熱風(fēng)烘高爐的方法及比較

    對于現(xiàn)場具備焦化煤氣、高爐煤氣或轉(zhuǎn)爐煤氣供應(yīng)條件的項(xiàng)目，一般采用上述煤氣燒熱風(fēng)爐，再使用鼓風(fēng)機(jī)送風(fēng)，采用熱風(fēng)烘高爐。這種高爐烘爐方式是干氣烘爐，送風(fēng)量大，溫度穩(wěn)定，效果很好。

但對于現(xiàn)場沒有焦化煤氣、高爐煤氣或轉(zhuǎn)爐煤氣供應(yīng)條件的新建高爐項(xiàng)目和大修復(fù)產(chǎn)的高爐項(xiàng)目，高爐烘爐一直是一個令技術(shù)人員頭痛的問題。

傳統(tǒng)的烘爐方式是采用柴油為燃料，利用明火方式進(jìn)行熱風(fēng)爐及高爐烘爐。高爐的烘爐效果很差，直接影響到高爐的使用壽命。由于無法進(jìn)行熱風(fēng)爐燒爐，高爐開爐的熱風(fēng)供應(yīng)無法保證，高爐開爐的可靠性很差。

近年來液化石油氣及液化天然氣逐步用于熱風(fēng)爐烘爐，液化石油氣在熱風(fēng)爐燒爐方面也取得了技術(shù)突破，目前已經(jīng)非常成熟可靠。液化天然氣用于熱風(fēng)爐燒爐仍然處于摸索階段，燃燒效果較差，熱負(fù)荷太小，熱風(fēng)爐頂溫?zé)o法保證等情況頻繁出現(xiàn)。

目前利用外購燃料進(jìn)行熱風(fēng)爐燒爐，使用熱風(fēng)烘高爐一般采用以下兩種方式：

第一種是利用高爐鼓風(fēng)機(jī)向高爐送風(fēng)，實(shí)施真正意義上的熱風(fēng)烘高爐。第二種是利用熱風(fēng)爐的助燃風(fēng)機(jī)向高爐送風(fēng)，實(shí)施象征性的熱風(fēng)烘高爐。

現(xiàn)將以上兩種高爐烘爐方式的相關(guān)情況分析如下：

一、高爐鼓風(fēng)機(jī)送風(fēng)的烘爐方式

1、高爐內(nèi)部氣流場情況分析

高爐鼓風(fēng)機(jī)的功率較大，送風(fēng)壓力較高，高爐內(nèi)部自下而上均處于正壓狀況，能夠充分抵消由于高爐高度及熱風(fēng)溫度聯(lián)合作用產(chǎn)生的強(qiáng)大的煙囪效應(yīng)（上抽力），進(jìn)入高爐的熱風(fēng)能夠?qū)崿F(xiàn)緩慢上升的理想工況，從而實(shí)現(xiàn)熱風(fēng)與爐缸及爐壁穩(wěn)定充分地?fù)Q熱，達(dá)到最佳的烘爐效果。尤其是爐缸部分必須保持較高的正壓狀況，否則高爐的烘爐效果就大打折扣。

2、爐頂溫度情況

基于保護(hù)高爐頂部密封裝置的要求，高爐烘爐時爐頂溫度不能過高，通常不高于330℃。

采用鼓風(fēng)機(jī)送風(fēng)烘爐時，送風(fēng)壓力較高，高爐爐頂放散可以保持較小的開啟度，仍然能夠保持較大的空氣流量。在正壓條件下，高爐內(nèi)部的熱空氣緩慢上升，在經(jīng)過與爐缸及爐壁的充分接觸換熱后，到達(dá)高爐爐頂時的溫度不會超標(biāo)。

3、爐缸烘烤效果

爐缸烘烤是高爐烘爐的核心，爐缸烘烤效果差是一個普遍存在的問題。

爐缸位于高爐下部，熱氣流由于高爐的煙囪效應(yīng)自然上浮，很難實(shí)現(xiàn)與爐缸底部和側(cè)面的充分換熱，在風(fēng)口架設(shè)燒嘴利用明火烘爐時熱量甚至很難達(dá)到爐缸底部。烘爐時的測溫點(diǎn)一般選擇在風(fēng)口附近，這樣的烘爐曲線完全與實(shí)際狀況不相符。

通過提高供風(fēng)壓力，可以改變高爐內(nèi)部的密度場，進(jìn)而改變溫度場，使之朝改善烘爐效果的方向發(fā)展。利用鼓風(fēng)機(jī)送風(fēng)，安裝熱風(fēng)導(dǎo)向管后將大大提高爐缸的烘烤效果。

在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，送風(fēng)壓力越高，烘爐效果越好。

4、熱風(fēng)流量

鼓風(fēng)機(jī)送風(fēng)流量大，高爐內(nèi)部氣流場穩(wěn)定，能夠充分蒸發(fā)各個部位耐材的水分，并保證溫度場的穩(wěn)定，烘爐效果好。

5、燃料消耗

這種烘爐方式的熱風(fēng)流量大，因此熱風(fēng)爐燒爐的燃料消耗量也較大。

二、熱風(fēng)爐助燃風(fēng)機(jī)送風(fēng)的烘爐方式

1、高爐內(nèi)部氣流場情況分析

熱風(fēng)爐助燃風(fēng)機(jī)的功率較小，送風(fēng)壓力很低，高爐內(nèi)部自下而上至爐腹部位均處于負(fù)壓狀況，尤其是爐缸部分的負(fù)壓狀況更加突出。這是由于高爐高度及熱風(fēng)溫度聯(lián)合作用產(chǎn)生的強(qiáng)大的煙囪效應(yīng)造成的。進(jìn)入高爐的熱風(fēng)在強(qiáng)大抽力的作用下沿高爐中心軸急劇上升，幾乎與爐缸及爐腹以下爐壁不接觸，與爐缸及爐壁的換熱效果很差，很難達(dá)到較好的烘爐效果。尤其是爐缸部分的烘爐效果大打折扣。

