4高炉送风系统设计
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2024年高炉的休风、送风及煤气处1 短期休风、送风程序短期休风与送风由值班长主持,高炉工长执行。
1) 休风前的准备工作(1) 由高炉值班工长提出,值班长批准,并取得作业区调度室、燃气调度室同意。
(2) 休风前联系作业区调度室、动力作业区调度室,通知鼓风机、热风炉、卷扬主控室、煤粉喷吹。
(3) 出净渣铁(4) 检查风口、冷却壁等冷却设备,如果发现损坏要适当的闭水,并准备更换。
2) 休风程序(1) 向炉顶各部通蒸汽。
(2) 炉顶停止打水。
(3) 停止富氧。
(4) 停止喷吹。
(5) 高压转常压、减风到50%。
(6) 除尘器停止打灰。
(7) 关风温调节阀,停止上料。
(8) 全开炉顶放散阀。
(9) 热风炉停止燃烧。
(10) 关煤气切断阀(事先要通知燃气管理室)。
(11) 继续减风、直到最低水平。
(12) 打开风口视孔盖。
(13) 高炉发出“休风指令”。
(14) 关送风热风炉的热风阀、冷风阀,开废气阀放净废气。
(15) 开倒流阀进行倒流休风。
(16) 热风炉发出:“休风操作完毕信号”。
3) 短期休风的送风(1) 休风检修项目和任务完成,插好煤枪。
(2) 关上风口视孔盖。
(3) 高炉发出送风指令。
(4) 关倒流阀停止倒流。
(5) 开送风热风炉的冷风阀、热风阀,同时关上废气阀。
(6) 热风炉发出“送风操作完毕”信号。
(7) 逐渐关放风阀回风。
(8) 开冷风大闸及风温调节阀。
(9) 通知燃气作业区送煤气。
(10) 开煤气切断阀(11) 关炉顶放散阀。
(12) 关炉顶蒸汽(13) 高炉视炉况转入正常操作。
(14)联系燃气调度热风炉点炉。
4) 短期休风、送风的注意事项1) 为了防止煤气爆炸,必须往炉顶各部通入蒸汽或氮气,在休风期间要保持其炉顶压力为正压。
2) 如果休风前高炉悬料,必须将料面坐下来后方可休风。
3) 在休风或者炉内低压状态下,禁止除尘器打灰。
4) 如果采用富氧冶炼,必须待转入正常生产后方可联系送氧。
5) 如不采用倒流休风时,休风操作可省去程序中2)-12、15两项程序。
送风制度1.送风制度的概念在一定的冶炼条件下,确定合适的鼓风参数和风口进风状态。
2.适宜鼓风动能的选择高炉鼓风所具有的机械能叫鼓风动能。
适宜鼓风动能应根据下列因素选择:◆原料条件原燃料条件好,能改善炉料透气性,利于高炉强化冶炼,允许使用较高的鼓风动能。
原燃料条件差,透气性不好,不利于高炉强化冶炼,只能维持较低的鼓风动能。
◆燃料喷吹量高炉喷吹煤粉,炉缸煤气体积增加,中心气流趋于发展,需适当扩大风口面积,降低鼓风动能,以维持合理的煤气分布。
但随着冶炼条件的变化,喷吹煤粉量增加,边缘气流增加。
这时不但不能扩大风口面积,反而应缩小风口面积。
因此,煤比变动量大时,鼓风动能的变化方向应根据具体实际情况而定。
◆风口面积和长度在一定风量条件下,风口面积和长度对风口的进风状态起决定性作用。
风口面积一定,增加风量,冶强提高,鼓风动能加大,促使中心气流发展。
为保持合理的气流分布,维持适宜的回旋区长度,必须相应扩大风口面积,降低鼓风动能。
◆高炉有效容积在一定冶炼强度下,高炉有效容积与鼓风动能的关系见表4—1。
表4—1 高炉有效容积与鼓风动能的关系高炉适宜的鼓风动能随炉容的扩大而增加。
炉容相近,矮胖多风口高炉鼓风动能相应增加。
鼓风动能是否合适的直观表象见表4—2。
