001.338 62.5厚板12001.379 59.6管坯12501.463 58.6 如果燃料熱值增加或減小，廢氣量隨著減小或增加，單耗將減小或增加，其變化幅度見表12