石橫特鋼3#高爐熱風爐智能燃燒技術應用實踐

孫中領 杜勇 邱德輝

摘要：石橫特鋼3#高爐熱風爐大修改造完成后，使用山東省冶金設計院開發(fā)的計算機智能燃燒系統(tǒng)，該系統(tǒng)在熱風爐的燃燒期以高爐送風風溫、拱頂溫度及廢氣溫度目標值為依據(jù)，同時控制拱頂溫度、廢氣溫度在規(guī)定上限值內(nèi)，自動調(diào)整空燃比、風機變頻，有效提高了熱效率，實現(xiàn)了熱風爐全自動燒爐的效果。

關鍵詞：熱風爐;風溫;全自動燒爐;智能燃燒;節(jié)能

1引言

石橫特鋼3#高爐有效容積1350m3，配置三座卡魯金頂燃式熱風爐，格子磚采用19孔，孔徑Φ30mm，配備2臺高壓變頻風機，集中鼓風，一用一備。單燒高爐煤氣，工作制度兩燒一送。采用板式換熱器同時預熱煤氣和空氣。目前平均風溫維持在1210---1220℃，受國家政策碳達峰，碳中和目標因素影響，鋼鐵企業(yè)實施限產(chǎn)政策等各方面影響高爐未能實現(xiàn)全關大閘全風溫操作。

2 熱風爐概況

熱風爐是加熱鼓風的熱交換器，通過煤氣與空氣在燃燒室內(nèi)燃燒產(chǎn)生高溫煙氣，將蓄熱室格子磚加熱，達到規(guī)定溫度后，換爐至送風狀態(tài)，冷風流經(jīng)蓄熱室被加熱到1200℃后進入高爐，為高爐生產(chǎn)提供必要的熱量和氧氣。

目前大部分鋼鐵企業(yè)熱風爐的燒爐過程基本全為人工操作，煤氣流量、空氣流量大小由人工憑經(jīng)驗手動調(diào)節(jié)，由于廠區(qū)煤氣系統(tǒng)用戶多，煤氣壓力波動頻繁，人工手動調(diào)節(jié)跟不上煤氣壓力波動的節(jié)奏;同時進入冬季煤氣溫度低，煤氣質(zhì)量差等因素嚴重制約熱風爐燒爐效果，空燃比需隨時進行調(diào)整，人工手動操作明顯滯后，故熱風溫度很難滿足高爐需求。另外，各班操作人員由于工作時間長短不一，各班操作人員之間燒爐技術水平也存在差距，因此手動燒爐效果非常不理想。很難保證燒爐始終處于最佳燃燒狀態(tài)，同時，操作者在室內(nèi)不斷的調(diào)整燒爐、還要負責重力、布袋卸灰操作及室外設備的點檢、維護、潤滑，班組區(qū)域大，設備多，造成職工的勞動強度很大?？梢钥闯觯F(xiàn)有的手動燒爐技術明顯跟不上高爐現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要，因此實現(xiàn)全自動智能燃燒控制系統(tǒng)非常必要。

3 智能燃燒控制系統(tǒng)概述及應用

3#高爐熱風爐智能燃燒系統(tǒng)采用山東冶金設計院開發(fā)的自動智能專家系統(tǒng)，采用氧化鋯殘氧分析儀測量熱風爐煙道廢氣中的含氧量，作為調(diào)節(jié)依據(jù)，進行電腦自動調(diào)節(jié)，控制熱風爐空氣調(diào)節(jié)閥和煤氣調(diào)節(jié)閥開度，實現(xiàn)了熱風爐自動燃燒控制。其工藝過程是從熱風爐儀表畫面，獲取熱風爐的拱頂溫度、廢氣溫度、煤氣支管流量、空氣支管流量、煤氣壓力及助燃空氣壓力等多項參數(shù)。各參數(shù)經(jīng)智能燃燒專家系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的軟件運算處理后，先與上一次燒爐的空燃比等參數(shù)對比，在極短的時間內(nèi)尋找到本次熱風爐燃燒的最佳配比值，并不斷的將現(xiàn)有的空燃比、拱頂溫度、廢氣溫度、燒爐時間等參數(shù)進行修正，保證當前的空燃比隨時處于最佳狀態(tài)，熱風爐處于最佳燃燒狀態(tài)，智能燃燒控制系統(tǒng)采用最有效的方法達到提高煤氣熱效應、節(jié)省高爐煤氣的目的。