表4—2 鼓风动能变化对有关参数的影响3.合理的理论燃烧温度的选择风口前焦炭和喷吹燃料燃烧所能达到的最高绝热温度,即假定风口前燃料燃烧放出的热量全部用来加热燃烧产物时所能达到的最高温度,叫风口前理论燃烧温度。
理论燃烧温度的高低不仅决定了炉缸的热状态,而且决定炉缸煤气温度,对炉料加热和还原以及渣铁温度和成分、脱硫等产生重大影响。
适宜的理论燃烧温度,应能满足高炉正常冶炼所需的炉缸温度和热量,保证渣铁的充分加热和还原反应的顺利进行。
理论燃烧温度过高,高炉压差升高,炉况不顺。
理论燃烧温度过低,渣铁温度不足,炉况不顺,严重时会导致风口灌渣,甚至炉冷事故。
理论燃烧温度提高,渣铁温度相应提高,见图4—1。
高炉的休风、送风及煤气处高炉的休风、送风及煤气处理是高炉冶炼过程中的关键步骤之一,直接影响到高炉冶炼的效果和冶炼产能。
本文将详细介绍休风、送风及煤气处理的范本,以供参考。
一、休风范本休风是指高炉停止冶炼生产,将炉内热风系统进行冷却的过程。
休风的目的是保护和维修高炉设备,以确保高炉的安全稳定运行。
休风范本主要包括以下内容:1. 休风准备工作:设备检查、清理和维护工作,确保高炉设备的正常状态。
2. 休风塞堵:对高炉的热风系统进行塞堵操作,以阻止热风和煤气流入高炉。
3. 检查休风状态:对高炉进行检查,确认休风塞堵工作的效果。
4. 冷却高炉设备:对高炉设备进行冷却处理,防止高炉设备因长时间高温运行而受损。
5. 炉内残留物处理:清理高炉炉腔内的残留物,进行炉腔的清洁和维护。
6. 休风结束准备:对高炉进行恢复工作,准备送风和重新投料。
二、送风范本送风是指将冷却后的热风再次送入高炉进行冶炼过程的操作。
送风的目的是保持高炉内的正常燃烧和冶炼条件,提高高炉的冶炼效率。
送风范本主要包括以下内容:1. 送风准备工作:检查高炉设备是否正常运行,准备好送风系统的各项设备。
2. 送风操作:启动送风系统,将冷却后的热风送入高炉。
3. 检查送风状态:对送风系统进行检查,确保送风系统正常运行。
4. 监控高炉参数:监控高炉冶炼过程中的各项参数,如温度、压力等。
5. 调整送风量:根据高炉的冶炼需要,调整送风系统的送风量,以达到最佳的冶炼效果。
三、煤气处理范本煤气处理是指对高炉冶炼产生的煤气进行处理,以使其满足后续利用或排放标准的要求。
煤气处理的目的是回收和利用高炉煤气,减少对环境的污染。
煤气处理范本主要包括以下内容:1. 煤气收集:对高炉冶炼产生的煤气进行收集,并将其导入煤气处理装置。
2. 煤气清洁:在煤气处理装置中,通过物理或化学方法对煤气进行净化,去除其中的杂质和污染物。
3. 煤气分离:将煤气中的有用组分进行分离和回收,如煤气中的燃料气和工业气体等。
6.3 高炉送风系统
高炉送风系统是为高炉冶炼提供足够数量和高质量风的鼓风设施,送风系统的设备主要包括高炉鼓风机,热风炉,加湿或脱湿装置,送风管道和阀门等。
6.3.1 高炉鼓风机
高炉鼓风机是高炉冶炼的重要动力设备。
它不仅直接为高炉冶炼提供所需的氧气,还为炉内煤气流的运动克服料柱阻力提供必需的动力,使高炉生产中各种气体循环流动。
高炉鼓风机是高炉的“心脏”。
6.3.1.1 高炉鼓风机技术要求
(1) 有足够的送风系统能力,即不仅能提供高炉冶炼所需要的风量,而且鼓风机的出口压力要能够足以克服送风系统的阻力损失,高炉料柱阻力损失以保证有足够高的炉顶煤气压力。
(2) 风机的风量及风压要有较大宽的调节范围,即风机的风量和风压均应适应与炉况的顺行。
