热风炉操作规程.doc

热风炉工艺操作规程1. 热风炉系统 1.1 旋切顶燃式热风炉特点 高炉热风炉系统配备三座旋切顶燃式高效格子砖热风炉。旋切式顶燃热风炉是近年开发的新一代高风温、高效率、长寿命热风炉技术。与其他类型顶燃式热风炉相比，同等条件下可提高风温50以上，热效率提高 510，预期寿命可达到 25 年以上。 旋切式顶燃热风炉燃烧器主要由煤气环道、煤气喷口、空气环道、空气喷口、混合室、喉口等几部分组成。煤气通过切向喷口喷入燃烧器混合室，并在混合室内圆柱面导向作用下，形成向下运动的管状旋流。助燃空气则沿径向喷口喷入燃烧器混合室，向煤气管状旋流的中心切入，对煤气管状旋流形成有效地切割，与煤气发生强烈混合，混合物瞬间从燃烧器喉口喷出，进入燃烧室燃烧，这就是旋切式顶燃热风炉燃烧器“旋切”工作原理。 旋切式燃烧器煤气喷口和空气喷口均为水平布置，空气喷口距离煤气喷口较远而且靠近喉口。 由于煤气喷口与空气喷口距离较大，保证煤气管状旋流形成，有利于空气穿透。空气喷口距离喉口很近，保证了煤气与空气混合的瞬间从喉口喷出，并进入燃烧室燃烧。旋切式顶燃热风炉燃烧器只起到 组织气流的作用，煤气和空气在燃烧器喉口部位一次完成混合，并瞬间从喉口喷出进入燃烧室燃烧， 燃烧器内部并无火焰，这是旋切式顶燃热风炉燃烧器的显著特点，也是与其他类型顶燃式热风炉燃烧器根本区别。旋切式燃烧器煤气和空气无预混，混合燃烧一次完成，避免了预混预燃产生的烟气与未燃煤气和空气掺混而阻碍煤气与空气进一步混合，避免了未燃煤气和空气燃烧条件恶化。 旋切式燃烧器煤气与空气混合充分，保证很小空气过剩系数下煤气燃烧完全。旋切式顶燃热风炉使用小孔径高效格子砖，具有良好的热工性能。热风炉换热面积增加，改善了热风炉热交换条件，可以缩小拱顶温度 与热风温度的差值，在相同拱顶温度条件下，可获得更高的风温。旋切式顶燃热风炉其差值在 100140之间，而传统热风炉该差值约 150200。较低拱顶温度还可显著减少 NOx 生成，更有利于避免发生炉 壳晶间应力腐蚀。由于三十七孔格子砖活面积增加，同等蓄热室断面积时气体流速略有降低，所以采用 三十七孔格子砖的热风炉阻力损失并不会增加。 旋切式顶燃热风炉采用三段式砌体结构，包括热风炉炉体三段式砌体结构和蓄热室格子砖三段式砌体结构。热风炉炉体从上到下依次为燃烧器、燃烧室和蓄热室三段。三段砌体采用完全脱开的迷宫式连接，各段砌体可以自由伸缩，避免各段砌体膨胀相瓦影响。圆周方向为完全对称结构，不存在外燃热风炉拱顶联络管或内燃热风炉火井大墙等非对称结构，从根本上消除了由于非对称结构造成不均匀膨胀而引起的破坏。热风出口位于燃烧室直段部位，热风出口组合砖与燃烧室锥顶拱脚砖分开处理，消除了燃烧室锥顶的薄弱环节。另外热风出口与燃烧室砖托距离较小，燃烧室大墙砌体热膨胀上涨量很小，不会对热风出口造成剪切破坏。 旋切式顶燃热风炉蓄热室格子砖从上到下依次采用低蠕变格子砖、 高铝砖和粘土砖三段式结构。在蓄热室中间设置一段安全温度更高的高铝砖， 可以保证热风炉操作大幅度波动情况下，始终保持各种材质都在安全工作温度范围内，增加了热风炉的适应能力和安全性。热风炉下部采用带有横梁的多种孔型炉箅子结构。随着格子砖格孔直径和孔距减小，炉箅子的强度和通孔率越来越难以保证，为此，专门研制了带横梁的多种孔型炉箅子。主要由带有多种孔型的炉箅子、整体式横梁和支柱组成。炉箅子两条边支撑在横梁上，4 个角通过横梁落在支柱上，炉箅子受力合理。