講課內(nèi)容國(guó)內(nèi)高爐熱風(fēng)爐現(xiàn)狀高爐熱風(fēng)爐設(shè)計(jì)思路 - 圖文

1、講課內(nèi)容，國(guó)內(nèi)高爐熱風(fēng)爐現(xiàn)狀，高爐熱風(fēng)爐設(shè)計(jì)思路 - 圖文 我們能不能干得比外國(guó)人更好一些 中冶京城吳啟常大師于xxxx年4月，做客于山東慧敏科技公司，講授熱風(fēng)爐的相關(guān)知識(shí)，同時(shí)對(duì)目前鋼鐵行業(yè)熱風(fēng)爐的情況進(jìn)行講解，受益匪淺，僅此上傳吳大師的講授資料，大家共同學(xué)習(xí)，向吳大師致敬！ 1. 格子磚熱工特性： 對(duì)于沒有影響熱交換過程橫向凸臺(tái)和水平通道的格子磚，都可以通過兩個(gè)基本參數(shù)格子磚的水力學(xué)直徑d和相應(yīng)的活面積f來表述，即： 單位加熱面積（m2/m3） h?4f d1m3格子磚中磚的容積（m3/m3） vk?1f 煙氣輻射的厚度（cm） s?3.d4100 4磚的半當(dāng)量厚度（mm） r?(1?fd

2、) 4f格孔間最小壁厚（mm） ?d?min 2.高爐風(fēng)溫有沒有上限? ?a?1? ?f?上一世紀(jì)70年代，西方國(guó)家的高爐設(shè)計(jì)紛紛高喊要使用1350以上的高風(fēng)溫，試圖獲得提高風(fēng)溫給高爐帶來的最大好處。但實(shí)際的結(jié)果是熱風(fēng)爐拱頂鋼殼出現(xiàn)了大量裂紋，給高爐生產(chǎn)帶來了極大的困難。歐洲人深入研究了此問題之后認(rèn)為：這是高爐采用高風(fēng)溫高壓操作之后，燃燒產(chǎn)物中出現(xiàn)了大量的nox和sox造成鋼殼出現(xiàn)晶間應(yīng)力腐蝕的緣故。 尤其是爐殼在高應(yīng)力狀態(tài)下 工作時(shí)，晶粒之間的腐蝕更為嚴(yán)重。此外，nox和sox對(duì)于環(huán)境污染也是極大的 1 挑戰(zhàn)。它們是pm2.5指標(biāo)的重要組成部分。 nox生成量與拱 頂溫度之間關(guān)系 歐洲人從防

3、止熱風(fēng)爐爐殼出現(xiàn)晶間應(yīng)力腐蝕以及保護(hù)大氣環(huán)境的角度出發(fā)，他們以熱風(fēng)爐的拱頂溫度水平來對(duì)熱風(fēng)爐進(jìn)行分類（詳見圖2）。按歐洲人的觀念，拱頂溫度范圍：14xxxx年來，由于嚴(yán)重的霧霾天氣威脅著我國(guó)廣大的重工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)。當(dāng)今，氣象部門監(jiān)測(cè)的pm2.5指標(biāo)值中，有相當(dāng)大的一部分是由于排放sox，nox等轉(zhuǎn)變成pm2.5的氣體污染物（硫酸鹽，硝酸鹽等）造成的。因此，人們也都在關(guān)注熱風(fēng)爐排放sox，nox量的問題。在我國(guó)煉鐵工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（gb28663xxxx年平均pm2.510（即空氣中2.5?m的顆粒含量10?g/m）是安全的，但是，目前地球上只有少數(shù)地區(qū)才能達(dá)到這一指標(biāo)，因此who公布了pm

4、2.5過度目標(biāo)值（見表1）。 3 3pm2.5準(zhǔn)則值和過度目標(biāo)值 表1 who準(zhǔn)則值 who過渡期目標(biāo)-1 who過渡期目標(biāo)-2 who過渡期目標(biāo)-3 澳大利亞 美國(guó) 日本 歐盟 中國(guó) 年平均10 35 25 15 8 15 15 25 35 ?g/m3 24小時(shí)平均25 75 50 37.5 25 35 35 75 ?g/m3 我國(guó)現(xiàn)在實(shí)行的是who最低要求的過渡期目標(biāo)1值。隨著時(shí)間的推移，由于環(huán)境保護(hù)的需要，要求so2和nox的排放濃度將不斷降低，這是完全可能的。但是，就目前而論，我國(guó)絕大部分熱風(fēng)爐的拱頂溫度與1400還有一段距離。因此，提高拱頂溫度仍然是當(dāng)前提高風(fēng)溫的重要手段之一。 問題

