楊羅羅

摘 要：介紹了安鋼2800mm生產(chǎn)線1#加熱爐大修改造爐子主要參數(shù)、燃燒系統(tǒng)的裝備情況、實(shí)現(xiàn)的功能指標(biāo)，及后續(xù)遺留需要問題等。

關(guān)鍵詞：加熱爐;爐筋管;滑塊;氮氧化物;換熱器

0 前言

安鋼股份有限公司第一煉軋廠中板2800機(jī)組1#加熱爐于2005年大修一次，2018年由于設(shè)備老化，加熱質(zhì)量已不能滿足軋制要求，決定對(duì)軋鋼生產(chǎn)線現(xiàn)有1#加熱爐進(jìn)行改造性大修。本次改造立足于原有的基礎(chǔ)和煙囪，主要對(duì)燃燒系統(tǒng)進(jìn)行較大范圍的改造，確保NOX滿足地方環(huán)保要求，同時(shí)保證加熱能力得到進(jìn)一步提升。

1加熱爐改造總體技術(shù)決策

在舊加熱爐基礎(chǔ)上改造，有效長(zhǎng)30000m、內(nèi)寬5800m、上下加熱、空/煤氣雙預(yù)熱，常規(guī)燃燒。加熱爐采用三段爐溫制度。改造后加熱爐適當(dāng)提高加熱能力，以滿足增加產(chǎn)能的要求。將加熱段原頂部平焰燒嘴改為上部側(cè)燒嘴（低氮氧化物燒嘴），均熱段爐頂保持平焰燒嘴型式，用以保證板坯溫度的均勻性。

1.1溫度制度與供熱制度

根據(jù)加熱爐出鋼溫度為1100～1150℃的要求，本加熱爐采用二段爐溫控制及供熱制度，即均熱段、加熱段、預(yù)熱段;均熱段的爐溫控制在1200～1280℃，加熱段爐溫控制在1200～1280℃。

1.2燃燒技術(shù)

為了響應(yīng)當(dāng)前國(guó)家環(huán)保政策規(guī)定，降低煙氣排放NOx量，本次加熱爐改造大部分采用低氮氧化物無焰燒嘴，煙氣排放NOx濃度≤150mg/Nm3。

1.3加熱爐爐型

加熱段采用安裝在爐體兩側(cè)墻上的低氮氧化物燒嘴的常規(guī)燃燒方式，助燃空氣和混合煤氣進(jìn)行預(yù)熱。加熱爐排煙為預(yù)熱段上排煙方式，換熱器設(shè)置于預(yù)熱段爐頂上。所有煙氣都經(jīng)由上排煙通道，通過空氣換熱器、煤氣換熱器降溫，通過煙囪自然排煙。

1.4布料方式和爐底水管

加熱爐的布料采用雙排布料方式。爐內(nèi)布置4根縱水管支撐和輸送鋼坯，縱水管上設(shè)置有耐熱鋼滑軌。爐底管采用耐熱鋼滑塊做鋼坯直接支撐裝置。

1.5 爐筋管冷卻系統(tǒng)

加熱爐爐內(nèi)支撐水管采用自然循環(huán)汽化冷卻方式冷卻。

1.6技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

1）加熱能力： 90t /h（冷坯），100t/h（50%熱坯）。

2）氧化燒損：<0.8%。

3）單位燃耗：<1.58GJ/t（冷坯）。

4）爐型：空、煤氣雙預(yù)熱推鋼式加熱爐。

5）燃料：高、焦混合煤氣，Q低=1800～2600 kcal/m3。

6）出鋼溫度：1100～1150℃。

7）空氣預(yù)熱溫度：≥450℃;煤氣預(yù)熱溫度：200～250℃。

2加熱爐本體結(jié)構(gòu)

加熱爐分三段，預(yù)熱段長(zhǎng)12860mm，加熱段長(zhǎng)9276mm，均熱段長(zhǎng)7864mm。加熱爐采用空、煤氣雙預(yù)熱，常規(guī)燃燒方式。

2.1爐體鋼結(jié)構(gòu)

爐側(cè)墻采用立柱支撐，立柱采用雙槽鋼或工字鋼結(jié)構(gòu)。

2.2平臺(tái)、梯子和欄桿

在爐子周圍和爐頂?shù)母鞑僮?、檢修區(qū)域，根據(jù)需要設(shè)有操作、檢修平臺(tái)。

2.4爐底管及耐熱滑塊

加熱爐內(nèi)設(shè)置了4根縱水管和9根橫水管。爐底水管采用厚壁無縫鋼管制造，鋼管材質(zhì)20鋼。爐筋管初選規(guī)格：縱水管規(guī)格為Φ140×20mm。4根縱水管上焊接耐熱滑塊，加熱段、均熱段采用ZG40Cr28Ni48W[2]材質(zhì)，高度90mm。

2.5 加熱爐砌筑

加熱爐爐墻、爐頂采用整體復(fù)合砌體結(jié)構(gòu)。加熱爐砌筑的設(shè)計(jì)考慮了各結(jié)合面的密封和隔熱，以確保加熱爐在使用中的嚴(yán)密性、安全性以及最小的散熱損失，保證爐子的壽命和熱效率。高溫段爐膛內(nèi)壁噴涂高溫節(jié)能涂層[1]。

3加熱爐燃燒系統(tǒng)