炉箅子与横梁及横梁与支柱之间有锁扣相互锁定，两组横梁间有固定螺栓固定，所有炉箅子、横梁和支柱通过锁扣和螺栓连接成一个整体， 结构稳定。这种方式可有效避免独立支撑式炉箅子易出现炉箅子塌陷和倾斜问题。通过改进炉箅子的孔型，不但强化了受力结构，保证了通孔率不降低，同等孔径和孔距、同等厚度条件下，强度比传统梅花孔炉箅子提高 31。通过改善蓄热室上部烟气分布均匀性和炉箅子下部冷风分布的均匀性，提高格子砖利用率，从而提高热风温度。旋切式顶燃热风炉能够达到较均匀蓄热室上部气流分布效果，其原因在于燃烧器、燃烧室的结构和布置较合理，燃烧器、燃烧室均为中心对称布置， 且中心线重合。煤气和助燃空气混合物从燃烧器喉口喷出进入燃烧窜燃烧，产生的高温烟气气流呈中心对称地分布，避免了内燃式热风炉产生的偏心气流。另外，通过合理设计，可有效地控制烟气的旋度，从而达到尽可能小的径向气流分布梯度。 蓄热室下部采用多种孔型炉箅子，并在炉箅子下部设置冷风分配装置。冷风分配装置的形状和 位置通过计算机仿真进行优化，可使冷风在炉箅子下部的分布不均匀度小于 5。旋切式顶燃热风炉针对其热风管道工作特点，专门开发了关节管技术，既可适应较大径向变形要求，又可保证内部砖衬不会被损坏。另外还采用热风管道膨胀拉紧装置，解决热风管道和大拉杆轴向变形引起的砖衬破损问题。设有热风炉烟道废气余热回收装置：热管换热器。可将高炉煤气和助燃空气预热至160200。燃烧系统采用高炉煤气和助燃空气，采用两台助燃风机集中送风，一用一备。1.2 热风炉设计参数：项目名称单位参数备注加热风量m3/min(标态)2050冷风压力MPa0.32设计风温1200设备能力年平均风温1150拱顶温度（最高）1350废气温度250450助燃空气预热温度160200高炉煤气预热温度160200热风炉送风周期min45热风炉燃烧周期min80热风炉换炉周期min10燃料高炉煤气热风炉工作制度（1）两烧一送 （2）半并联交叉送风（3）一烧一送热风炉操作方式（1） 自动换炉 （2）单炉自动换炉 （3）CRT手动换炉 （4）机旁手动操作 热风炉操作和控制系统采用计算机自动燃烧控制、送风温度控制和换炉控制等。正常时采用二烧一送工作制度。操作方式有全自动、半自动两种方式，为方便设备检修调整和开、停炉操作，还设有手动操作和事故操作（机旁操作）等方式。（1） 全自动操作：根据选定的送风制度和时间设定器发出的换炉指令进行自动换炉，即各有关阀门按程序和连锁关系自动转换。（2） 半自动操作：操作员手动发出换炉指令，热风炉个阀门按规定程序和连锁关系自动完成转换。（3） 手动操作：操作员按各阀操作的连锁关系发出动作指令，阀门单个动作完成换炉程序。在此操作过程中，阀门连锁关系保持不变。（4） 事故操作（机旁操作）：在检修调试时将各阀连锁关系解除，操作员在机旁通过操作开关开关阀门。 1.3 热风炉技术性能表：名称单位数量及类型热风炉座数座3热风炉型式顶燃式热风炉炉壳直径mm836074907256热风炉总高m34.17蓄热室高度m16.92蓄热室断面积m230.68燃烧室断面积m240.60格子砖型式小孔径（25mm）三十七孔格子砖每座热风炉格子砖量t770粘土格子砖t295高铝格子砖t309低蠕变格子砖t166每座热风炉加热面积m229070每m3高炉有效容积加热面积m2136 (Vu=640m3)热风温度1200废气温度250450拱顶型式半圆弧型燃烧器型式旋切式2.