罩式退火爐加熱罩燒嘴進(jìn)風(fēng)裝置改造

代永貴，潘禮雙，張 亮

（廣西柳州鋼鐵集團(tuán)有限公司，廣西 柳州 545002）

加熱罩作為全氫罩式退火爐的關(guān)鍵設(shè)備，其性能直接影響整個(gè)退火工藝過程，而加熱罩的加熱能力最終由燒嘴決定。二冷軋退火爐加熱罩，其燒嘴點(diǎn)火電極使用一段時(shí)間之后，極易被水汽以及硫化物腐蝕影響其正常的檢測火焰與點(diǎn)火性能，燒嘴常有點(diǎn)不著火或點(diǎn)著時(shí)間不長又熄滅現(xiàn)象，備件損壞程度較大，也導(dǎo)致爐臺生產(chǎn)加熱延時(shí)準(zhǔn)點(diǎn)率低。此外，加熱罩燃燒尾氣成分中所含CO含量超標(biāo)嚴(yán)重，極容易導(dǎo)致煙管發(fā)生爆燃事故，給機(jī)組的穩(wěn)定正常生產(chǎn)帶來隱患。針對此問題，項(xiàng)目攻關(guān)改造刻不容緩[1]。

1 燃燒尾氣超標(biāo)原因分析與解決方案

（1）有可能加熱罩的空煤比配比不合理，于是對其進(jìn)行重新校核，以此優(yōu)化燃燒參數(shù)。根據(jù)流量孔板測量壓差計(jì)算空氣、煤氣流量。即：

式中： Q—?dú)怏w流量；ΔP—壓差； F—孔板系數(shù)， 孔板系數(shù)F 是固定的數(shù)值，煤氣孔板系數(shù)F = 179.845，空氣孔板系數(shù)F =413. 671。

燒嘴的調(diào)試首先主要為確定煤氣的流量，通過調(diào)試空氣、煤氣管路上的電磁閥的開度來控制流量的大小，從而保證殘氧含量在最佳值。通過比對燒嘴技術(shù)參數(shù)計(jì)算及現(xiàn)場實(shí)際測定值，結(jié)合利用煙氣分析儀，調(diào)節(jié)時(shí)不斷的縮小煤氣壓差，降低煤氣輸入壓力，空氣閥門管路在已開度開至最大狀態(tài)下時(shí)，燃燒尾氣成分中CO含量也仍是超標(biāo)，導(dǎo)致加熱罩煙氣殘氧量幾乎為0，CO殘余量接近2000ppm。

從煙氣分析儀中檢測到的數(shù)據(jù)，我們可通過煙氣組成分析按下式求出過?？諝庀禂?shù)。

燃?xì)馊剂先紵龝r(shí)：

式中 O2，N2——干煙氣中各組分的體積分?jǐn)?shù)；

RO2——干煙氣中CO2，SO2的體積分?jǐn)?shù)之和。

通過檢測到的數(shù)值和上式計(jì)算，得出結(jié)論：二區(qū)加熱罩過?？諝庀禂?shù)均約為0.6，正常燃?xì)馊紵^剩空氣系數(shù)α的合理范圍為1.05～1.15之間，可判斷二區(qū)加熱罩燃燒狀況為空氣流量不足，導(dǎo)致燃燒不充分尾氣成分CO含量超標(biāo)。

（2）為此，我們對二區(qū)加熱罩進(jìn)風(fēng)裝置進(jìn)行分析，加熱罩12個(gè)燒嘴燃燒所需的空氣均通過一臺 參數(shù)為6800Pa/2450Nm3/h/7.5KW/2900r/min的恒壓助燃風(fēng)機(jī)，將外界空氣輸送進(jìn)入空氣環(huán)箱，再進(jìn)入換熱器，空氣通過預(yù)熱之后送達(dá)到各個(gè)燒嘴燃燒。在助燃風(fēng)機(jī)出風(fēng)口端與進(jìn)入空氣環(huán)箱這段管路上安裝有一個(gè)閥門，在確保閥門全開的狀態(tài)下檢測空氣量仍為不足，我們通過計(jì)算判斷出，該閥門安裝部位的變徑管道導(dǎo)致空氣流量嚴(yán)重受損，管道經(jīng)過變徑之后，直接縮減了約35%的空氣流量，使得進(jìn)入環(huán)箱的空氣流量減小。再者，該段管路為外徑219的管道，管道內(nèi)徑稍微偏小，加之臨時(shí)緩沖空氣的環(huán)箱通過計(jì)算其體積僅為2.7m3，當(dāng)燒嘴燃燒時(shí)空氣進(jìn)入燒嘴，進(jìn)風(fēng)與實(shí)際需求會暫時(shí)性出現(xiàn)一個(gè)不平衡，因此這些也是導(dǎo)致縮減空氣流量的一方面因素。

