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      熱風(fēng)爐零擾動換爐技術(shù)應(yīng)用

      2021-07-09 00:57:40聶榮恩
      山東冶金 2021年3期
      關(guān)鍵詞:特鋼熱風(fēng)爐冷風(fēng)

      聶榮恩

      (天津市新天鋼聯(lián)合特鋼有限公司,天津 301500)

      1 前 言

      目前國內(nèi)大多數(shù)的高爐均配備3座熱風(fēng)爐,主要操作方式為“兩燒一送”,即:兩座熱風(fēng)爐中任一座處于燃燒期或換爐期,第3 座處于送風(fēng)期[1]。因此需要通過熱風(fēng)爐換爐操作來為高爐持續(xù)送風(fēng),而換爐過程中往往會使風(fēng)壓、風(fēng)量甚至風(fēng)溫產(chǎn)生波動,對高爐穩(wěn)定順行產(chǎn)生極大影響[2]。因此降低熱風(fēng)爐換爐過程風(fēng)壓風(fēng)量波動對高爐的影響,為高爐穩(wěn)產(chǎn)順產(chǎn)創(chuàng)造有利條件就顯得尤為重要,本研究針對天鋼聯(lián)合特鋼熱風(fēng)爐零擾動換爐技術(shù)進(jìn)行探究分析。

      2 熱風(fēng)爐零擾動換爐技術(shù)的必要性

      目前煉鐵行業(yè)高爐熱風(fēng)爐換爐技術(shù)普遍采用冷風(fēng)充壓方式,天鋼聯(lián)合特鋼熱風(fēng)爐在技改前采用同樣方式換爐。在充壓過程中,冷風(fēng)風(fēng)壓下降12 kPa 左右,每次換爐入爐風(fēng)量總量減少約2 400 m3,此過程相當(dāng)于高爐減風(fēng)生產(chǎn),且日均操作32 次左右,如遇爐況異常,將加劇爐內(nèi)操作困難,影響和制約高爐的順行和穩(wěn)產(chǎn)。

      行業(yè)內(nèi)有采用風(fēng)機(jī)恒壓鼓風(fēng)換爐模式[3-4],經(jīng)調(diào)研,存在風(fēng)壓、風(fēng)量調(diào)節(jié)的滯后性,仍存在約5 kPa 左右風(fēng)壓及風(fēng)量波動,以及風(fēng)機(jī)高頻次模式轉(zhuǎn)換帶來的隱患問題。此外,定風(fēng)壓操作需要采用大風(fēng)機(jī)才能實(shí)現(xiàn),無疑會增加成本。

      普通換爐需要考慮煤氣質(zhì)量、熱風(fēng)溫度及高爐操作3 個(gè)條件,大概每40 min 換一次爐,換爐過程大概需要10~15 min,這時(shí)高爐的操作是最限制環(huán)節(jié)。當(dāng)高爐處在出鐵、懸料或特殊情況時(shí),保持低風(fēng)溫,不能換爐和加減風(fēng)。不能及時(shí)換爐導(dǎo)致燜爐過程變長,增大熱損失,從而導(dǎo)致風(fēng)溫降低,進(jìn)而導(dǎo)致惡性循環(huán)。

      天鋼聯(lián)合特鋼經(jīng)多次調(diào)研論證,決定創(chuàng)新采用壓縮空氣充壓換爐方式??蓪?shí)現(xiàn)真正意義上的零擾動換爐,同時(shí)可促進(jìn)高爐順行穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn),提高產(chǎn)量,綜合效益可觀。

      3 熱風(fēng)爐零擾動換爐系統(tǒng)的構(gòu)成及原理

      3.1 系統(tǒng)組成

      熱風(fēng)爐零擾動換爐系統(tǒng)組成如圖1所示,主要包括充壓裝置和控制系統(tǒng):1)3 座高爐公用充壓管道(DN150)。2)每座熱風(fēng)爐設(shè)置手動DN125 截止閥1 個(gè),電動調(diào)節(jié)閥1 個(gè),電動充壓閥1 個(gè),氣源流量計(jì)1 個(gè)。3)每座高爐新增沖壓系統(tǒng)與原有設(shè)置壓力控制系統(tǒng)公用。4)為降低充壓時(shí)對氣源管網(wǎng)的沖擊,需加裝儲氣罐1個(gè)。