加熱爐燃燒系統(tǒng)的配置考慮提高爐氣和砌體對(duì)爐內(nèi)鋼坯的傳熱效率，保證爐寬方向爐氣溫度的均勻性，還考慮爐窯煙氣排放的環(huán)保要求。側(cè)部燒嘴選用低氮氧化物排放燒嘴。

3.1供熱能力配置

燃燒系統(tǒng)供熱能力的確定和各段供熱能力分配，綜合考慮了各種工藝生產(chǎn)要求，調(diào)節(jié)靈活，升溫快捷，爐溫均勻，節(jié)約能源，并為加熱爐強(qiáng)化加熱、提高產(chǎn)量預(yù)留可能性。

3.2 燒嘴

燃燒器的選型和能力配置對(duì)加熱爐使用性能、加熱能力調(diào)節(jié)和氮氧化物有很大關(guān)系。側(cè)向燒嘴全部低氮氧化物燒嘴，頂部燒嘴選用平焰燒嘴。

3.3 空氣管道系統(tǒng)

從助燃空氣鼓風(fēng)機(jī)出來的空氣總管接入到換熱器，再分4個(gè)分管分別進(jìn)入到4個(gè)供熱控制段，空氣經(jīng)總管、換熱器、自動(dòng)調(diào)節(jié)閥、手動(dòng)蝶閥送到各燒嘴，進(jìn)入爐膛。

3.4 煤氣管道系統(tǒng)

煤氣管道總管接點(diǎn)設(shè)置廠房頂部煤氣總管道出口，接點(diǎn)之后設(shè)置電動(dòng)蝶閥、盲板閥、快速切斷閥、壓力調(diào)節(jié)閥、手動(dòng)蝶閥等。

煤氣總管到加熱爐區(qū)按4個(gè)供熱段單獨(dú)對(duì)各供熱段進(jìn)行流量測(cè)量與調(diào)節(jié)。各供熱段煤氣分管設(shè)流量孔板、自動(dòng)調(diào)節(jié)閥，測(cè)量和調(diào)節(jié)本段的煤氣供給量。

3.5 吹掃放散系統(tǒng)（氮?dú)夤艿老到y(tǒng)

煤氣系統(tǒng)切斷后和冷爐點(diǎn)火前，為確保安全，煤氣管道內(nèi)必須用N2進(jìn)行吹掃放散。

當(dāng)爐子長(zhǎng)時(shí)間停爐后再點(diǎn)火前，應(yīng)先對(duì)煤氣管道進(jìn)行吹掃。手動(dòng)打開放散閥，再打開N2閥對(duì)管道進(jìn)行吹掃。管道吹掃是否符合要求，可通過取樣閥取樣分析，檢驗(yàn)合格后方可點(diǎn)火使用。

3.6 排煙系統(tǒng)

加熱爐煙氣通過85米高煙囪自然排煙。

煙氣經(jīng)預(yù)熱段上腔體進(jìn)入爐頂換熱器通道，經(jīng)空氣換熱器、煤氣換熱器兩級(jí)冷卻后，通過煙氣總管進(jìn)入地下煙道，通過煙道閘板調(diào)節(jié)后，進(jìn)入廠房外煙囪底部，排入大氣。

在換熱器前設(shè)置摻冷風(fēng)風(fēng)機(jī)，防止進(jìn)入換熱器的煙氣溫度過高，保護(hù)換熱器。

3.7 換熱器

換熱器由空氣預(yù)熱器和煤氣預(yù)熱器組合而成，3套并列?？諝忸A(yù)熱器帶插入件，煤氣預(yù)熱器不帶插入件;換熱器安裝形式為懸掛式。煙氣入口溫度：800℃，煙氣出口溫度：350～400℃。

3.8汽化冷卻系統(tǒng)

爐內(nèi)支撐梁采用汽化冷卻方式冷卻。汽化冷卻補(bǔ)充使用軟水，水質(zhì)好，延長(zhǎng)了水管壽命。

3.9儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)

自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)裝備水平是以滿足加熱爐的安全運(yùn)行和操作要求為指導(dǎo)思想，做到技術(shù)先進(jìn)、實(shí)用，運(yùn)行可靠，操作方便。儀表控制系統(tǒng)采用基礎(chǔ)級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)加熱爐的自動(dòng)燃燒控制。

4 遺留問題

由于當(dāng)時(shí)為考慮配置熱值儀，自動(dòng)燃燒控制依靠模型根據(jù)爐溫變化和爐后的殘氧自動(dòng)計(jì)算空燃比，投用后，經(jīng)常在均熱段出現(xiàn)冒火的情況，后續(xù)考慮增加熱值儀，通過熱值計(jì)算優(yōu)化空燃比配置。

5結(jié)束語(yǔ)

爐子經(jīng)過3個(gè)月改造投用后，運(yùn)行穩(wěn)定，加熱質(zhì)量良好，同樣的煤氣配比情況下，加熱爐溫度明顯高于2、3#爐30-50℃，氧化燒損明顯低于2.3#爐，同時(shí)NOx指標(biāo)基本控制在120mg/m3以下。實(shí)現(xiàn)了加熱爐改造的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王秉銓.工業(yè)爐設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工 業(yè)出版社.1996.

[2] 林景龍.加熱爐耐熱墊塊的設(shè)計(jì)及施工[J].軋 鋼，2014，31（5）：78-80