川威钢铁集团技术方案.doc

川威钢铁集团蓄热式钢包烘烤装置设备技术方案二零零九年八月四日连云港市新浦区中正机械厂我公司蓄热式烘烤设备节能性能简介蓄热式烘烤器其主要特点是通过蓄热体有效地吸收烟气中的废热来预热助燃空气，从蓄热体内排出的高温空气和煤气充分混合扩散燃烧，节约煤气，提高火焰燃烧温度，缩短了烘烤时间，达到了提高工作效率的目的。原传统式烘烤器的工作状态空间燃烧，燃烧后的火焰、甚至热流烟气很快就从包内外溢，直接排放到大气中，由于以上结构特点，故造成烘烤温度低、包内温差大，烘烤时间长、热效率只维持在25%左右的低水平，环境污染严重和烘烤器烧嘴使用寿命短等弊端。连云港派尔科技发展有限公司中正机械厂设计开发的蓄热式钢包烘烤器采用了多项独具特色的高新技术，克服了老式烘烤设备的诸多弊端，使产品得到了钢铁行业多家用户的首肯。（1） 采用蓄热式换热器来加热助燃风温、提高燃烧温度。使烘烤温度可达1050以上，而排烟温度由原来的1000经蓄热体换热后降到150以下， 节能效率高。蓄热室采用专利技术的蜂窝状蓄热体，单位体积的换热量大，传热系数高，这样以较小体积的蓄热室便可回收大量的热量，余热回收率75%以上，热效率高达6070%以上。比普通烘烤器可节省燃料30-50%。（2）采用蓄热式燃烧技术，空气的预热温度最高可达到950。混合扩散燃烧充分，蓄热式燃烧技术降低燃气的消耗量最高可达50%。（3）采用以自己的蓄热体专利技术研发的PXR系列燃烧器，能够很好的适应多种不同燃烧介质的燃烧特性。能得到比普通燃气燃烧器更高的火焰温度。由于燃烧快而且燃烧充分，能有效地抑制烟气中NOx的产生，烟气中的NOx含量很低，降低了对环境的污染。由于助燃空气温度很高，燃料和空气在钢包深处处于混合扩散燃烧状态，反应遍及整个包内，气体的循环换向流动使整个包内加热十分均匀，包口和包底的温差50。可大幅度提高升温速度。（4）由于以上特点的综合作用，使整个升温工艺曲线较为平滑，烘烤时间可缩减到原来的1/2以下。特别是在新包的干燥过程中，干燥速度快，热风的周期换向使罐体受热均匀，弥散式燃烧方式避免了局部高温点的形成，防止了耐热材料开裂。由控制系统控制烘烤速度，可以迅速通过400-800的耐材软化点，可以使干燥周期缩短50%以上，同样达到了节能的目的。2006年底到2007年初，济南钢铁集团第三炼钢厂进行转炉煤气替代焦炉煤气作为烘烤能源的转换工程，委托我公司整体对其炼钢烘烤设备进行了全面的蓄热式设计生产改造。经过半年多来的使用，达到了预期效果，各种不同的蓄热式烘烤设备，分别较改造前原设备节约能源30-50%。根据济南三炼钢初步统计，仅21台烘烤器改造后每月就节约燃料费用270万元。目前，由我公司设计实施的昆明钢铁集团炼钢厂烘烤设备整体改造工程也将于年内全部投入正常运转。蓄热式烘烤器具备如下的主要特点的特点和优势：（1） 采用蓄热器来加热助燃风温、提高燃烧温度。使烘烤温度可达1050以上，而排烟温度由原来的950经蓄热体换热后降到150以下，热效率高达60%以上。（2） 由于助燃空气温度很高，燃料和空气在包体深处处于混合扩散燃烧状态，反应遍及整个包内，气体的循环换向流动使整个包内加热十分均匀，包口和包底的温差50。（3）采用蓄热式燃烧技术，空气的预热温度最高可达到950。混合扩散燃烧充分，蓄热式燃烧技术降低燃气的消耗量最高可达50%。（4）采用以自己的蓄热体专利技术研发的PXR系列燃烧器，能得到比普通燃气燃烧器更高的火焰温度。