某翼板廠加熱爐改造設(shè)計

楊景山

（濟(jì)鋼集團(tuán)國際工程技術(shù)有限公司， 山東 濟(jì)南 250101）

試（實）驗研究

某翼板廠加熱爐改造設(shè)計

楊景山

（濟(jì)鋼集團(tuán)國際工程技術(shù)有限公司， 山東 濟(jì)南 250101）

目前加熱爐經(jīng)過多年使用后，存在加熱溫度不均勻，能力不足，能耗嚴(yán)重增大等問題，經(jīng)過改造后，新加熱爐噸鋼煤耗降低了10 kg左右，燒損率下降了0.2%～0.4%，加熱質(zhì)量有大幅度提升，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)可達(dá)到國內(nèi)同行業(yè)先進(jìn)水平。

加熱爐 推鋼式 煤耗

國內(nèi)某翼板生產(chǎn)線在用加熱爐為1座推鋼式連續(xù)加熱爐，于2004年建成投產(chǎn)。由于使用多年，目前存在加熱溫度不均勻、黑印嚴(yán)重、加熱能力不足；爐體陳舊，爐頂、爐墻破損較重；爐筋管剛度強度衰減；換熱器老化，空氣預(yù)熱效率衰減等問題。

翼板生產(chǎn)線年產(chǎn)量約27.55萬t，年平均煤耗約86.63 kg/t，燒損率高達(dá)1.2%～1.5%，嚴(yán)重制約了能耗降低和加熱質(zhì)量的提高，迫切需要進(jìn)行改造。

1 改造原則

1）優(yōu)先選用穩(wěn)定、加熱質(zhì)量好、易于操作、運行成本低的爐型。2）注重加熱爐節(jié)能，追求投入產(chǎn)出效益最佳化。3）在技術(shù)合理的前提下，盡量利用現(xiàn)有設(shè)施，節(jié)省投資。

4）認(rèn)真貫徹執(zhí)行國家和地方政府有關(guān)節(jié)能、環(huán)境保護(hù)、生產(chǎn)安全與工業(yè)衛(wèi)生、消防等法規(guī)，搞好節(jié)能降耗，環(huán)境保護(hù)和資源的綜合利用。

2 改造方案

新加熱爐在原加熱爐位置進(jìn)行全面改造，并加長爐子長度；汽化冷卻系統(tǒng)不變，只更換管道，主要改造內(nèi)容如下：

1）拆除原有加熱爐、爐前空煤氣管道、煙道、換熱器及部分輔助設(shè)備。

2）重新建設(shè)加熱爐本體、爐前管道（不包含煤氣發(fā)生爐及煤氣主管道）、汽化冷卻系統(tǒng)管道（不包含汽包）、廠房內(nèi)煙道（不含換熱器后煙道及煙囪）、換熱器等。

3）增設(shè)部分控制系統(tǒng)及檢測裝置，原有推鋼機、上料輥道及1號操作室利舊移位。

3 加熱爐主要技術(shù)參數(shù)

新建加熱爐主要技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 新建加熱爐主要技術(shù)參數(shù)表

4 加熱爐主要改造內(nèi)容

4.1 爐型改造

加熱爐仍采用原推鋼機端進(jìn)料和出鋼機側(cè)出料的方式。

新加熱爐按均熱段、加熱段和預(yù)熱段三段進(jìn)行供熱及控制。均熱段、加熱段和預(yù)熱段銜接處的上爐膛設(shè)置有效大壓下，下爐膛對應(yīng)設(shè)置隔墻將各段明顯分開，段間對爐氣形成扼流阻斷，各段燃燒室區(qū)間分明，溫度耦合小。合理的爐膛空間和爐膛隔斷的布置設(shè)計，利于以較低負(fù)荷爐氣充滿爐膛，達(dá)到高溫區(qū)強化輻射熱交換、強化預(yù)熱段對流熱交換的良好效果；提高爐氣、爐膛對鋼料的熱交換效率，進(jìn)而降低排煙溫度，使排煙溫度控制在700℃以下。

設(shè)三段爐型爐溫調(diào)節(jié)，響應(yīng)快，產(chǎn)量、料型、冷熱裝細(xì)化操作靈活性大，如需提高均熱段、加熱段爐溫，提高產(chǎn)量增加熱負(fù)荷時，爐尾排煙溫度不會驟然升高。

為減少爐氣外溢，爐體除進(jìn)料口、出料口與檢修口外不留任何窺視孔和孔洞。

為方便檢修、操作，爐頂不設(shè)燒嘴。供熱燒嘴全部布置于兩側(cè)爐墻上，供熱負(fù)荷均勻、交叉多點布置，使?fàn)t膛各點獲得均勻的供熱強度[1]，配合爐型的設(shè)計以達(dá)到減少燒損、改善加熱質(zhì)量、延長修爐周期和爐體壽命的目的。

4.2 爐筋管

通過優(yōu)化改進(jìn)爐筋管結(jié)構(gòu)，提高剛度和強度的同時減小爐筋管斷面，減少水冷熱損失與熱遮蔽。在確保剛度和強度條件下最大程度優(yōu)化爐底管面積，以提高爐膛熱交換。