如果減小爐頂放散的開啟度，提高爐內(nèi)壓力，熱風(fēng)流量就急劇減小，助燃風(fēng)機(jī)又可能超負(fù)荷運(yùn)行。

    2、爐頂溫度情況

基于保護(hù)高爐頂部密封裝置的要求，高爐烘爐時爐頂溫度不能過高，通常不高于330℃。

采用熱風(fēng)爐助燃風(fēng)機(jī)送風(fēng)烘爐時，送風(fēng)壓力很低，為了保證熱風(fēng)流量，高爐爐頂放散需要保持較大的開啟度，高爐內(nèi)部處于明顯的負(fù)壓狀況，進(jìn)入高爐的熱風(fēng)在強(qiáng)大抽力的作用下沿高爐中心軸急劇上升，在沒有與爐缸、爐壁充分接觸換熱的情況下迅速到達(dá)高爐頂部，因此高爐爐頂?shù)臏囟确浅Ｈ菀壮瑯?biāo)。這就可能損害爐頂?shù)拿芊庠O(shè)備，或者影響高爐烘爐進(jìn)程及效果。

    3、爐缸烘烤效果

爐缸位于高爐下部，熱氣流由于高爐的煙囪效應(yīng)自然上浮，爐缸處的負(fù)壓狀況嚴(yán)重，進(jìn)入高爐的熱氣流很難實(shí)現(xiàn)與爐缸底部和側(cè)面的充分換熱。即使安裝導(dǎo)向管，改善程度也非常有限。

送風(fēng)壓力越高，烘爐效果越好。但如果提高爐內(nèi)壓力，熱風(fēng)流量就急劇減小，助燃風(fēng)機(jī)又可能超負(fù)荷運(yùn)行。

 因此這種烘爐方式難以保證爐缸的烘烤效果。

    4、熱風(fēng)流量

熱風(fēng)爐助燃風(fēng)機(jī)送風(fēng)流量小，高爐內(nèi)部氣流場不穩(wěn)定，難以充分蒸發(fā)各個部位耐材的水分，難以保證溫度場的穩(wěn)定，烘爐效果較差。

    5、燃料消耗

這種烘爐方式的熱風(fēng)流量小，因此熱風(fēng)爐燒爐的燃料消耗量也較小。

三、兩種烘爐方式比較表

  顯然，利用熱風(fēng)爐的助燃風(fēng)機(jī)向高爐送風(fēng)，只是象征性的熱風(fēng)烘高爐，并非真正意義上的熱風(fēng)烘高爐，烘爐效果比明火烘高爐略有改善，但整體效果仍不理想。

四、其他說明

1、烘爐曲線測溫點(diǎn)的選擇

明火烘高爐時一般把測溫點(diǎn)選擇在風(fēng)口附近，但爐缸部分的升溫情況與測量的烘爐曲線完全不符。

利用熱風(fēng)爐助燃風(fēng)機(jī)送風(fēng)烘爐時，由于高爐內(nèi)部的負(fù)壓影響，無論測溫點(diǎn)選擇在熱風(fēng)總管上，還是選擇風(fēng)口附近，都無法反映爐缸下部的溫度狀況。即使將測溫點(diǎn)選擇在爐缸下部，如果距離導(dǎo)向管出口太近，也無法反映爐缸下部的溫度狀況。只有將測溫點(diǎn)選擇在爐缸底部中心位置，才能比較準(zhǔn)確反映爐缸下部的溫度狀況。

利用高爐鼓風(fēng)機(jī)送風(fēng)烘爐時，由于高爐內(nèi)部是正壓，爐內(nèi)溫度場比較均勻，測溫點(diǎn)的選擇可以是熱風(fēng)總管、風(fēng)口附近或爐缸底部。當(dāng)然最理想的選擇仍然是爐缸底部中心位置。

2、水蒸汽的二次冷凝問題

明火烘高爐（包括從熱風(fēng)爐直接送熱煙氣烘高爐）時，由于使用柴油、石油氣、天然氣等碳?xì)淙剂希瑹煔庵泻写罅康乃魵猓]燃燒1噸碳?xì)淙剂?，將產(chǎn)生約1.5噸水蒸氣），加上從爐缸、爐壁蒸發(fā)出來的水分，爐腹以上部位處于過飽和狀態(tài)。雖然有很多水蒸氣從爐頂放散出去，但仍然有大量的水蒸氣在高爐上半部冷凝成液態(tài)水，由于重力作用，重新下落到爐缸。因此在烘爐的前半程，爐缸一直處于液態(tài)水浸泡的狀態(tài)，比沒烘爐時的濕度還大，缸底溫度很難上升，爐缸的烘烤效果極差。

采用熱風(fēng)烘高爐時，熱風(fēng)的含濕量極小，屬于干氣。如果熱風(fēng)流量較大，即使加上從爐缸、爐壁蒸發(fā)出來的水分，仍然處于不飽和狀態(tài)，也就沒有水蒸氣二次冷凝的問題，爐缸溫度將隨爐內(nèi)溫度同步上升，烘烤效果較好。

顯然，為了保證高爐的烘爐效果，特別是爐缸的烘烤效果，建議采用熱風(fēng)進(jìn)行高爐烘爐。如果使用熱風(fēng)爐助燃風(fēng)機(jī)送風(fēng)，烘爐效果將比明火烘爐有所改善。如果使用高爐鼓風(fēng)機(jī)送風(fēng)，烘爐效果將非常理想。