热风炉主要阀门规格型式 2.1 单座热风炉的阀门规格型式序号名称数量阀门型式驱动方式阀门规格mm1热风阀1水冷闸阀（LR744R）液压DN11002冷风阀1闸阀(QZ741W)液压DN11003冷风均压阀1闸阀(Q741X-16)液压DN1504烟道阀1闸阀(QZ741W)液压DN16005废气阀1闸阀(QZ741Y)液压DN3006煤气燃烧阀1闸阀(QZ741Y)液压DN10007煤气切断阀1闸阀(QZ741Y)液压DN10008煤气调节阀1蝶阀（ZAJW-6）电动DN8009空气切断阀1蝶阀（LD748H）电动DN100010空气调节阀1蝶阀（ZAJW-6）电动DN80011煤气支管放散阀1球阀（Q741X-6）液压DN15012氮气吹扫阀1球阀（Q741X-12）液压DN150 2.2 热风炉公共部分阀门及设备序号名称数量型式驱动方式阀门规格mm1混风切断阀1水冷闸阀（QZ747Y）液压DN6002混风调节阀1蝶阀（）电动DN6003倒流休风阀1水冷闸阀(QR744R)液压DN9004预热空气切断阀，旁通阀3蝶阀（QD947PH）电动DN12005预热煤气切断阀，旁通阀4偏心蝶阀（QD947PH）电动DN14006烟气切断阀，旁通阀3蝶阀（LD948H）电动DN22007冷风放风阀1蝶阀（QD949W-1）电动DN11008煤气主管放散阀1球阀（Q941X-6）电动DN2509煤气总管切断阀1盲板阀（QC943X）电动DN120010助燃风机出口蝶阀2偏心蝶阀（D947PH-1.5）电动DN100011助燃风机29-26 NO.14 右90风量：7068282463m3/h 压力：11.099Kpa配套电机：Y450-412热管换热器1空气、煤气双预热助燃空气量：58000Nm3/h煤气量：81000Nm3/h烟气量：128000Nm3/h预热后温度：160200烟气入口温度：2004503.热风炉操作管理控制标准和参数序号项目数据单位1拱顶温度（最高管理温度）13502废气温度4503常用助燃空气支管流量m3/min(标态)4常用高炉煤气支管流量m3/min(标态)5热风阀进、出水温差106冷风最大工作压力320KPa7常用冷风流量2050m3/min(标态)8高炉煤气主管压力510KPa9高炉煤气预热温度16020010助燃空气预热温度16020011助燃风机能力（台）m3/min(标态)12助燃风机出口压力KPa13换炉时风温波动3014换炉时风压波动15KPa4.热风炉燃烧操作4.1热风炉的合理燃烧 热风炉的合理燃烧是指在既定的热风炉条件下应保证：a. 单位时间内燃烧的煤气量适当。b. 煤气燃烧充分、完全、并且热量损失小。c. 可能达到的风温水平最高，并确保热风炉的寿命。归纳为8个字：安全、高温、长寿、低耗。 合理燃烧的判断：a. 废气分析，根据分析结果，看燃烧是否完全，主要是看CO是否完全燃烧和O2剩余多少。因此，合理的废气成分：O2：0.51.0%，CO:0%。b. 观察火焰：空气与煤气配比适宜：火焰颜色为中心黄色，四周微蓝，透明，燃烧室对面砖墙清晰可见。空气量过多：火焰颜色为天蓝色，明亮耀眼，燃烧室砖墙清楚可见，但发暗。煤气量过多：火焰颜色暗红，浑浊不清，难见燃烧室砖墙。4.2热风炉的燃烧制度4.2.1 固定煤气量、调节空气量。这种方法是在热风炉整个燃烧期内，始终保持煤气量不变，适当的调节助燃空气量进行燃烧。