4.3 滑道

推鋼式加熱爐影響加熱質(zhì)量的主要缺陷是鋼坯加熱黑印，加熱黑印造成同材差超值、延伸性能不合或翼板機械性能降低等質(zhì)量缺陷，并制約軋機與加熱能力的發(fā)揮，使軋機負(fù)荷增加，設(shè)備事故上升。為減輕加熱黑印，傳統(tǒng)方法采取延長加熱時間，提高坯料加熱溫度的方法。

設(shè)計滑道采用水平式，高低交錯排列，不斷變換滑道與坯料的接觸部位，使方坯下表透火面積100%，減少加熱黑印效果顯著，有效改善滑道接觸部位翼板的機械性能和減小同材差，縮小黑印部位性能差異。并且使軋制過程中的變形功降低，降低軋機的沖擊負(fù)荷，減少軋機的事故率，降低備件消耗，減少電耗和軋輥消耗。

4.4 爐體鋼結(jié)構(gòu)

為增強爐體絕熱，全爐采用低熱惰性輕型復(fù)合爐體結(jié)構(gòu)，并增加爐體厚度，使?fàn)t體熱損失在1.5%以下（系統(tǒng)表面散熱控制在2.2%以下）。

爐頂、爐墻平均厚度分別為490 mm和641 mm。加熱爐爐頂、爐墻工作層采用低水泥澆注料（壓下除外），輕質(zhì)保溫絕熱內(nèi)層首層采用優(yōu)質(zhì)含鋯纖維板，其余采用優(yōu)質(zhì)陶瓷纖維板、輕質(zhì)磚復(fù)合結(jié)構(gòu)，絕熱層厚度占爐體厚度的1/2以上，陶瓷纖維層厚度占絕熱層厚度的1/2。爐底絕熱亦為陶纖板、輕制磚復(fù)合結(jié)構(gòu)。

4.5 空、煤氣管道系統(tǒng)

4.5.1 煤氣管道

煤氣主管利舊，在水封箱閥前設(shè)流量檢測儀。

煤氣主支管布置在爐頂兩側(cè)，并在末端安裝泄爆閥，燒嘴前各支管都從煤氣主支管上引出，燒嘴自帶密閉調(diào)節(jié)閥。

煤氣管道采用水蒸汽吹掃放散系統(tǒng)。

4.5.2 空氣管道

空氣主管利舊。

空氣主支管布置在加熱爐爐頂兩側(cè)，由各支管接至燒嘴。

4.6 供風(fēng)系統(tǒng)

風(fēng)機房現(xiàn)有2臺風(fēng)機主要參數(shù)見表2。

表2 2臺風(fēng)機主要參數(shù)表

根據(jù)改造后加熱爐風(fēng)量要求，現(xiàn)有2臺風(fēng)機需要更換，風(fēng)機房位置不變。

新增2臺風(fēng)機主要參數(shù)如表3所示。

表3 新增風(fēng)機主要參數(shù)表

4.7 排煙系統(tǒng)

為充分利用余熱，提高余熱回收率，需更換原有換熱器并將其前移，距爐子排煙煙道煙氣入口處約2.6～4.0 m，并保證排煙順暢。

煙道設(shè)計考慮換熱器清除灰垢的空間。受限于煙囪高度，爐尾排煙溫度不大于700℃。

4.8 控制與檢測

1）每臺煤氣發(fā)生爐的空氣主管增設(shè)智能流量計，具有動態(tài)瞬時流量與流量疊加等功能，為實現(xiàn)超前動態(tài)調(diào)節(jié)爐況提供信息。

2）煤氣主管設(shè)置煤氣流量檢測裝置，與煤氣發(fā)生爐信息互動。

3）加熱爐熱風(fēng)主管設(shè)置孔板流量檢測裝置。

4）預(yù)熱段爐膛設(shè)置燃燒產(chǎn)物O2在線檢測，反饋加熱爐助燃空氣量。按煤氣主支管流量，熱風(fēng)主支流量，燃燒產(chǎn)物含氧量，人工調(diào)節(jié)燒嘴空氣閥、煤氣閥，達(dá)到空燃比基準(zhǔn)的基本配置。

5 改造效果

對加熱爐進(jìn)行節(jié)能改造后，在相同煤質(zhì)條件下加熱工序噸鋼煤耗降低了10 kg左右，燒損率下降了0.2%～0.4%，加熱質(zhì)量有大幅度提升，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到國內(nèi)同行業(yè)先進(jìn)水平。

[1] 蔡喬方.加熱爐[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2007：183；196-197.

（編輯：苗運平）

Improvement Design of Reheat Furnace in a Wing Plate Plant

Yang Jingshan
（Jigang International Engineering&Technology Co.,Ltd.,Ji'nan Shandong 250101）

After years of use,reheat furnace has some problems,such as inhomogeneous heating temperature,lack of heating capacity,increasing energy consumption.After the improvement,the coal consumption of new reheat furnace reduces about 10 kg per ton of steel,burning loss decreases 0.2%～0.4%,the heating quality is greatly improved,and the technical and economic quotas can reach the domestic advanced level in the same industry.

reheat furnace,pusher-type,coal consumption

TG155.1+3

A

1672-1152（2017）01-0031-03

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2017.01.14

2016-11-12

楊景山（1982—），男，山東省臨沂市人，2005年7月畢業(yè)于東北大學(xué)，學(xué)士，工程師，現(xiàn)就職于濟(jì)鋼集團(tuán)國際工程技術(shù)有限公司。