任务12热风炉和除尘设备认知

热风炉设备和除尘设备•热风炉设备•一、热风炉的作业•冷空气加热热风（1100℃）热风围管风口高炉•作用：为高炉提供热风，降低焦比，提高高炉效率•二．热风炉的工作原理•工作原理：•1）燃烧期：煤气和助燃空气在燃烧室燃烧，生成的高温烟气进入蓄热室将格子砖加热，停止燃烧；2）送风期：风机送来的冷风通过蓄热室，冷风被加热，通过热风围管送入高炉；3）焖炉期：送——燃，燃——送•三．热风炉的形式•每t铁水1050～1100m3热风，风速220～280m3/s，先进国家寿命15～20年，我国8年。•1．内燃式（改造式内燃式热风炉）•优点：热损小，结构简单，占地面积小，投资省，热效率高。•缺点：气流分布不均匀，隔墙易损坏，拱顶裂纹和掉砖。•2．外燃式•优点：气流分布合理，隔墙不易损坏，寿命长。•缺点：结构复杂，占地面积大，投资高，热损大。•（2000m3以上基本上是外燃式，4000m3以上100%是外燃式）•（宝1号新日铁1200～1250℃，鞍7＃，10＃，新2＃，3＃，4＃为外燃式）•图为外燃式热风炉结构示意•3．顶燃式•不设专门的燃烧室，拱顶空间作为燃烧室•四．热风炉的拱顶•要求:有利于气流进入蓄热室时分布均匀，砌体结构稳定及散热损失小。•按形状分•1）半球形•2）锥球形•3）悬链形•热风炉本身是一个壳体装置，留有人孔在休风时进行检修和换砖，内部由于助燃空气及烟气（煤气，废气）的缘故，非常危险，同时内部也是高温条件，所以正常生产时，工作人员是进不去的。•热风炉的操作主要靠阀门的计算机控制系统，在操控室完成。•五．热风炉的燃烧器•作用：用来混合高炉煤气和助燃空气，并把混合气体送入热风炉燃烧室燃烧•金属燃烧器•陶瓷燃烧器：•三孔式：焦炉气•套筒式栅格式•矩形：广泛•工作原理：煤气从底部进入，空气则进入空气通道，使煤气和助燃空气在燃烧前通过特殊结构的气帽强迫混合，混合后的煤气和空气在炽热的耐火材料表面燃烧。•陶瓷燃烧器的优点：•1）避免隔墙的冲刷和烧损；•2）混合好，燃烧完成，克服燃烧振动现象；•3）煤气和助燃空气流量调节范围较大，在较低过剩系数下燃烧，提高40～80℃。•陶瓷燃烧器1934年开始在化工上使用，1963年用于热风炉（西德的霍夫曼）。六.提高风温的途径：（1）设计结构合理的热风炉：1）多使用外燃式热风炉；2）锥形或悬链形；3）耐高温，性能好的耐材。（2）提高煤气燃烧温度•1）配入天然气，焦炉煤气；•2）预热助燃空气和加热换热管；•3）合理的燃烧器。（3）合理的操作制度•使拱顶尽快达到预定值•四座：二烧一送一预热热风炉阀类•分类：1）调节阀：用来调节气体管路中的气体流量•蝶阀式（蝶形阀）煤气流量调节阀•混风调节阀•特点：调节灵敏，准确，便于自动控制。•2）切断阀：用来切断管路中的气流，起隔离作用（密封）•闸板阀，少量做成角形盘式阀和球形阀。•1.煤气调节阀•试水检漏——确保密封•试重太重——转不动——烧电机•太轻——关不严图为煤气调节阀•2.燃烧器隔离阀•少用，一般采用插板阀（燃烧器与热风炉隔开）•3.烟道阀•安装在热风炉与烟道之间•盘式烟道阀的优点：外部结构紧凑，阀体本身就是管道的弯曲部分，不需另设角形弯头。•缺点：质量较大，阀盖工作时密封性较差，杠杆变形引起阀关不严，转轴不动。闸板式烟道阀目前新建的高炉，尤其大型高炉都采用闸板式烟道阀。•4.废气阀•又叫旁通阀•作用：在盘式烟道阀打开以前，首先将废气阀开启，待热风炉内与烟道压力平衡后再打开烟道阀。•5.冷风阀•燃烧期将冷风关闭，送风期将冷风打开•6.放风阀•安装在冷风总管道上，用来在不停止鼓风机工作的情况下，减少或完全停止向高炉供风。•7.热风阀•高温高压的气流中工作，热风氧化能力强。•注意密封和水冷•1300℃以上，风压0.5MPa左右•8.倒流休风阀•热风主管的终端上，高炉休风时用。•9.混风调节阀及混风闸板阀•混风调节阀，俗称冷风调节阀，是用来调节和稳定高炉风温的（蝶阀）热风炉用耐火材料及特性一.热风炉砌体破损机理①热震破损；②烟气粉尘的化学侵蚀；③机械荷载作用。二.热风炉用耐火材料的主要特性①耐火度：较高的耐火度和荷重软化温度；②抗蠕变性；③体积稳定性；④导热性；⑤热容量；⑥抗压强度三.