冶炼强度的提高与降低,喷吹燃料与富氧操作以及其他的多种因数变化的影响。
(3) 送风均匀而稳定,即风压变动时,风量不得自动的产生大幅度变化。
(4) 能够保证长时间连续,安全及高效率运行。
6.3.1.2 高炉鼓风机选择 (1) 鼓风机出口风量的计算
鼓风机出口风量包括入炉风量、送风系统漏风量和热风炉换炉时的充风量之和。
计算时用标准状态下的风量表示。
1)高炉入炉风量的计算
1440
j u v Iq V q =
式中: v q ——高炉入炉风量,min
/m 3; u V ——高炉有效容积,3m ;
I ——冶炼强度,d t/m
3
⋅,一般取综合冶炼强度,本设计为1.1; j q ——每吨干焦的耗风量,t /m
3。
每吨干焦的耗风量与焦炭的灰分含量和风的湿度有关,焦炭灰分为12%时,
每吨干焦的耗风量一般为2550t /m 3。
min /m 33.62331440
2550
1.132001440
3j u v =⨯⨯=
=
Iq V q
2)送风系统漏风量损失计算
v o q ηq ⋅=
式中 o q ——送风系统漏风量损失,min
/m 3
; η——漏风系数,正常情况,大型高炉为10%左右,中小型高炉为%
15左右。
min /m 33.62333.6233%103v o =⨯=⋅=q ηq
3)热风炉换炉时的充风量计算
热风炉换炉充风量,热风炉换炉时,若风机仍按照原来的风量送风,高炉风口的风压势必会降低,从而导致炉内的煤气流动性,影响炉况稳定,这种情况虽然对于中小型高炉影响并不重要,但是对于大型高炉来说,影响不可忽视,大型高炉热风炉操作时,为了维护高炉风口风压不变,风纪从定风量调节,即增加风纪的供风量,充入送风的热风及充风时间长短等有关,按标准计算充风量比较复杂,生产中是根据经验公式估算,或按经验取值确定。
其经验公式如下:
v o q C q ⋅=’
式中:’o q ——热风炉换炉时的充风量
C ——充风量占入炉风量的百分数(%),取C =%10
min /623.33m 33.6233
%103
v o =⨯=⋅=q C q ’ 4)鼓风机出口风量计算
min /99.747933.62333.62333.6233
3o o v c m q q q q =++=++=’
(2) 鼓风机出口风压的确定
高炉鼓风机出口风压等于高炉料柱阻力损失,炉顶煤气压力和送风系统的管道阻力损失三者之和。
1)炉顶煤气压力1P
常压操作的高炉炉顶压力一般为0.02~0.03 MPa ;高压操作时高炉炉顶煤气压力,大型高炉为0.15~0.25 MPa ;中型高炉为0.1~0.15 MPa ;小型高炉为0.06~0.12 MPa 。
本设计高压操作的高炉煤气压力选取1P =0.25 MPa 。
2)高炉料柱阻力损失2P
高炉料柱阻力损失的大小与高炉有效容积,燃料条件和高炉操作者情况有关,根据生产实际情况选取2P =0.15 MPa 。
3)送风系统的管道阻力损失3P
一般根据条件与经验取值。
取3P =0.02 MPa 。
要求的鼓风机出口风压42.002.015.025.0321C =++=++=P P P P MPa 。
表6-2 国内外一些高炉所需风压
(3) 风机选择
大气状况对高炉鼓风机工作的影响,根据日照地区的条件。
由于日照地区的大气温度,压力变化不同,风机的吸气条件发生了变化,必须用气象修正系数对风量和风压分别加以修正,我国主要地区的风量修整系数和风压修正系数见表6-3。
表6-3各类地区K 值及 K’值