由于整个燃烧期一直是用最大的煤气量，当炉顶温度达到规定后，用增加助燃空气量的办法，保持这一温度，从而增加热风炉的燃烧强度。由于烟气体积增加，流速增大，有利于对流传热，从而强化了热风炉中下部的热交换作用。因此，这是一种较好的强化燃烧方法。这种方法适用于助燃空气量可调和鼓风机有剩余能力的炉子。4.2.2 固定助燃空气量、调节煤气量。这种方法是在整个燃烧期内始终固定助燃空气量不变，适当调节煤气量进行燃烧。这种燃烧方法在保温期减少了煤气量，也即减少了烟气量，降低了热风炉的燃烧温度，对热风炉的传热不利。但是，调节比较方便，易于掌握。适用于助燃风机能力不足和助燃空气量不能调节的炉子。4.2.3 煤气量和助燃空气量都调节。这种方法时在燃烧初期使用最大的煤气量和适当的助燃空气量配合燃烧，当炉顶温度达到规定后，同时减少煤气量和助燃空气量，以维持炉顶温度。整个方法最大的缺点时难以掌握煤气和空气的配合比，经久保持炉顶温度不变。而煤气和空气同时减少，必然造成热风炉的燃烧强度降低，使整个热风炉蓄热量下降。这种方法除了煤气压力波动大的热风炉和用以控制废气温度外，一般很少采用。 4.3 在废气温度达到废气目标温度时，如果不到换炉时间，根据具体情况进行烧炉操作，可视情况提前进行换炉处理，正常情况下严禁闷炉操作。 4.4 应注意高炉使用的风量、风压、风温、煤气压力和热风温度、废气温度、助燃空气预热、煤气预热等的变化来掌握燃烧。 4.5 煤气压力低于3KPa时（初定值，可修改），应停止一座热风炉的燃烧，如到最小限度的燃烧还不够时可暂时停止燃烧。4.6燃烧时的各种调整方法：项目固定煤气量，调节空气量固定空气量，调节煤气量空气量，煤气量都不固定升温期蓄热期升温期蓄热期升温期蓄热期空气量适量增大不变不变适量减少煤气量不变不变适量减少适量减少空气过剩系数最小增大最小增大较小较小拱顶温度最高不变最高不变最高不变或下降废气量增加稍减少减少热风炉蓄热量加大，利于强化减小，不利于强化减小，不利于强化操作难易较难易易适用范围空气量可调空气量不可调，但助燃风机容量不足空气量、煤气量均可调，用以控制废气温度燃烧配比：即燃烧量与空气量的比例。正常燃烧时，煤气与空气必须有合理的配比，经验表明，1m3煤气需要0.70.9m3空气。烧单一高炉煤气时，过剩空气系数为1.051.10.要定期作废气分析指导烧炉。过剩空气系数m= 实际燃烧空气量/理论燃烧空气量。5.热风炉的送风操作5.1热风炉的工作周期热风炉从开始燃烧到送风结束的全部时间称为热风炉的一个工作周期。热风炉的工作周期由燃烧期、换炉时间和送风期所组成。 5.2 送风制度5.2.1 热风炉常用的送风制度有三种：a.两烧一送：顺序 1234561号炉2号炉3号炉送风期燃烧期b.半交叉并联送风：顺序1234561号炉2号炉3号炉送风前期送风后期燃烧期c.一烧一送： 一般是有一座热风炉处于事故检修状态时使用。5.3 换炉时的注意事项：热风炉的换炉前，应通知值班工长，得到工长同意后方可进行。换炉的注意事项如下:5.3.1 换炉信号发出后，确认送风炉时间或温度设定器及送风信号。5.3.2正常情况下，三座热风炉同时工作，采用两烧一送的运行方式，换炉须得值班工长同意，每45分钟换炉一次。5.3.3在风温使用水平低、热风炉蓄热不能充分带走，或煤气发热值较低，煤气量又大，而烟气温度上升快时，可根据具体情况采取半并联交叉送风，须得到代班长和值班工长同意。 5.3.4通过指示灯显示来确认换炉时各阀门的开关动作。 5.3.5换炉时，要事先通知鼓风站。