热风炉用耐火材料1.硅砖：SiO2含量在95％左右。特性：①高温性能好；②蠕变温度高且蠕变率低；③体积密度小，蓄热能力差。用于拱顶、燃烧室和蓄热室炉衬的上部以及上部格子砖。2.高铝砖用于高温区，如拱顶、中上部格子砖、燃烧室隔墙等。3.粘土砖用于热风炉中、低温区砖衬及中下层格子砖。4.隔热砖包括硅藻土砖、轻质硅砖、轻质粘土砖、轻质高铝砖以及陶瓷纤维砖等。特性：气孔率大，密度小，导热性低，机械强度低。喷涂料：包括耐火、隔热及耐酸三种。耐火喷涂料：用于高温部位炉壳及热风管道内。隔热喷涂料：导热系数低，减少热损失。耐酸喷涂料：用于拱顶、燃烧室及蓄热室上部钢壳。5.不定形材料通常下部采用粘土砖，中部采用高铝砖，上部高温区采用硅砖、低蠕变高铝砖等。热风炉•除尘设备•高炉煤气的成分：CO2:15～20％，CO:20～26％，H2,N2,CH4•一.煤气除尘设备•按除尘方法为：•1）干式除尘设备，如惯性重力除尘器，袋式除尘器，旋风式除尘器；•2）湿式除尘设备，如洗涤器和文式管洗涤器等；•3）电除尘设备，如板式电除尘器。•按净化程度：1）精除尘设备；•2）半精除尘设备；•3）粗除尘设备。•二．常见煤气除尘系统•1．湿法除尘系统•湿法除尘系统是指在除尘系统中至少使用洗涤塔，文式管等用水除尘的设备。•除尘路径：从炉喉出来的煤气先经重力除尘器进行粗除尘，然后经一级溢流文式管作为半粗除尘设备，再进入文式管进行精除尘。除尘后的煤气，经过脱水器脱水后，进入净煤气总管。•2．干法除尘系统•优点：工艺简单，不消耗水，不存在水质污染问题，保护环境，除尘效果稳定，不受高炉煤气压力与流量波动的影响，净煤气含尘量能经常保持在10mg/m3以下。•三．除尘设备•1．重力除尘器•管直形重力除尘器特点：管端部的速度较大，出管口有较大的惯性力，多用于1513m3以上的高炉。•重力除尘器的除尘特点：可除去30μm的大颗粒灰尘，除尘效率可达到80～85％，出口煤气含尘量2～10g/m3,作为高炉煤气的粗除尘。除尘原理：煤气经中心导入管后，气流突然转向，流速突然降低，煤气中的灰尘颗粒在惯性力和重力作用下沉降到除尘器底部。重力除尘器1－煤气下降管，2－除尘器；3－清灰口；4－中心导入管；5－塔前管结构示意图2、洗涤塔结构：内设三层喷水管，每层都设有均布的喷头，最上层逆气流方向喷水，喷水量占总水量的50％，下面两层则顺气流方向喷水，喷水量各占25％。1－煤气导入管；2－洗涤塔外壳；3－喷嘴；4－煤气导出管；5－人孔；6－给水管工作原理：煤气从塔体下侧进入，在向上运动的过程中，与雾化水相遇，灰尘被水滴浸润凝结成较大的颗粒沉降塔底，再经水封排出，同时煤气与水还进行热交换，使煤气温度降至40℃以下，半净煤气由塔顶排出。影响除尘效率的主要因素：（1）水的消耗量；（2）水的雾化程度；（3）煤气流速。•3．文式管•工作原理：利用高炉炉顶煤气所具有的一定压力，通过文式管喉口时形成高速气流，水被高速煤气流雾化，使水和煤气中的尘粒凝聚在一起，在扩张段因高速气流顿时减速，使尘粒在脱水器内与水分离沉降至集尘槽中。•按有无溢流水膜溢流文式管•（可调文式管）无溢流文式管•按有无调节装置可调文式管•定径文式管•4．电除尘器•工作过程：粉尘被气态的离子式电子加以电荷后，带电的粉尘在电场的作用下使其移向集尘电极并失去电荷，利用撞击集尘电极用水冲刷集尘电极，将粉尘收集到集尘斗中，定期排放。•管式电除尘•分三种套筒式电除尘•板式电除尘•5．布袋除尘•工作原理：含尘煤气通过滤器，煤气中的尘粒附着在织孔和袋壁上，并逐渐形成灰膜，当煤气通过布袋和灰膜时得到净化。•无碱玻璃纤维滤袋——中小型高炉•根据材质分合成纤维滤袋——大型高炉布袋除尘器示意图1－布袋；2－反吹管；3－脉冲阀；4－脉冲气包；5－箱体；6－排灰口6、旋风除尘器1.工作原理含尘煤气以10～20m/s的标态流速从切线方向进入后，在煤气压力能的作用下产生回旋运动，灰尘颗粒在离心力作用下，被抛向器壁积集，并向下运动进入积灰器。2.结构示意图旋风除尘器旋风除尘器可以除去大于20µm的粉尘颗粒，压力损失较大，为500～1500Pa。3.特点：•7.脱水器•三种形式（1）挡板式脱水器•（2）重力脱水器•（3）旋风脱水器