5、2，熱風(fēng)爐只要解決了低氮氧化物燃燒技術(shù)問題，提高熱風(fēng)爐風(fēng)溫就不會(huì)出現(xiàn)晶間應(yīng)力腐蝕的問題，提高風(fēng)溫可以不受限制。這一提法誤把熱風(fēng)爐當(dāng)作連續(xù)作業(yè)的熱工設(shè)備來理解了，實(shí)際上熱風(fēng)爐的工作制度是一種燃燒悶（換）爐送風(fēng)循環(huán)交錯(cuò)的過程。低氮氧化物燃燒技術(shù)只能控制燃燒期的nox濃度值，而解決不了悶（換）爐期和送風(fēng)期的nox濃度值控制問題。更何況直至目前并沒有事實(shí)證明熱風(fēng)爐低氮氧化物燃燒技術(shù)已經(jīng)獲得解決。 問題3，頂燃式熱風(fēng)爐由于其燃燒狀態(tài)好，不會(huì)出現(xiàn)燃燒脈動(dòng)，因此不存在nox的威脅。任何型式的熱風(fēng)爐都回避不了悶（換）爐期和送風(fēng)期的nox濃度值控制問題，因此，頂燃式熱風(fēng)爐不存在nox的威脅的說法也是沒有根據(jù)的。

6、 綜上所述，為了避免熱風(fēng)爐拱頂爐殼出現(xiàn)晶間應(yīng)力腐蝕，抑制nox生成量的過度發(fā)展，關(guān)鍵在于控制熱風(fēng)爐的拱頂溫度。 高爐風(fēng)溫有沒有上限值？ 近年來，我國(guó)重點(diǎn)企業(yè)的高爐平均風(fēng)溫逐年提高，目前重點(diǎn)企業(yè)的平均風(fēng)溫 4 已經(jīng)達(dá)到了1180的水平。這是多年來生產(chǎn)、設(shè)計(jì)和建設(shè)單位共同努力的結(jié)果。風(fēng)溫有沒有上限? 回答應(yīng)該是肯定的。作者認(rèn)為，從環(huán)保、節(jié)能的角度出發(fā)，提高風(fēng)溫不能逾越以下兩條紅線： 紅線之一：大量產(chǎn)生nox的拱頂溫度界限。 為了獲得高風(fēng)溫，確保向熱風(fēng)爐提供足夠高的拱頂溫度是完全必要的。但是，提高拱頂溫度首先必須受到出現(xiàn)晶間應(yīng)力腐蝕條件的制約，其次還要受到環(huán)保法規(guī)的制約。 關(guān)于熱風(fēng)爐本身出現(xiàn)晶間應(yīng)力

7、腐蝕的問題，在析疑4中已經(jīng)作了詳細(xì)的說明，此處不再重復(fù)敘述。 根據(jù)這些結(jié)果，我國(guó)專家認(rèn)為，為了控制熱風(fēng)爐整個(gè)工作周期內(nèi)nox的排放量達(dá)到防止晶間應(yīng)力腐蝕和保護(hù)大氣環(huán)境的要求，我們的基本立足點(diǎn)應(yīng)將高風(fēng)溫?zé)犸L(fēng)爐的拱頂溫度控制在1400以下。既然拱頂溫度作了限定，熱風(fēng)溫度的上限值也就被限定了。在這一拱頂溫度下操作，對(duì)于傳統(tǒng)的老熱風(fēng)爐，由于溫度效率較低，拱頂溫度與送風(fēng)溫度之間的差值達(dá)到160200，其上限風(fēng)溫只能維持在12001240范圍內(nèi)。當(dāng)今，一些結(jié)構(gòu)良好的熱風(fēng)爐，拱頂溫度與送風(fēng)溫度之間的差值達(dá)到120130，這樣，其上限風(fēng)溫可以維持在12701280。如果想獲得1300的風(fēng)溫，還必須進(jìn)一步提高溫度效率，努力將拱頂溫度與送風(fēng)溫度之間的差值縮小到100。由此可見，我國(guó)熱風(fēng)爐的上限風(fēng)溫值應(yīng)該是125050。 紅線之二：高爐所獲得的能源節(jié)約應(yīng)大于加熱鼓風(fēng)所付出的能源消耗。 提高風(fēng)溫給高爐帶來的節(jié)能效果是與所處的風(fēng)溫水平有關(guān)的。所處的風(fēng)溫水平越高，提高風(fēng)溫帶來的好處將越小。一般當(dāng)風(fēng)溫低于900時(shí)，可以節(jié)約燃料比20kg/100，而風(fēng)溫達(dá)到11001200時(shí)，只有10kg/100。再進(jìn)一步提高風(fēng)溫，高爐的節(jié)能效果將進(jìn)一步下降。 首鋼京唐1號(hào)高爐是我國(guó)唯一在125