热风炉启动燃烧器在安钢2800m3高炉上的应用

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摘要:对新型热风炉启动燃烧器系统设计、控制原理等进行了阐述，并对安钢2800m³高炉卡鲁金顶燃式热风炉采用新型启动燃烧器烘炉的经验进行了总结。安钢2800m³高炉热风炉采用新型启动燃烧器烘炉时，按烘炉曲线顺利完成了烘炉工作，温度波动范围可控制在±3℃，取得了较好的烘炉效果。

关键词:大型高炉　热风炉　启动燃烧器　烘炉

1 引言

　近几年，随着国内乃至世界钢铁行业的迅猛发展，热风炉实现了跨越式发展，特别是卡鲁金顶燃式热风炉，以其高温长寿、节约资金等诸多优点，在国内迅速得到推广应用。卡鲁金顶燃式热风炉高温区采用硅砖，优点在于它的荷重软化温度接近其耐火度，高温时有良好的温度变化稳定性，导热系数大，热变形小；缺点是硅砖加热时，900℃以下存在α、β、γ三个相变过程，其膨胀系数较大，对烘炉加热有严格的要求，任何影响烘炉的因素，都可能导致热风炉砌体的损坏。传统的简易烘炉方式在烘炉质量和安全上难于保障，这就对热风炉烘炉设备提出了新的要求。安钢2800m³高炉于2007年6月28日建成投产，热风炉烘炉时，采用了一种新型启动燃烧器，按烘炉曲线顺利完成了烘炉工作，温度波动范围可控制在±3℃，取得了较好的烘炉效果。

2 烘炉工艺要求

　安钢2800m³高炉采用卡鲁金顶燃式热风炉，其热风炉烘炉工艺要求：从0℃到100℃，升温速度2℃/h，保持100℃84h；从100℃到300℃，升温速度为0.5℃/h(要求最高，是烘炉质量要求最严格的阶段)；从300℃到400℃，升温速度为1.5℃/h；从400℃到700℃，升温速度为4℃/h；从700℃到l200℃，升温速度为7℃/h；总的干燥和加热时间大约为32天。

3 新型热风炉启动燃烧器系统设计

　安钢2800m³高炉现场能提供的燃气介质为焦炉煤气，压力5～8kPa，助燃空气压力6～10kPa。根据以上条件，综合热风炉现场的布局情况，确定了热风炉烘炉系统的设计方案。

　助燃空气采用热风炉助燃风机来供应，压力正好在6～10kPa，不仅可以保证完成烘炉任务，而且可以通过一个月的烘炉时间，来完成对2台风机的交替磨合，及早发现风机潜在的故障。

　 (1)设计原则：①结合现在热风炉向自动化发展的要求，在满足烘炉工艺的前提下，尽量减轻工人的劳动强度；②注重设备的可重复使用性；③调节的准确性；④安全、可靠。

　 (2)系统工作原理(如图1所示)。煤气管路l、3、4、7、8、13、14、16，助燃空气管路2、23、18、17两路气体在小火炬管路中混合，在高能激发器点火装置的激发下点燃小火炬，引燃由助燃空气大管路2、23、20、19，煤气大管路1、3、7、8、11、12的混合气体而形成大火炬。

　在低温阶段，采用小火炬烘炉，通过调节小火炬空气阀17、小火炬煤气调节阀16来控制燃烧情况，进而控制温度。到300℃左右改用大火炬，连续烘炉到1000℃，改用热风炉主火炬。

　 (3)控制原理和手段。①当空气、燃气压力低于设定压力时，电磁阀11、14自动切断煤气供应，并在中央控制室发出报警信号；当熄火时，电磁阀11、14自动关闭，切断煤气供应，并发出报警。②采用电点火，点火成功率高，避免人和煤气的直接接触，安全可靠。③采用远程电脑控制(见图2)，配以现场的流量、压力、温度等参数做参考，实时调节空气、燃气配比，满足烘炉工艺要求，尤其从100℃到300℃，升温0.5℃/h，特殊情况最大波动不大于5℃。④远程视频监视炉内火焰燃烧情况，直观明了，避免了繁琐的检点任务。操作人员还可根据火焰燃烧情况，动态调节空燃配比，及早预防熄火。

4 在安钢2800m³高炉热风炉上的实际应用

　 (1)烘炉前的准备工作。①热风炉所属系统设备全部安装、调试完毕，具备烘炉条件。②对操作人员进行操作、安全培训。③对烟囱进行烘烤，以保证抽力。总结最近几座卡鲁金顶燃式热风炉的烘炉经验发现，此类炉型，由于自身结构的原因，烘炉部位(拱顶)和烟囱顶部的落差小，烘炉初期总是表现为抽力不足。尤其是到了100℃以后，拱顶、预燃室部位温度上升，这种状况会更加明显。必要情况下，烟囱要点明火，以增加抽力。按以往内燃式热风炉的烘炉经验，烟道开度应该非常小，避免烟道升温过快，但这种炉子要按以前的方法来烘就会出问题，先是熄火，然后是点火困难。应适当加大烟道的开度，尤其是大炉子表现更为严重。④烟道打开约200mm，倒流休风阀全开，和热风炉直接相连的其他阀门全部关闭。

　 (2)正式烘炉。在正式烘炉期间，热风炉值班人员，深刻体会到新型烘炉设备带来的益处。操作工人可以在集中控制室内监控，现在1个人能完成3个人的工作，大大减轻了劳动强度，且实时通过现场发回的视频监视画面，判断火焰的燃烧情况，及时调节空、燃配比，避免熄火。意外熄火后，煤气电磁阀自动切断，集控室的报警功能得到了很好体现，解决了操作工人的后顾之忧，保证了烘炉工作的安全可靠。

　从100℃到300℃、0.5℃/h阶段，控制的相当好，给缓慢驱逐砌体内的水分，实现砌体的缓慢、均匀膨胀奠定了基础。到300℃以后，改用大火炬烘炉，快速升温，持续烘炉到1000℃。整个正式烘炉过程历时35天。

　在烘炉期间，采用微正压烘炉方式，使炉子热膨胀均匀。共发生熄火5次，报警正常率100％，从熄火到重新点燃平均时间20min。由于熄火产生的温度变动最大10℃，正常烘炉温度变动误差范围在±2℃。

　热风炉自动记录烘炉曲线，以安钢2800m³高炉2号热风炉为例，烘炉结束时，拱顶温度1050℃(见图4)、废气温度200℃，达到既定的烘炉指标，得到用户的好评。

5 结语

　 (1)新型启动燃烧器在安钢2800m³高炉顶燃式热风炉的烘炉应用非常成功，按原定曲线顺利完成了烘炉工作，温度波动范围可控制在±3℃以内，保证了烘炉质量，减轻了工人的劳动强度，既节能又安全。

　 (2)由于烘炉设备使用的一次性，使用户很难下定决心做一套设备。目前国内出现了几家烘炉公司,专业的人员，专业的服务，自带设备，经济合算。专业烘炉是未来的发展趋势。

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