（3）解決措施：取消助燃風(fēng)機(jī)出口端進(jìn)入空氣環(huán)箱這段空氣管路上的閥門，將此段外徑為219mm的管道切除，改用外徑為273mm的管道連接，圖1所示。

圖1 助燃風(fēng)機(jī)改造前后

將緩沖空氣的空氣環(huán)箱底部切割開，加焊圓弧板，使之加高100mm，以此加大其緩存空氣的儲氣能力，使得整個(gè)罩體空氣進(jìn)出平衡補(bǔ)給。

2 燒嘴點(diǎn)火不穩(wěn)定原因分析與解決方案

2.1 原因分析

罩式退火爐目前使用的是焦?fàn)t煤氣，含有較多的灰塵、水蒸氣等雜質(zhì)，焦?fàn)t煤氣燃燒時(shí)會產(chǎn)生硫化物，冷卻后硫化物與水蒸汽對燒嘴電極產(chǎn)生極大的腐蝕，使燒嘴點(diǎn)火不穩(wěn)定，準(zhǔn)點(diǎn)率下降，備件消耗隨之加大，此問題長期影響退火生產(chǎn)。

為提高點(diǎn)火電極的點(diǎn)火穩(wěn)定性能與使用壽命。

2.2 解決措施

圖2 改進(jìn)優(yōu)化點(diǎn)火電極結(jié)構(gòu)

①改進(jìn)優(yōu)化點(diǎn)火電極結(jié)構(gòu)形式，重新設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)，在電極安裝頭部位置開孔，以便能連接空氣管，使得可以通過向電極持續(xù)通入空氣，吹掃內(nèi)部殘留水汽，讓其保持干燥，避免硫化物在電極上產(chǎn)生集聚。②通過不銹鋼管（φ10mmx1.0mm）從加熱罩空氣環(huán)箱中取出空氣，空氣環(huán)箱內(nèi)的空氣干燥，溫度適宜。③將空氣導(dǎo)流到燒嘴電極上方，在不銹鋼管路上安裝一個(gè)雙卡套球閥(φ10)，可自由調(diào)節(jié)進(jìn)入燒嘴電極空氣量大小。④經(jīng)雙卡套球閥出口后通過三通接頭分成兩路分別將空氣引入燒嘴兩根電極頭部。

3 結(jié)論

經(jīng)過上述改進(jìn)措施實(shí)施之后，加熱罩燃燒所需空氣流量充足，有剩余，過?？諝庀禂?shù)在1.1左右，燃燒尾氣成分中CO含量能控制能到0ppm，保證了燃料的充分燃燒。另外，加熱罩空氣通過電極頭部往電極內(nèi)吹入空氣，燒嘴加熱點(diǎn)火時(shí)可做為燃燒空氣補(bǔ)充，未點(diǎn)火時(shí)空氣吹掃可使電極一直保持干燥。防止了加熱罩爐膛內(nèi)煤氣燃燒加熱時(shí)產(chǎn)生的硫化物、水份冷卻后在電極上凝結(jié)，造成電極腐蝕損壞，使電極無法點(diǎn)火或收不到點(diǎn)火信號又自動(dòng)熄滅，點(diǎn)火不穩(wěn)定現(xiàn)象。該項(xiàng)攻關(guān)改進(jìn)措施，充分提高了機(jī)組設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，提高了機(jī)組加熱罩的加熱穩(wěn)定性能，為全廠的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)提供了有力保障。