      圖1 熱風(fēng)爐零擾動換爐裝置

      3.2 工作原理及流程

      天鋼聯(lián)合特鋼熱風(fēng)爐零擾動換爐技術(shù)的工作原理及流程如下所述:

      1)選擇某座熱風(fēng)爐(具備換爐條件或接到換爐指令)進(jìn)入無擾動換爐狀態(tài)并確認(rèn)。

      2)控制系統(tǒng)按采集到的當(dāng)前冷風(fēng)壓力為最終充壓終止控制壓力(確認(rèn)壓空總管壓力>0.6 MPa)。

      3)控制系統(tǒng)發(fā)出打開充壓閥指令,電動充壓閥打開后,充壓調(diào)節(jié)閥按比例緩慢打開閥門進(jìn)行充壓,壓力跟蹤,接近最終壓力時(shí)按比例調(diào)節(jié)逐漸關(guān)閉閥門,直至壓力與設(shè)定壓力一致。

      4)關(guān)閉調(diào)節(jié)閥后,關(guān)閉電動充壓閥。

      5)完成充壓后控制系統(tǒng)提示充壓完成,操作人員進(jìn)行換爐操作或轉(zhuǎn)入自動換爐系統(tǒng)操作。

      6)換爐完畢,等待下一個(gè)熱風(fēng)爐充壓過程。

      7)遇特殊情況,如壓空壓力低于設(shè)限時(shí)及時(shí)投入原冷風(fēng)換爐操作。轉(zhuǎn)入原冷風(fēng)換爐前,必須將現(xiàn)場液壓轉(zhuǎn)換開關(guān)和電控箱選擇開關(guān),轉(zhuǎn)換到相應(yīng)位置狀態(tài)。

      3.3 功能介紹

      天鋼聯(lián)合特鋼高爐熱風(fēng)爐零擾動換爐系統(tǒng)在具有較為強(qiáng)大的系統(tǒng)功能,其可以有效地應(yīng)對現(xiàn)場不同的生產(chǎn)狀況,其具體功能如下:

      1)確保管網(wǎng)壓力無波動。流量計(jì)控制流量,不能影響外網(wǎng)(總網(wǎng))的流量,保證管網(wǎng)壓力(8 kPa)不會降低,實(shí)現(xiàn)自動控制;充壓過高時(shí),造成熱風(fēng)爐壓力超過冷風(fēng)壓力,快切閥會切斷;管網(wǎng)壓力低時(shí),快切閥也會切斷;流量計(jì)和快切閥的協(xié)同配合,保證管網(wǎng)壓力無波動。

      2)零擾動換爐體系與原換爐體系的智能保護(hù)功能。當(dāng)零擾動換爐體系出現(xiàn)故障,無法順利運(yùn)行,液壓閥門會自動轉(zhuǎn)換,換爐送風(fēng)體系會返回至原始換爐系統(tǒng),整個(gè)過程僅需1~2 min。

      3)智能充壓功能。根據(jù)流量情況自動調(diào)節(jié),保證充壓完成的情況,當(dāng)冷風(fēng)壓力和熱風(fēng)爐壓力相差2 kPa時(shí)就會自動關(guān)閉充壓閥。因?yàn)檫M(jìn)入熱風(fēng)爐的冷風(fēng)受熱會膨脹,所以留出氣體膨脹余量。

      4 熱風(fēng)爐零擾動換爐技術(shù)應(yīng)用效果

      天鋼聯(lián)合特鋼熱風(fēng)爐技改前采用冷風(fēng)充壓方式換爐,技改前每次冷風(fēng)充壓后出現(xiàn)冷風(fēng)、熱風(fēng)壓力降低約12 kPa,并伴隨著料速降低。采用無擾動換爐后冷熱風(fēng)壓力、料速無變化。

      此外,采用無擾動換爐后,避免了每次換爐的相對減風(fēng)過程,風(fēng)壓風(fēng)量平穩(wěn),更有利于高爐穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn),日增產(chǎn)量40~50 t。

      天鋼聯(lián)合特鋼經(jīng)調(diào)研論證和技術(shù)改造,采用壓縮空氣充壓換爐方式,提出了熱風(fēng)爐零擾動換爐技術(shù)。能夠?qū)崿F(xiàn)熱風(fēng)爐換爐時(shí)高爐風(fēng)壓零波動,同時(shí)可促進(jìn)高爐順行穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn),綜合效益可觀。

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