涟钢2#、5#高炉量压关系的对比研究与高炉增产的另一途径

来源：梁南山 |浏览：次|评论：0条 [收藏] [评论]

摘要本文通过对涟钢2^#、5^#高炉冷风流量与热风压力关系的对比研究，提出了高炉量压比这一概念。对比研究表明，5^#高炉的长期以来量压比比2^# 高炉要高出0．7～0．8 m³／min．kPa。通过这一差异发现了造成两座高炉长期较大的产量差异的原因在于两座高炉弯头实际通径的不同。通过更换大通径的弯头，矿高炉的产量水平得到了较大的提高。此例证明，降低高炉送风系统的阻损，是高炉增产的及节能降耗的另一重要途径。

关键词高炉量压比增产

1 前言

涟钢2^#、5^#高炉的炉容都是380m³且内型完全一致，两座高炉都有4座内燃式热风炉。2^#高炉在使用原供1^#高炉(488 m³)的风机之后，供风能力相对还要大一些。两座高炉的使用矿石基本一致，5^#高炉全部使用外购焦，2^#高炉使用部分厂内焦，2^#高炉的焦炭条件相对也要比5^#高炉好。两座高炉都是14个风口，2^#高炉长期以来除4^#、6^#、9^#、11^#、13^#风口为Φ130mm外其余均为Φ120mm，5^#高炉则全为Φ120mm，2^#高炉风口的进风面积比5^#

高炉也要大。但长期以来，2^#高炉的生产水平总是不如5^#高炉。在2007年中，虽然2^#高炉的平均鼓风功率为4．691MW，而5^#高炉的平均鼓风功率只有4．337MW；但2^#高炉的年平均利用系数为3．445 t／m³．d，而5^#高炉为3．517 t／m³．d。为了探寻个中缘由，本人特对两座高炉的风量与风压关系进行了对比研究。

2 长期量压的对比

表1列出了两座高炉在2007年中各月的量压与产量数据。

说明：2^#高炉热风压力表在2007年1月28日—2月6日为故障期，压力检测值极低，数据异常。故2^#高炉2月份的热风压力失真。

为了研究对比两座高炉风量风压对产量的影响，考虑到各高炉送风管道的长度与阻损不一，以及热风炉工况的不同，对高炉的冷风压力不作分析，而只以热风压力作对比依据。同时单从高炉的风量与风压的数据难以进行对比，故我们在此引出几个概念：

热风功率为冷风流量与热风压力的乘积。它代表风机给高炉的实际供风能力。

量压比高炉在供风过程中冷风流量与热风压力的比值。它可以代表高炉增加单位风压后所能增加的风量水平。

我们将两座高炉的热风功率、量压比和高炉利用系数同时绘成折线图进行分析。

从表1和图1、图2我们可以看出，如果剔除2^#高炉在2007年2月因仪表故障产生的失真数据，我们可以发现以下几点：

(1)一座高炉的量压比波动通常较小，幅度不超过5％，而高炉的热风功率及利用系数波动较大，波动幅度可达10％以上。如2^#高炉的量压比波动在4．96—5．37之间，平均量压比为5．130，波动幅度为－3．31％一—＋4．48％；而5^#高炉的量压比波动在5．7．6．1之间，平均量压比为5．91，波动幅度为3．38％一—＋3．2l％。5^#高炉的平均量压比比2^#高炉要高出0．78 m³／min．kPa，且波动幅度比2^#高炉要小。量压比的大小可以反映一座高炉接受风量的难易程度：量压比波动幅度的大小可以反映一座高炉炉况的长期稳定程度。

(2)热风功率与高炉利用系数有很强的关联，而量压比与高炉利用系数的关联相对要弱一些。

3 短期量压的对比

图3是涟钢2^#和5^#高炉在2007年元月1日至6月30日的风量风压监视曲线。并选取了两座高炉同时稳顺时风量接近的一组小时平均值(2007年3月4日3时)。

图4是涟钢2^#和5^#高炉在2007年8月1日至2008年元月30日的风量风压监视曲线。并选取了两座高炉同时稳顺时风压接近的一组小时平均值(2007年12月22日13时)