5.3.6在送风或换炉中，若高炉风压、风量突然同时下降，应立即查明原因；当风压降至0.08Mpa时，立即关闭混风切断阀，并报告值班工长。如果在换炉过程中发现冷热风压力差变大时，立即把混风切断阀、调节阀全部打开，查明原因立即恢复。 5.3.7 换炉时注意风量、风压变化。 5.3.8 根据各炉的蓄热量来调整换炉时间（混风调节阀的开度为依据）。 5.3.9 确认各仪表、仪器和指示灯的显示情况。 5.3.10 确认所有阀门无泄漏。、 5.3.11 烧炉操作时应确认煤气已被点燃。如果炉顶温度低于700，应采取人工点火。 5.3.12 换炉时通知煤气管理室。6.换炉操作程序6.1 燃烧 焖炉 送风 6.1.1发换炉指令；6.1.2关煤气调节阀及煤气切断阀； 6.1.3关燃烧阀（机械联动开煤气支管放散阀）；6.1.4 关空气切断阀及空气调节阀6.1.5关烟道阀（焖炉状态）6.1.6慢开冷风均压阀6.1.7均压完毕（计时器发出或压差比较），开冷风阀；6.1.8冷风阀开到位，开热风阀，关冷风均压阀。6.2送风 焖炉 燃烧6.2.1发换炉指令；6.2.2关冷风阀；6.2.3关热风阀；（焖炉状态）6.2.4开废气阀；6.2.5均压完毕（计时器发出或压差比较），开烟道阀，关废气阀；6.2.6开助燃空气切断阀及空气调节阀；6.2.7开燃烧阀，（机械联动关煤气支管放散阀）；6.2.8开煤气切断阀及煤气调节阀。7休复风操作7.1 短期休风操作：7.1.1接到减压信号后，及时关闭混风切断阀；7.1.2接到休风通知后，注意煤气压力波动，调整烧炉（单座高炉生产时要停烧）7.1.3放风阀打开，见休风信号后，关闭热风阀、冷风阀。打开废气阀，打开烟道阀1/5，关闭废气阀。7.2 长期休风操作程序7.2.1休风时间超过四小时以上为长期休风，前三部骤同短期休风操作程序（1、2、3、）条。7.2.2长期休风需要进行停煤气操作时，联系干法除尘值班室停煤气，拉开煤气总管放散阀及净煤气支管道放散阀并通入氮气。7.3 倒流休风操作程序7.3.1根据高炉值班长的通知，在高炉休风后，需要倒流时，在正常情况下打开倒流阀进行倒流。7.3.2严禁用热风炉倒流，更不允许用倒流阀和热风炉同时倒流。7.4 紧急休风操作程序7.4.1高炉突然发生停风、停电、停水等紧急事故时，需立即休风。 7.4.1.1紧急停电、停水、停风时休风操作： 7.4.1.1.1关混风切断阀 7.4.1.1.2关煤气总阀（一座高炉生产时） 7.4.1.2送风炉、燃烧炉分别按下述程序操作： a、送风炉 7.4.1.2.1关热风阀 7.4.1.2.2关冷风阀 7.4.1.2.3开废风阀 7.4.1.2.4烟道阀开启后关废风阀 b、燃烧炉 7.4.1.2.5开助燃风机放散 7.4.1.2.6关助燃空气、煤气切断阀 7.4.1.2.7开煤气支管放散阀 7.4.1.2.8关燃烧阀 7.4.1.2.9关助燃空气、煤气调节阀7.4.2 紧急休风完毕后，立即询问高炉休风原因和时间长短，根据不同情况分别操作如下：7.4.2.1若动力风机停风时，送风炉休风后应开启1/5烟道阀 7.4.2.2若停水时： 7.4.2.2.1关闭热风炉供水总阀门 7.4.2.2.2关闭各热风阀、燃烧阀、倒流阀等冷却阀的进水阀门。 7.4.2.3来水后，按下述程序操作： 7.4.2.3.1开供水总阀门 7.4.2.3.2开热风阀、燃烧阀、倒流阀等进水阀门 7.4.2.3.3缓慢送水，见出口蒸汽加大进水量，严禁送水过急，待水温正常后，可全开水阀门。