摘要:针对蓄热式轧钢加热炉在生产中由于操作不当而造成升温慢、空燃比配合不当和能耗高的问题,总结出一套“三协调”操作法。介绍了该操作法的主要理论根据和实际操作要领,以及取得的较好效果。
关键词:蓄热式加热炉;操作法;应用效果
1前言
1997年广东韶关钢铁集团有限公司第三轧钢厂投产了一座蓄热式连续加热炉,当时由于蓄热炉的供热和排烟方式与传统加热炉有很大的不同,因此,操作工在很长时间内都无法掌握操作要领,造成炉温升温慢、煤气和空气配比不当、以及能耗高等问题。
为此,对该加热炉的设计、加热工艺和操作方法进行了系统研究和多项现场试验,总结出了“三协调”操作法,其要点是做好供热量与排烟量、蓄热室温度与炉温、空燃比与排烟温度这3组热工参数的协调。
2操作法的主要内容
蓄热式轧钢加热炉是集供热、排烟、余热回收为一体的复杂系统,又是各热工参数相互影响、相互作用的统一系统,通过多次总结和提炼,把最关键的几个热工参数进行优化组合,并找出其中的相互联系,从而提出了最优的控制和操作方法,称为“三协调”蓄热式加热炉最优操作法,其内容为:
(1)供热量与排烟量协调。韶钢第三轧钢厂蓄热式加热炉采用两段式集中周期性供热和侧面引风机周期性排烟,集中供热,集中调节,因此煤气压力的波动对供热量有较大影响,导致炉压波动大;另外,蓄热室在换向瞬间的阻力波动也会加大炉压的波动。炉压的波动不仅造成周期性的炉头和炉尾冒火或吸冷风,而且造成排烟温度和空气、煤气预热温度的不稳定,直接影响炉温的稳定。所以,操作上必须勤调排烟量与供热量的匹配关系,维持其当量平衡。操作时以炉压平衡为准,即将炉压维持在l0Pa左右,保持蓄热室的热量平衡,以保证加热节奏的连续调节。
(2)蓄热室温度与炉温协调。蓄热室温度是指在蓄热室高温端测得的烟气温度(排烟时)和空气、煤气预热温度(供热时),是保证炉温的关键条件,而炉温(这里指炉气温度)又是蓄热室温度的基础。蓄热室温度还受供热量与排烟量协调情况的影响:供热量大、排烟量小时,蓄热室温度下降,反之提高。实际生产中,蓄热室温度和炉温相差100~150℃为宜。操作要点是:在交接班或待轧降低炉温时要保持较高的蓄热室温度,然后,在升温前20min先加大排烟,经过几个周期后使蓄热室温度得以升高,从而提高燃料的理论燃烧温度。采用该操作方法可使升温速度快,以满足轧制节奏的要求。
(3)空燃比与排烟温度协调。由于空燃比受燃料热值的影响,同时空气、煤气配比又影响蓄热室温度(空、煤气哪个量大,此介质通过的蓄热室温度就偏低),而集中供热、集中调节又加大了空燃比对炉温和蓄热室温度的影响,所以适当的空燃比非常重要。由于没有炉前的煤气热值检测和空燃比自动比例调节程序,因此操作工只能参照其他热工参数来进行调节,尤其是排烟温度的调节。实际生产中的操作要点是:当预热空气或煤气中有一个量偏大时,该介质通过的蓄热室温度就会下降,反之上升。由此来判断空燃比的合理性并即时调节。本来高温空气燃烧可以实现低氧燃烧,即降低空燃比,但实际生产的空燃比以0.80~0.65为宜。这样就能使韶钢三轧厂的排烟温度有效地控制在30~170℃,而国内兵他蓄热式加热炉一般会超过200℃,甚至超过300℃.既不节能又易烧坏设备。
排烟温度是指在蓄热室低温端或排烟管上测得的烟气温度,排烟温度在换向开始后逐渐升高,在一个换向周期结束时即下一个换向周期开始前排烟温度急速下降,理论上排烟温度与换向周期的关系呈锯齿形周期变化。韶钢的实践证明,在90s的换向时间内,排烟温度一般在35~180℃之间逐渐升高,并没有因烟气结露而对设备造成腐蚀,所以排烟温度不能在露点以下的观点是片面的。因此,目前国内蓄热式连续轧钢加热炉的排烟温度仍然可以再降低,以进一步节约能源。
蓄热室温度和排烟温度是蓄热式连续轧钢加热炉的两个重要热工参数,与换向周期的选择有关,也与供气与排烟的调节、空燃比的调节等生产操作有关,同时还直接受炉温影响,也直接影响炉温。
3应用效果
随着操作工对“三协调”操作方法的了解和掌握,取得了较好的效果。待轧保温后的升温速度加快,使每天由此造成的误产时间减少了30min;对煤气压力变动的对策明确,操作反应速度快,系统超温报警减少,设备故障率也随着降低;此外,能耗约下降了0.1GJ/t。根据热平衡测试和国内外查新,韶钢第三轧钢厂2#加热炉的热效率高达71.54%,氧化烧损仅为0.73%,指标处于国内领先水平,同时达到国际先进水平(仅次于日本)。
“三协调”操作法在总结和推广过程中,不但培训了本厂操作工,也为国内如广钢、合钢、萍钢、南钢、太钢等兄弟钢厂的加热炉操作工进行了培训,取得了可观的社会效益。
(1.广东松山职业技术学院2.广东韶关钢铁集团有限公司)