由于燃烧快而且燃烧充分，PXR系列燃烧器能有效地抑制烟气中NOx的产生，烟气中的NOx含量很低，降低了对环境的污染。（5） 安全可靠。原烘烤器存在使用过程突然熄灭，导致燃气泄漏的安全隐患。现设计中采取了相应的安全防范措施，通过压力传感器和流量控制，设定高、低压力点；燃气量显示、电控；自动指令专控燃气阀门的切断和开启；用单独气管专控，保证长明火的燃烧，确保生产使用安全。（6） 烘烤器的工作程序由PLC自动程控，可根据烘烤状态来设定升温和保温控制程序（新包可根据耐材的要求调节自动烘烤升温曲线），当钢包烘烤到达一定温度后，自动保温，直到最后烘烤完毕，停机交付使用。（7） 烧嘴材料可靠，耐热性能好，使用寿命长。经1750烧结成的莫来石质烧嘴，使用寿命可达两年以上。莫来石质蓄热体质量优良，抗渣化能力强，热传导性能好而且经久耐用。（8） 燃气管道折转部位采用旋转接头连接，安全可靠，使用寿命长。根除了用金属软管连接使用寿命短的缺陷。 设备的主要技术性能1主要结构（1）加热保护盖加热保护盖采用复合钢结构，迎火面选用耐热不锈钢材，内部铺设优质含锆耐火纤维做耐火层，极大减轻保护盖重量，纤维棉耐火温度1500。保护盖面积大于包口面积，加上蓄热体的引流负压，可有效降低高温烟气的外溢。其使用寿命一年以上。（2）燃烧系统煤气经厂区煤气管道引至烘烤器煤气总管接点处。煤气支管上安有紧急自动切断阀。在系统换向和系统设备出现故障时，快切阀在12S之内自动切断煤气。烧嘴前的接管上安装有电动调节阀调节煤气流量。管道上另设有压力监测装置，以监测煤气压力。烘烤装置以转炉煤气为燃料，采用PXR-200 燃烧器。烧嘴旁设置一个长明火烧嘴，安全方便。蓄热器烧嘴嵌套在加热保护盖上，随保护盖一起翻转移动。其使用寿命一年以上。（3）供风系统助燃空气由鼓风机供给，采用一台鼓风机，一台引风机。鼓风机型号：9-19 No4.5A 引风机型号：4-72 No3.6（4）支架支架根据现场实际情况，安装在固定支架上的加热保护盖采用向上倾翻式结构，便于现场运送钢包。基于现场现有设备的现状，在原有支架平台上进行改造，翻转装置仍使用原有卷扬机。2安全防护（1）烘烤器主煤气管道上设有快速切断阀和流量手动调节阀。配以控制系统调节流量及快速切断阀自动打开/切断的程序调控。（2）现场设有煤气泄露报警器，当现场CO浓度50ppm时（此值可调），发出报警信号。（3）采用旋转接头取代了原金属软管连接，根除了金属软管寿命短、易开裂漏气的安全隐患，使设备更加安全可靠3热工检测与控制主要检测及控制功能（1）采用热电偶检测烘烤温度与废气温度，控制柜上仪表显示。（2）采用压力传感器检测煤气压力检测，煤气压力超过上下设定值时发出报警。（3）采用热电偶检测烘烤温度与废气温度，控制柜上仪表显示。采用热电偶检测烘烤温度与废气温度，控制柜上仪表显示。（4）采用自动声光报警仪监测现场煤气泄露状况。（5）煤气、空气流量自动/手动调节。（6）采用PLC控制烘烤程序。4仪表设定序号测量项目仪表名称备注1煤气管道低压切断压力变送器文本显示器显示2环境CO检测CO检测仪文本显示器显示3煤气流量孔板+差压变送器文本显示器显示4罐体温度热电偶S分度文本显示器显示5排出废气温度热电偶K分度文本显示器显示钢包烘烤干燥装置是炼钢工艺过程中的重要辅助设备。钢包烘烤器按使用形式分在线与离线等多种形式.在线烘烤要求火力猛,功率大,加热时间短.因此选用了PXR-1型烧嘴.