从以上图表可以看出，在接近全风作业的正常高炉工况下，当两座高炉的冷风流量相近时，2^#高炉的热风压力比5^#高炉要高出32kPa左右：当两座高炉的热风压力相近时，5^#高炉的冷风流量比2^#高炉要高出150m³／min左右。5^#高炉的量压比比2^#高炉要高出0．7～0．8 m³／min．kPa。

4 受能力原因分析

2^#高炉与5^#高炉在同等热风压力下，高炉实际接受的风量为什么相差这么大?经对比分析，问题的关键在于5^#高炉弯头的实际通径比2^#高炉的弯头要大，5^#高炉的弯头内部通径基本保证了135mm，而2^#高炉的弯头虽然在出入口也有同样的通径，但在水平段与垂直段的结合处，实际通径甚至不足110mm。5^#高炉使用的是节能型送风装置，弯头与直吹管比较笨重，弯头与直吹管的连接法兰外径为520mm，而2^#高炉弯头的法兰外径只有450mm。同时，5^#高炉弯头的垂直段较短，而水平段金属内模较粗，在浇注内衬时水平段与垂直段的金属内模结合较好，结合处的通径减少不多，而2^#高炉弯头的垂直段较长，在浇注内衬时为保证脱模的顺利，金属内模采用了一定的锥度，水平段金属内模在窥视孔段有较大的收缩，制作出来的弯头在水平段与垂直段金属内模的结合处产生很大的通径收缩，造成了高炉弯头的实际通径比风口通径还小的局面。故2^#高炉在炉况欠佳的情况下曾多次调整风口布局，但是毫无效果。在原来风机能力较小，高炉风量水平较低的情况下，这一问题尚不太突出，但在高炉利用系数达较高水平之后，送风系统的阻损也将对高炉的生产能力构成较大的影响。

5 措施与效果

在确认涟钢2^#高炉弯头通径偏小的情况后，我们对弯头的制做工艺进行了重大的改革，经试验成功后，迅速赶制了数套新的弯头。新的工艺不仅大大提高了制作弯头时的工效，工人们可以从此大批量地快速制作高炉弯头，而且新做的弯头每一处的通径都严格地保证了135毫米，同时又消除了急剧的拐角，采用了弧线型的热风通道，有利地减少了热风通过时的阻损。2008年元月23日，涟钢2^#高炉利用休风检修的机会更换了6套大通径的弯头。从复风后的量压情况来看，避开换炉的时点，通过随机抽取炉况相对稳顺时的数据进行对比，更换6个大通径弯头后的平均量压比从更换前的5．3m³／min．kPa上升到了5．54 m³／min．kPa；在冷风流量相同的情况下，热风压力约降低了20kPa，在同等的热风压力下，冷风流量相比更换前约增加了近40 m³／min。且在2008年元月29日开始的中修中又全部换上了大通径的弯头。开炉后的2月10日，捅开了所有被堵的风口，量压关系已明显变化，以2月10日—11日的一些数据来看，量压比已升高到6．27 m³／min．kPa，即使考虑2个风口稍微有点漏风的影响，它的实际量压比也已明显超过5^#高炉的数值。与未换弯头前相等的冷风流量下，热风压力下降了40kPa左右。图5显示了涟钢2^#高炉更换弯头前后的风量与风压变化与5^#高炉的对比(注：5^#高炉流量计在中修后损坏，故曲线上没有列出5^#高炉的冷风流量)。表三则列出了涟钢2^#高炉弯头更换前后量压比的变化。在弯头更换前，2^#高炉的热风压力通常比5^#高炉高出40kPa左右，冷风流量在顺行情况下通常不足1250 m³／min，极难超过1300 m³／min：弯头全部更换后，2座高炉的热风压力差异明显变小，2^#高炉的冷风流量在炉况顺行的情况下已极易达到1350 m³／min左右。2^#高炉的产量也大幅提升，开炉后的2月10日一15日产量分别为790．12、975．84、1222．99、1324．41、1451．12、1518．1吨，2月15日的利用系数已达到3．995 t／m³．d在随后的数天中，2^#高炉的日产量多维持在1400吨以上。