季 节 一类地区 二类地区 三类地区 四类地区 五类地区 K K’ K K’ K K’ K K’ K K’ 夏 季 冬 季 全年平均
0.55 0.68 0.63
0.62 0.77 0.71
0.7 0.79 0.73
0.79 0.89 0.83
0.75 0.90 0.83
0.85 0.96 0.91
0.8 0.96 0.88
0.9 1.08 1.0
0.94 0.99 0.92
0.95 1.12 1.04
注:地区分类是按海拔标高划分
高原地区:一类——海拔高度约在3000m 以上的地区,如昌都、西藏等;
二类——海拔高度在2300m ~1500的地区,如昆明、兰州、西宁等; 三类——海拔高度在1000m ~800的地区,如贵阳、包头、太原等。
平原地区:四类——海拔高度在400m 以下的地区,如重庆、武汉、日照等; 五类——海拔高度在100m 以下的地区,如鞍山、上海、广州等。
本设计是以武汉地区为条件,属于四类地区。
选择高炉鼓风机时应该考虑以下几点:
(1)高炉鼓风机最大鼓风质量鼓风量应能满足夏季高炉最高冶炼强度的要求;冬季,风机应能在经济区域工作,不放风,不飞动。
(2)对于高压炉顶高炉,应考虑常压冶炼的可行性和合理性。
风机在ABCD 区域工作,A 点是夏季最高冶炼强度工作点;C 点是冬季最低气温,常压操作,最低冶炼强度工作点;D 点是冬季最高气温,高压操作,最低冶炼强度工作点。
(3)常压操作的中小型高炉,一般是以电动机带动离心风机,因转数固定,只有一条特性曲线,选择鼓风机应该使风机在年平均的气象条件下和工况点与效率最高点相适应。
(4) 鼓风机工况点风量与风压计算
高炉鼓风机必须根据鼓风机的特性曲线来选择。
不能直接用铭牌风量,风压来确定,因此,要对标准的风量和风压必须修正换算。
按下式要求的鼓风机出口风量换算为鼓风机工况点容积风量。
1)风量及风压
99.849988
.099.7479K ===
c q q min /m 3
式中
q ——鼓风机特性曲线上工况点的容积风量,min
/m 3
; c q ——要求鼓风机在标准状态下的容积风量,min /m
3
; K ——风量修正系数。
将鼓风机特性曲线上工况点的风压(绝对大气压力)换算为某地区的鼓风机实际出口风压(绝对大气压力)。
P /= P C / K’=0.42/1.0=0.42 MPa
式中:P C ——某地区要求鼓风机实际达到的出口风压,MPa;
P /——鼓风机特性曲线上工况点的风压,绝对大气压力,MPa 。
K’——风量修正系数。
2) 鼓风机工况区确定
高炉鼓风机在不同季节和不同冶炼条件下操作时,要求鼓风机的风量和风压均能在较大的范围内变动,这个允许变化的范围称为鼓风机运行的工况区,鼓风机运行的工况区必须在鼓风机的安全范围内。
确定鼓风机运行工况区的目的之一,是为了能更具现有鼓风机的特性曲线来选择高炉鼓风机。
高压高炉鼓风机的工况示意图如图6-1所示。
常压高炉的只有一条特性曲线的电动离心鼓风机的工况示意图如图6-1所示。
鼓风机运行在安全线上的风量称为临界工况。
临界工况
为经济工况的%75~%50。
图6-1 高压高炉鼓风机的工况示意图
随着高炉向大型化发展,轴流式鼓风机日趋广泛应用。
日本高炉自60年代末以来,几乎全都选用轴流式鼓风机。
我国现有的某些高炉鼓风机其容量和驱动方式见表6-4。
表6-4 高炉容积与鼓风机配置
在选择高炉鼓风机时应当考虑使高炉容积和鼓风机的能力都同时发挥作用。
对于本设计所选取的鼓风机型号与配置如表6-5。
表6-5 高炉鼓风机配置。