这种烧嘴火焰喷射远,火力集中,适用于快速烘烤.而离线烘烤或新包干燥则要求升温速度较小,按工艺要求控制升温曲线,因此选用了PXR系列烧嘴.这种烧嘴的特点是火力柔和,火焰覆盖面积大,加热区域升温均匀,满足了离线干燥烘烤的要求. 根据贵厂的现场实际情况和烘烤特点，快速烘烤（5台）采用网状陶瓷蓄热式烘烤器，选用PXR-200系列烧嘴，干燥烘烤（2台）采用网状陶瓷蓄热式烘烤器，选用PXR系列烧嘴。一、50T立式钢包烘烤器(5台)1、主要技术参数序号项目 技术参数1适用范围热包烘烤5006001000/6min2工作形式立式 3自动控制系统PLC4包盖传动形式液压站，包盖上下倾翻 855烧嘴数量蓄热式烧嘴2个6烧嘴型号PXR-200 煤气使用专用烧嘴7烧嘴能力Max3600MJ/h（1000kw）8烘烤温度Max10509燃料种类高炉煤气10燃料发热值6300KJ/Nm3（1500Kcal/Nm3）11燃料压力46KPa12燃料工作流量根据升温曲线设定13燃料最大流量570Nm3/h14助燃空气最大耗量1750 Nm3/h15鼓风机功率7.5 kw16引风机功率5.5 kw17点火方式长明火18煤气调节系统自动/手动19助燃空气调节系统自动/手动20温度检测系统热电偶检测21温度显示数字显示（控制屏上显示）22流量显示数字显示（控制屏上显示）23煤气压力显示数字显示（控制屏上显示）24包盖内衬耐火材料含锆纤维，耐热150025煤气报警仪可调节式 26煤气管道通径DN12527助燃空气管道通径DN1502、主要设备清单序号名称型号制造单位单位数量备注1燃烧器PXR-200 自制个22加热保护盖 自制套1纤维型3控制系统PLC套1 4风机 外购台25换向阀FH100-2自制台1两位七通6气动快切阀DN125 Q641F-16C外购台27气动调节阀DN125 外购台1 8手动调节阀DN150 D41X-10外购台2 9框架总成自制套110管道系统自制套111煤气报警仪SP1104外购套112热电偶K分度L250外购支113热电偶S分度L400外购支114旋转接头DN125自制套115压力变送器PPM-2外购只1注:设备清单数量及型号以最终设计为准二、50T立式钢包烘烤器（2台）1、主要技术参数序号项目 技术参数1适用范围冷包烘烤常温1000/12h2工作形式立式 3自动控制系统PLC4包盖传动形式卷扬机，包盖上下倾翻 855烧嘴数量蓄热式烧嘴2个，煤气烧嘴1个6烧嘴型号PXR-200，煤气使用专用烧嘴7烧嘴能力Max3600MJ/h（1000kw）8烘烤温度Max11009燃料种类转炉煤气10燃料发热值6300KJ/Nm3（1500Kcal/Nm3）11燃料压力46KPa12燃料工作流量根据升温曲线设定13燃料最大流量570Nm3/h14助燃空气最大耗量1750 Nm3/h15鼓风机功率7.5 kw16引风机功率5.5 kw17点火方式长明火18煤气调节系统自动/手动19助燃空气调节系统自动/手动20温度检测系统热电偶检测21温度显示数字显示（控制屏上显示）22煤气压力显示数字显示（控制屏上显示）23包盖内衬耐火材料含锆纤维，耐热150024煤气报警仪可调节式，或根据用户要求固定式25ppm25煤气管道通径DN12526助燃空气管道通径DN1502、主要设备清单序号名称型号制造单位单位数量备注1燃烧器PXR-200 自制个22加热保护盖 自制套1纤维型3控