7.4.2.4 停电时:7.4.2.4.1拉开助燃空气放散阀 7.4.2.4.2关闭煤气总切断阀7.4.2.4.3 热风炉停烧，助燃风机房要进行煤气检测，严禁立即进入，以防煤气中毒。7.5送风操作程序送风前须对送风系统的各阀门进行详细检查，使之处于正确状态，确认无误后方可通知值班室送风。7.5.1开冷风阀7.5.2开热风阀7.5.3根据工长指示，开混风切断阀7.6煤气输送操作程序7.6.1送煤气操作程序 7.6.1.1接到送煤气通知，应先检查煤气总管放散阀是否打开，并将管道内通入氮气 7.6.1.2送煤气时，关闭管道氮气吹扫阀门 7.6.1.3煤气总管放散冒出煤气数分钟后，根据情况关总管放散阀 7.6.1.4有关人员做防爆试验，鉴定合格后方可点火烧炉 7.6.1.5根据煤气压力进行点火燃烧7.6.2停煤气操作程序7.6.2.1接到停煤气信号后，各炉停烧7.6.2.2拉开煤气总管放散阀并通入氮气吹扫7.7 防止煤气爆炸事故的处理7.7.1高炉休风时风压一下子放到零位或风压没有放到零位但时间较长又没有立即休风，致使大量煤气进入送风炉内和冷风总管，应立即打开送风炉烟道阀。7.7.2在燃烧过程中，若煤气压力低于1.5kPa时，应立即停烧，并根据具体情况决定是否在煤气管道内通入氮气，同时通知干法除尘作相应处理7.7.3在点火燃烧时，若炉顶温度低于850，应用明火点燃，点火时小开煤气调节阀，防止大量煤气进入炉内，引起剧烈燃烧或煤气爆炸。8助燃风机操作程序8.1 启动前的检查：风机启动前要通知电工到场检查电器部分是否正常，热风工检查进风门调节阀是否关闭，排空放散阀是否打开，风机连轴器油位是否高于油位线，地脚螺丝、靠背轮、马达是否正常，手动盘车是否正常，叶轮和机壳有无碰撞、异声，安全防护罩是否牢固，出口阀是否打开。8.2.确认无误后，按下启动钮，启动风机。监视空负荷时电机电流是否平稳，逐渐打开入口阀观察风机带负荷运行电流是否平稳。8.3.如发现异常情况，立即停机，排除故障后，经确认重新启动。8.4.正常倒换助燃风机时：热风炉操作人员和电工到场，打开排空放散阀，确认热风炉全部停烧后，逐渐关闭运行助燃风机的入口调节阀，按停止按扭，等助燃风机停后，关闭其出口调节阀。启动备用助燃风机按1-2进行。9热管换热器的操作程序： 9.1 投入操作： 9.1.1 开启空气预热器出、进口阀至全开位置，使空气通过预热器。 9.1.2 开启煤气预热器出、进口阀至全开位置，使煤气通过预热器。 9.1.3 关闭空气、空气预热器旁通阀。 9.1.4 开启烟气换热器出、进口阀至全开位置，使烟气通过换热器。 9.1.5 调整关闭烟气换热器旁通阀开度至20，待运行后1小时无异常，根据温度情况，可将旁通阀逐渐关闭至开度0。 9.1.6 各监测点温度，压力差每小时检查记录一次。 9.6.7 换热器吹灰器在换热器运行的第一年内每8小时启动一次，以后每2小时启动一次。 9.2 停止运行操作： 9.2.1 开启烟气换热器旁通阀至全开位置。 9.2.2 关闭烟气换热器进出口阀。 9.2.3 开启空气、煤气预热器旁通阀至全开位置。 9.2.4 关闭空、煤气预热器进、出口阀。 9.2.5 检查确认。10. 生产设备日常检查10.1 日常生产点检制度10.1.1 点检各班进行一次（助燃风机二次）。 10.1.2 检查防护用品、工器具是否带齐，向当班者报告点检区域、路线、项目