高爐熱風(fēng)爐特殊溫場溫度解決方案

摘 要：本解決方案介紹了高爐熱風(fēng)爐特殊溫場的特點，并提出了解決方案。

關(guān)鍵詞：高爐熱風(fēng)爐；工況特點；解決方案

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.22.049

1 引言

溫度的準(zhǔn)確測量和嚴(yán)格控制是保證工藝正常運行的關(guān)鍵因素，其將直接影響工藝過程是否在理想的條件下進(jìn)行，甚至?xí)绊懙秸w設(shè)備的使用壽命、安全生產(chǎn)及環(huán)境保護(hù)。目前，在冶金行業(yè)的高爐熱風(fēng)爐，其工況因其爐體構(gòu)造、內(nèi)部介質(zhì)、反應(yīng)過程、操作條件具有極高的特殊性，所以對相應(yīng)溫度計的選擇也凸顯其特殊的重要性和復(fù)雜性。筆者憑借多年豐富的經(jīng)驗，將具有代表性和典型性的工況，以及相應(yīng)溫度計的選擇原則和注意事項與大家探討，旨在為不同用戶提供參考性的指導(dǎo)建議。

2 高爐熱風(fēng)爐

按工作原理可分為蓄熱式和換熱式兩種。

蓄熱式熱風(fēng)爐，按熱風(fēng)爐內(nèi)部的蓄熱體分球式熱風(fēng)爐（簡稱球爐）和采用格子磚的熱風(fēng)爐，按燃燒方式可以分為頂燃式，內(nèi)燃式，外燃式等幾種，提高熱風(fēng)爐熱風(fēng)溫度是高爐強(qiáng)化冶煉的關(guān)鍵技術(shù)。如何提高風(fēng)溫，是業(yè)內(nèi)人士長期研究的方向。常用的辦法是混燒高熱值煤氣，或增加熱風(fēng)爐格子磚的換熱面積，或改變格子磚的材質(zhì)、密度，或改變蓄熱體的形狀（如蓄熱球），以及通過種種方法將煤氣和助燃空氣預(yù)熱。

蓄熱式格子磚熱風(fēng)爐是現(xiàn)代高爐、尤其是大高爐最常用的熱風(fēng)爐形式。

優(yōu)點：換熱溫度高、熱利用率高、工作風(fēng)量大，適合于大高爐生產(chǎn)需要。

蓄熱式格子磚熱風(fēng)爐，其特殊的測溫點有：拱頂燃燒室溫度點。

3 工況特點

以4000立方高爐熱風(fēng)爐為例，拱頂燃燒室溫度為1350～1450℃，最高壓力0.5MPa，流速約20m/s，介質(zhì)成分主要有CO，H2，CO2，H2O，O2等，燃燒室殼體內(nèi)襯耐火磚。我在這里介紹的特殊工況，不是溫度和壓力的特殊，而是其燃燒室殼體與其安裝下法蘭配管，由于下法蘭配管在與燃燒室殼體焊接時，配管中心線與殼體該點的法線難以保證重合（理論上要求配管中心線與殼體該點的法線重合），致使配管中心線與殼體該點的法線形成一定的誤差夾角∮。而該處殼體內(nèi)襯耐火磚厚度為850～1000mm，該處的下法蘭厚度及下法蘭配管露出熱風(fēng)爐外殼體的長度應(yīng)在200mm以上；如果此處配管中心線與殼體該點的法線形成一定的誤差夾角∮（如下圖1示）。

誤差夾角∮，就會引起該處溫度測量用熱電偶產(chǎn)品在安裝過程中熱電偶遠(yuǎn)離法蘭的一端有向上下或左右等方向發(fā)生下述關(guān)系的偏差情況：假設(shè)耐火磚厚度為900mm，下法蘭配管露出熱風(fēng)爐外殼體的長度為200mm，焊接制造誤差夾角為2℃，則該處帶來的偏差為：（900+200）Xtg2°=38.4mm，這樣的偏差會導(dǎo)致熱電偶產(chǎn)品在安裝過程中熱電偶遠(yuǎn)離法蘭的一端與熱風(fēng)爐的耐火磚發(fā)生干涉（耐火磚的開孔尺寸不夠大時，一般為80mm左右）。而適合該溫度工況的溫度熱電偶產(chǎn)品，只能用非金屬保護(hù)管（外徑為∮30mm左右），而非金屬保護(hù)管的機(jī)械強(qiáng)度差，導(dǎo)致熱風(fēng)爐熱電偶非金屬保護(hù)管折斷。

4 解決方案

針對這些特殊要求，在安裝下法蘭配管和燃燒室殼體焊接時，不能單獨簡單的焊接，必須要求下法蘭配管和燃燒室殼體焊接時要與該點的熱電偶產(chǎn)品配合焊接。具體方法是：首先，將安裝下法蘭與下法蘭配管單獨焊接，焊接時必須保證下法蘭安裝密封面與配管中心線垂直（可通過三角尺兩直角邊與法蘭平面及配管圓柱母線緊靠，并通過裸眼觀察的方法）；其次，將帶固定安裝法蘭的熱電偶產(chǎn)品與上述焊好的法蘭及配管組件用螺栓及安裝組件固定安裝成組件；最后，將上步組合的足見一同方入燃燒室殼體所開的開孔中，并將組件中的下法蘭配管與燃燒室殼體金屬焊接焊接即可。

作者簡介：吳磊（1971-），男，四川開江人，工程師。