发生炉煤气在普线加热炉中的应用

发生炉煤气在普线加热炉中的应用1概述济南钢铁集团石横特殊钢厂（简称石横特钢厂）二轧车间普线加热炉原设计采用重油为燃料，其加热能力为35t/h，主要生产φ8～φ10mm热轧盘条及φ10～φ12mm小型棒材，加热炉为三段连续式，端进侧出，尺寸为3.132m×25.082m。石横特钢厂2002年新建φ3.2m两段式煤气炉1座，建造时主要考虑为炼钢车间烘烤钢包。随着炼钢生产节奏的加快，目前，炼钢车间烘烤钢包用气量相当小，该炉小时产量为6500～7000m3，导致发生炉绝大部分时间处于低负荷运行状态，造成煤气质量差，成本高。而重油的价格不断增加，致使燃油费用在轧钢产品成本中占的比重越来越大，已成为影响企业经济效益提高的重要因素。为了降低生产成本，经充分研究论证，决定在普线加热炉上使用发生炉煤气。2发生炉生产情况石横特钢厂煤气炉24h连续运转，所用煤种为陕西神木烟煤，煤气的各项经济指标均较好，煤气热值为6490kJ/m3,煤气单耗为0.29～0.30kg/m3。该炉型可以将烟煤在干馏段经低温干馏得到煤焦油，该种焦油呈黑褐色，密度较小，其组成中烷烃、烯烃及芳香烃约占50%，酚类含量可达30%左右，流动性好，是一种具有极高发热值的液体燃料。目前吨煤焦油产率为6080kg，每天可产300～400kg煤焦油。煤气站可根据用户用气情况合理调节发生炉的产量，以满足生产需要。3可行性分析3.1燃料温度可满足钢坯加热温度要求普线钢坯的最高加热温度一般在1000～1350℃范围内。两段式煤气炉的热值为6490kJ/m3,空气预热温度按300℃计，则理论燃烧温度为2300℃，炉温系数按0.7计，则可获得1610℃的炉温，完全能满足轧制普线的要求。3.2燃烧技术的可行性该车间加热炉宽度小于4m，采用侧加热和端部加热就能满足加热工艺的要求。为此只要将原来的油烧嘴改为油气两用烧嘴即可，不需做其它变化，投资少。3.3烟气的辐射传热强烟气中的三原子气体CO2及H2O的辐射能力强，其浓度对辐射传热起着决定性作用，即气体燃料中的CO2及H2O的浓度越高，烟气的辐射传热越强。煤气燃烧产物中的CO2及HO的浓度可达到28%左右，比重油燃烧产物中的CO2及H2O的浓度高，因此其辐射传热强。3.4炉温控制方便，加热质量好由于煤气是气体燃料，气体燃料与空气是分子混合，分子混合比液体的非分子混合要容易，调节方便，有利于加热炉的炉温调节和控制。且由于煤气与空气混合得好，火焰均匀，没有像直接燃烧重油时雾化不好、火焰集中、有热点、冷点等弊端，因此钢坯温度均匀，氧化烧损少。4煤气在加热炉中的应用4.1改进加热炉烧嘴煤气站生产的煤气从气柜不经加压直接送往二轧车间加热炉，压力波动小，加热炉前的煤气压力一般为2000～3000Pa。为保证燃烧效果对加热炉烧嘴进行了改进，将原来单一的燃油烧嘴改为油气两用烧嘴。加热炉共有17个烧嘴，其分布为：加热段下部8个、上部6个，均热段3个。单个烧嘴的煤气燃烧能力为960m3/h，正常生产时只开8～10个烧嘴即可满足轧制要求。使用油气两用烧嘴，在煤气量不足时可以用焦油做适当调节。4.2安全措施为实现加热炉的安全点火，制定了详细的用气操作规程，点火前先做爆破试验，确认无误方可点火。同时为了减少煤气泄漏，在煤气管道上装有双闸阀，在每个烧嘴前装有蝶阀和平板闸阀，氮气吹扫装置，眼睛阀等。在加热炉区域配备固定式和移动式煤气检测仪，用以随时检测周围环境中CO的浓度。4.3应用效果加热炉烧煤气，炉温均匀，又保证了炉气黑度，避免了以重油为燃料时钢坯局部过热、过烧等现象，减少了钢坯加热“黑印”。煤气燃烧后积灰少，解决了烧重油时换热器频繁堵塞的问题，延长了加热炉尾部空气换热器的运行周期。钢坯加热质量的提高，使轧辊断辊现象及轧机故障率明显降低，孔型、导卫件的使用寿命延长，轧机作业率提高1.2%。钢坯加热过程中氧化烧损减少1%，开轧温度大于1100℃，机时产量增加；轧废减少，各钢种成材率不同程度提高。炉温控制调节方便，减少了看火工的劳动强度。现场作业环境好，没有跑冒滴漏现象，干净无黑烟。