[实用新型]一种高风温长寿型两级双预热装置

说明书

技术领域

本实用新型属于钢铁工业高炉炼铁工艺中热风炉技术领域，特别是涉及一种高风温长寿型两级双预热装置，适用于热风炉系统使用单一高炉煤气，热风炉温度达1300℃及以上，相配套的高炉有效容积达3200m³及以上，预热装置寿命与热风炉系统同步。

背景技术

从全世界范围来看，大家都在努力提高热风温度，从而为提高喷煤量，节约宝贵的焦炭而创造条件。一些厂由于拥有多余的高热值煤气(焦炉煤气或转炉煤气)，故获得1300℃及以上高风温比较容易实现。但是由于各钢铁厂高热值煤气越来越紧张，这就迫使人们考虑在采用单一高炉煤气的情况下如何获得1250℃以上的风温(对于大型高炉要求1300℃及以上的风温)。目前国内许多钢铁厂在这方面做了大量的工作，涌现出了各种各样的工艺流程。实践证明，各种各样的工艺流程，都有其特点，为推动热风炉风温水平的提高做出了一定的贡献。但是仔细分析目前各厂采用的工艺流程，又或多或少的存在一定的缺陷。在新设计的热风炉或者旧热风炉改造时，应该仔细研究，从而推动我国热风炉高风温技术的进一步发展。

目前我国高炉热风炉系统为了获得高风温所采取的措施中存在如下一些缺陷：

1热风温度偏低。对于仅采用低温热管换热器而预热高炉煤气和助燃空气的热风炉系统，在采用单一高炉煤气的情况下，其风温水平一般不会超过1200℃，故这种工艺流程已经不能满足高风温的要求；

2.预热系统的寿命不能与热风炉本体同步，且在大型高炉热风炉系统上应用有一些缺陷。为了达到1250℃热风温度，目前国内普遍采用的是附加燃烧炉加中温换热器的组合方式，将助燃空气和煤气预热到较高温度，从而满足1250℃的高风温。中温换热器主要有两种类型，一种为扰流子中温管式换热器(烟气温度一般不超过600℃)，另外一种为强制油循环中温管式换热器。前者由于工艺特点及制造水平限制，实践证明不能和高炉寿命同步，更不能和热风炉寿命同步，其使用寿命一般为10年左右；当高炉大型化以后，这种换热器的体积变得非常庞大，节省投资的优势不明显；而且一般只能将煤气和空气预热到300℃，风温最高一般只能达到1250℃而无法达到1300℃及以上，且一旦系统出现故障，对热风温度的影响较大。目前带附加燃烧炉的预热系统的助燃风机都是单独配置，且附加燃烧的助燃空气也未充分利用废烟气的余热进行预热。

3对热风炉系统总体热效率重视不够。在首钢2号高炉率先利用旧的热风炉，加以适当的改造，用来预热助燃空气，以获得600℃的助燃空气以来，国内很多高炉也采用了类似的系统，从而获得1250℃的风温。但是在采用这样的系统时，往往对热风炉系统的总体热效率重视不够，这里面不仅仅有投资限制上的考虑，往往主要的原因还是认识上存在偏差。在国内已经投产的高炉的热风炉系统中，在配置蓄热式热风炉预热助燃空气的情况下，一般只配置助燃空气低温热管或者煤气低温热管换热器，而不是两者同时配置。这样做的缺点有二条。一是根据热风炉系统得热平衡计算，在只配置一种介质低温预热的情况，将导致大量烟气能量排向大气，不仅导致环境的恶化，也降低了整个热风炉系统的总体热效率，一些观点认为，由于现在的高炉都在追求高喷煤比，故喷煤系统肯定需要一部分热风炉烟气用来制粉。但是通过整个喷煤系统和热风炉系统烟气平衡的计算，喷煤制粉系统需要的热风炉烟气量占热风炉系统的烟气只是很小一部分，根本无法全部消化。还有一部分人认为，部分没有换热的热风炉烟气可以直接用来制粉，取消制粉系统的烟气炉。实践证明这样的系统存在一些缺陷，因而未得到钢铁厂的普遍采用(只有个别钢铁厂采用，国内某钢铁厂采用的条件，一是热风炉距制粉距离较近，而是热风炉为4座，这样烟气温度较为恒定)。第二个缺点是目前普遍的做法是只进行空气的低温热管换热，而不进行煤气的低温热管换热。这样做其实并不好，因为，为了环保和节能，各钢铁厂目前普遍接受了高炉煤气干法除尘系统，不仅在中型高炉上得到了大量使用，而且在国内大型高炉上(3200～5500m³)也获得了许多应用。在实践过程中，发现干法除尘系统的煤气的低温冷凝液具有很强的酸腐蚀性，在许多钢铁厂出现了管道和设备的点腐蚀。而进行煤气的低温热管换热，既提高了热风炉系统总的热效率，又减少甚至消除了煤气的低温冷凝，从而为热风炉系统的长期安全生产创造了条件。

发明内容