冷轧板带炉节能环保8-20-中国钢铁标准网

ICS77.140.99H04中华人民共和国黑色冶金行业标准YBYB/T-钢铁企业冷轧板带热处理线和涂镀线工业炉环保节能设计技术规范（征求意见稿）××××-××-××发布××××-××-××实施中华人民共和国工业和信息化部发布2目次前言..............................................................................................................................................31.总则.............................................................................................................................................42.规范性引用文件.........................................................................................................................43.术语和定义.................................................................................................................................44.综合说明.....................................................................................................................................55.连续退火炉节能.........................................................................................................................66.彩涂线炉子节能.........................................................................................................................97.环保...........................................................................................................................................113前言本规范由中国钢铁工业协会提出。本规范由全国钢标准化技术委员会归口。本规范起草单位：本规范主要起草人：4钢铁企业冷轧板带热处理线和涂镀线工业炉环保节能设计技术规范1.总则1.1钢铁企业板带热处理线和涂镀线上的工业炉是该工序的重要耗能和废气排放设备，从技术上提高这些工业炉的节能和环保水平有利于落实国家节能减排目标，实现可持续发展，保护生态环境。1.2退火炉设计在满足工艺要求基础上应尽最大可能做到节能和环保。1.3本规范对板带热处理线和涂镀线上的工业炉设计时应采取的节能、环保技术措施和应达到的水平做了具体规定。1.4本规范适用炉型包括钢铁企业冷轧带钢连续退火线退火炉、冷轧带钢热镀锌线退火炉、冷轧带钢彩色涂层机组固化炉和焚烧炉。1.5本规范不涉及生产工艺、运行操作、设备维护方面内容。1.6本规范中各炉型适用燃料全部为气体燃料，不适合使用液体和固体燃料。使用的煤气不低于GB50486要求（热值波动不大于±5％，压力波动不大于±5％，含尘不大于20mg/Nm3）。为适应炉子工艺和设备需要，对煤气杂质含量还有更严格的要求。2.规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB50468钢铁厂工业炉设计规范3.术语和定义下列术语和定义适用于本规范。3.1代表规格referencestrip用于炉子性能考核的带钢品种、规格等条件。由买卖双方在合同（或协议）中规定。3.2额定产量nominalproduction5代表规格带钢在规定的作业线速度和工艺条件下稳定生产时的产量。3.3额定单耗nominalspecificconsumption额定产量时单位产量下向燃料炉内供入燃料的化学能或电热炉的电能。以MJ/t（钢）计。3.4标准状态moninalstate气体在温度为273.15K，压力为101.325kPa时的状态。4.综合说明4.1连续退火线包括普通冷轧产品的退火线和热镀锡产品的退火线。由于速度高、产量大，连续退火炉一般都采用立式炉。由（预热段）、加热段、保温段、缓冷段、快冷段、过时效段、终冷段、水淬、干燥等部分组成。注：上述括号内的设备可能有也可能没有。4.2热镀锌线上的连续退火炉分类：从炉型可分为卧式炉、立式炉、L型炉。从热源可分为燃气加热、电加热。从加热型式可分为改良森吉米尔法的火焰直接加热方式和美钢联法的全辐射管间接加热方式。4.3热镀锌线炉子设备包括炉子本体和镀后冷却两部分。炉子由（预热段）、加热段、保温段、冷却段、（均衡段）、出口段、鼻子等部分组成。镀后冷却设备由空气冷却、水淬、干燥等部分组成。注：上述括号内的设备可能有也可能没有。4.4彩涂线的工业炉包括固化炉、焚烧炉。固化炉分为燃气加热和电加热；燃气加热又分为烟气直接入炉与带钢接触的直接加热方式和烟气不直接入炉的间接加热方式；带钢过炉型式分为悬垂式和悬浮式。焚烧炉分为燃气焚烧和化学焚烧。4.5连续退火炉的燃料消耗发生在加热段和保温段。