3.1投用自動燒爐

該自動燒爐系統(tǒng)投用方便，只需雙擊桌面圖標打開智能燃燒系統(tǒng)，在工藝主畫面有“二級投入”按鈕，需要燃燒的熱風爐在有燃燒信號的前提下，選擇拱頂溫度熱電偶序號，然后點擊“二級投入”按鈕即可投用自動燒爐程序，在畫面風機旁邊也有“風機投入”按鈕，點擊按鈕變綠后智能燃燒系統(tǒng)即可根據(jù)設定的空氣總管壓力自動調(diào)節(jié)風機的頻率。如果想退出自動燒爐轉(zhuǎn)為手動，則可點擊“二級切除”按鈕變紅后即退出自動燒爐程序。

3.2全自動燒爐基本使用方法

全自動燒爐系統(tǒng)按照用戶預先設置的燒爐時間，燒爐程序自動調(diào)節(jié)煤氣、空氣調(diào)節(jié)閥開度控制流量大小從而在用戶規(guī)定的時間內(nèi)燒到指定的拱頂、煙道溫度的方式?！盁隣t時間”為用戶規(guī)定的時間，已燒時間為已經(jīng)燃燒的時間。

3.3運行調(diào)試各項參數(shù)設定

智能燃燒控制系統(tǒng)各項參數(shù)設置方便，在“運行調(diào)試”界面可以對風機頻率上下限、煤氣空氣閥門上下限、燃燒室溫度、煙道溫度、預期燒爐時間、空氣總管壓力、空燃比、含氧量、煤氣系數(shù)等參數(shù)進行修改。保證燃燒過程滿足高爐風溫的需求。

4 智能燃燒系統(tǒng)使用后效果

4.1作業(yè)率

智能燃燒系統(tǒng)使用簡單可靠、調(diào)節(jié)方便、安全高，作業(yè)率達95%以上，只有在設備故障及休復風短時間內(nèi)使用手動燒爐，待故障排除后及時切換至自動燒爐系統(tǒng)。

4.2自動燒爐拱頂溫度實際情況

手動燒爐時由于煤氣壓力波動人為調(diào)節(jié)頻繁，拱頂溫度波動大，送風后風溫下降快;采用智能燃燒系統(tǒng)后整個燒爐過程中拱頂曲線平穩(wěn)，波動非常小，近似一條直線。

4.3煤氣消耗

自9月14日使用自動燒爐之后，每天換爐次數(shù)平均12.5次，較以前換爐次數(shù)有所減少，全天煤氣消耗控制在240萬左右。節(jié)能降耗明顯。

4.4風溫情況

使用自動燒爐后，送風爐送風末期拱頂溫度較手動燒爐送風末期溫度更高，拱頂后期溫度下降慢，風溫始終控制在1210---1220℃之間，換爐期間未出現(xiàn)風溫大幅度降落情況，提高了風溫穩(wěn)定性。

4.5改善勞動強度

采用智能燃燒系統(tǒng)后，極大地降低了操作人員的勞動強度，為操作工“操檢合一”創(chuàng)造了有利條件，能更好的點檢、維護外部設備。

5結語

3#高爐熱風爐采用智能燃燒系統(tǒng)后，簡化統(tǒng)一了四個橫班的操作制度，避免了因煤氣壓力、煤氣質(zhì)量和個人技術水平等外部因素對燒爐質(zhì)量的影響，為企業(yè)降低能耗、節(jié)約能源，改善職工勞動強度創(chuàng)造了條件，也符合企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的要求。

參考文獻：

[1]王英春，張建良.唐鋼1號高爐熱風爐自動控制燒爐技術.

[2]李偉華，盧 勤，曾清.新鋼10號高爐熱風爐自動優(yōu)化燒爐技術實踐