电消耗发生在风机、电加热、带钢传输等处。冷却水消耗发生在冷却段换热器、水淬换热器、设备冷却等处。保护气消耗包括工艺保护气和吹扫气。电加热的耗电量、冷却风机的耗电量是炉子耗电的主体部分，它们随各生产厂采用生产工艺不同而有很大差异。保护气耗量随工艺和产品不同而有很大差异。冷却水耗量与生产厂水质、水温条件关系很大。因此本规范重点规定燃料消耗水平，并提出保护气消耗参考值。4.6对于焚烧炉本规范仅涉及燃气焚烧类。65.连续退火炉5.1综述连续退火炉除特别说明者外均涵盖连退线和镀锌线上的连续退火炉。退火炉加热段保温段的燃料消耗指标仅针对燃煤气方式，没有考虑电加热方式。5.2生产能力和品种5.2.1退火炉生产能力指标的选定要合适，不宜留有太大余量。炉子按照最大产量工况配置设备，在额定产量工况下进行考核。如果实际运行时长期处于低负荷状态将大大增加单位能耗值。5.2.2退火炉设备的加热能力按CQ产品设计，其余产品如深冲钢、高强钢等的生产能力均在已确定设备条件下核算。5.2.3根据产品大纲和各品种规格生产能力计算出的炉子年作业时间应与要求的年作业时间相符，不宜留有太大余量。5.2.4产品中有汽车板、高强钢的炉子设备配置水平要提高很多，电的装机容量要大幅度提高。新建项目确定产品种类时应切合实际，不宜过分预留高档产品生产能力，造成运行能耗的增加和投资增加。5.3炉型5.3.1明火加热的无氧化炉比间接加热的全辐射管炉热效率高，而且由于减少了对线上清洗的需求，全线综合节能效果显著。高档汽车板生产线由于对表面质量要求严格一般应采用全辐射管炉，建筑板生产线采用明火加热方式更经济合理。5.3.2由于相对散热面积大，同等条件下的卧式炉比立式炉燃料消耗高。带无氧化加热的卧式炉由于有水冷辊热损失，单耗有所增加。但立式无氧化炉没有水冷辊热损失。5.3.3卧式炉具有投资少（炉子投资和厂房投资）、操作简便的显著优势，小规模的线宜采用卧式炉。一般速度高产量大的线应采用立式炉，边缘条件下从节能角度考虑采用立式炉更有利，尤其是建筑板生产线采用立式明火加热无氧化炉更合理。5.3.4退火炉炉型选择要综合考虑工艺效果、节能、投资、运行、经济效益等多因素，必须对节能问题给予充分重视。5.4火焰加热和电加热7退火炉加热段有火焰加热和电加热两种供热型式。就炉子本身而言电加热的热效率更高。但电属于二次能源，热电厂发电的平均热效率约为35％。因此在对比火焰加热和电加热的热效率时应将退火炉电加热的热效率再乘以35％后进行比较。这样一来火焰加热的热效率往往要高于电加热，从节能角度考虑火焰炉更合理。5.5加热设备5.5.1连续退火炉上的辐射管加热设备由烧嘴、辐射管、换热器组成。按照换热方式可分为出口换热式、自身预热式、蓄热式。5.5.2出口换热式对应有U型辐射管和W型辐射管，配备普通辐射管烧嘴，辐射管出口端设有换热器，空气预热温度最高～550℃。5.5.3自身预热式烧嘴与I型、P型或双P型辐射管配合使用，空气预热温度更高。热效率高于出口换热式。5.5.4蓄热式烧嘴与U型辐射管配合使用，有单烧嘴换向式和双烧嘴换向式，空气预热温度最高，热效率最高。5.5.5从节能角度考虑，自身预热式优于出口换热式，而蓄热式又优于自身预热式。但选择时还要结合燃料条件、辐射管成本、烧嘴成本、控制效果、安全性等因素综合考虑。5.6空燃比5.6.1明火加热时的空燃比与产品质量密切相关，应以满足产品质量为主要目标，保证炉内还原性气氛。5.6.2辐射管烧嘴的空燃比与燃料消耗有关，不宜过大或过小。应采用合理的助燃空气供给系统和空燃比自动控制系统。5.7燃烧控制燃烧控制方式可分为比例调节和脉冲调节。脉冲调节由于烧嘴始终在额定能力下工作，燃烧状态好，节能效果好。从节能角度考虑脉冲燃烧方式更合理。5.8预热段5.8.1明火加热的无氧化炉应设预热段，利用高温烟气预热带钢，提高热利用率。5.8.2采用U型辐射管、W型辐射管的全辐射管炉应设预热段，用出炉烟气余热加热保护气，用热保护气预热带钢。可以降低烟气排放温度，降低炉子燃料消耗。85.8.3采用P型辐射管、双P型辐射管的炉子不需要预热段。采用蓄热式烧嘴的炉子不需要预热段。5.9.烟气余热回收5.9.1不论是明火加热还是辐射管加热方式，烟气余热应首先用来加热助燃空气。助燃空气预热温度应≥400℃。5.9.2有预热段的全辐射管炉烟气离开助燃空气换热器后进入保护气换热器，对预热段的循环喷吹保护气进行加热，进一步回收烟气余热。5.9.3退火炉应在预热段换热器后（全辐射管炉型）或NOF换热器后（带明火加热的炉型）设余热锅炉，对烟气余热进一步回收利用，产生的过热水或蒸汽供线上清洗段和干燥器使用，提高综合节能效果。5.9.4正常生产且余热锅炉正常运行时的设计最终排烟温度（排除排烟机前兑冷风因素）应≤300℃。5.10绝热措施5.10.1退火炉应采用绝热效果良好的炉衬结构，减少散热损失。5.10.2炉壁温度应满足表1所规定的值。表1炉体外表面允许最高温度炉内温度℃炉壁温度℃侧墙炉顶75060809508090注：1.检测点距热短路点500mm以上，且避开锚固钉位置。2.表中数值为环境温度20℃时正常工作的炉子外表面温度。5.10.3所有热风管道、烟气管道都要采取绝热包扎或内衬，减少散热损失、保障安全。热的烧嘴本体和换热器也应采取绝热措施。5.10.4退火炉炉衬应选择蓄热量小的绝热材料，减小热惰性，降低工况变化期间的燃料消耗。5.11冷却水5.11.1生产厂的外部公辅系统应该配备炉子冷却水循环、冷却、净化设备，实现炉子冷却水的循环使用，最大限度节省水资源。95.11.2对于冷却水品质不理想的生产厂，炉辊、仪表等设备冷却用水宜采用高品质冷却水闭路循环系统，提高冷却水利用率，提高设备运行水平。5.12仪表控制5.12.1连续退火炉的仪表系统应采用功能完善的一级计算机自动控制。对加热过程、冷却过程按人工设定值进行自动控制，并具备相应的安全连锁功能。保障炉子运行状态，实现节能和提高产量、产品质量