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軋鋼加熱爐燃燒系統(tǒng)目前普遍采用蓄熱式燃燒技術(shù)，它主要通過(guò)爐外一組三通換向閥或四通換向閥進(jìn)行煙氣排煙和燃料燃燒，在固定的一個(gè)換向周期內(nèi)兩側(cè)交替進(jìn)行，即高溫?zé)煔夂屠涿海ǹ眨馔ㄟ^(guò)蜂窩狀蓄熱體進(jìn)行蓄熱和放熱。空氣燒嘴和煤氣燒嘴組合為一組，蜂窩狀蓄熱體是加熱爐燃燒系統(tǒng)的核心材料，它的主要作用是將加熱爐在換向燃燒過(guò)程中排出的煙氣熱量進(jìn)行吸收，在一個(gè)換向周期結(jié)束后吸熱結(jié)束，開(kāi)始換向，冷煤（空）氣通過(guò)蓄熱箱體進(jìn)入爐膛中進(jìn)行燃燒，在進(jìn)入的過(guò)程中吸收蜂窩狀蓄熱體儲(chǔ)存的熱量，把熱量帶入到爐膛中，從而達(dá)到低熱值高爐煤氣進(jìn)行蓄熱燃燒的效果。
通過(guò)對(duì)軋鋼加熱爐在冬季使用過(guò)程中出現(xiàn)蓄熱能力差、溫度提升速度慢的表象，維修人員在檢修中打開(kāi)蓄熱箱體進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)蓄熱體孔洞中積聚蓄熱體碎屑和黑綠色不明物，導(dǎo)致蓄熱能力下降，通過(guò)分析提出解決方案并逐步實(shí)施。
在這個(gè)燃燒系統(tǒng)中，起到蓄熱效果的是裝在燒嘴箱體中的蜂窩狀蓄熱體，材質(zhì)主要是高鋁莫來(lái)石。它的作用是：吸熱--將燃燒煙氣中的熱量進(jìn)行吸收；放熱--將吸收的熱量釋放給冷煤（空）氣；在排煙過(guò)程中它吸收1000℃~1200℃的高溫?zé)崃浚艧煆U氣溫度＜150℃；在放熱過(guò)程過(guò)程中，室溫的冷煤（空）氣經(jīng)過(guò)高溫蓄熱體，將1000℃左右的熱量帶到爐膛中。蜂窩狀蓄熱體外貌如下圖2所示。
現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)狀
河北鑫達(dá)型鋼加熱爐由上海嘉德?tīng)t窯公司承建，在2019年2月17日的正常檢修中，拆開(kāi)蓄熱箱體檢修后蓋，發(fā)現(xiàn)加熱爐燃燒系統(tǒng)的主要耐材--蓄熱體、燒嘴磚有不同程度的損壞，嚴(yán)重影響加熱爐燃燒系統(tǒng)的穩(wěn)定，這與加熱爐后期溫度提升慢，爐壓高，煤氣消耗量大的現(xiàn)狀一致。
在陸續(xù)打開(kāi)空氣、煤氣所有蓄熱箱體后蓋后，發(fā)現(xiàn)在煤氣蓄熱箱體中積聚了大量的蓄熱體殘?jiān)⒀趸F皮粉末和綠色的粉塵狀雜質(zhì)，有的積聚在蓄熱體孔洞中。
對(duì)于空氣蓄熱箱體進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)上述此類雜質(zhì)。
原因分析
煤氣中粉塵的危害：
通過(guò)不斷地對(duì)比和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，上述的粉塵雜質(zhì)是從煤氣中帶來(lái)的，在煤氣通過(guò)蓄熱體進(jìn)入爐膛中的過(guò)程中，蜂窩蓄熱體就像一個(gè)過(guò)濾篩網(wǎng)，雜質(zhì)很容易就隨著煤氣的運(yùn)動(dòng)而吸附在蓄熱體表面和孔洞中，有的在蓄熱體靠近端蓋一側(cè)堵塞，有的在蓄熱體孔洞中間堵塞，有的在靠近爐膛側(cè)的一側(cè)堵塞。此類物質(zhì)的熔點(diǎn)較低，約在800℃左右，蓄熱體的排煙溫度在1000℃左右，這些物質(zhì)很容易熔化而粘附在蓄熱體上面，造成靠近爐膛側(cè)的蓄熱體的熔化，吸附氧化鐵皮，又不斷堵塞，形成惡性循環(huán)。
上述危害有兩點(diǎn)：一是造成蓄熱體的透氣性不好，在換向燃燒和排煙時(shí)氣流通行不暢，換熱效率低；二是雜質(zhì)與蓄熱體結(jié)合后降低了蓄熱體的耐火度（1600℃左右）。蓄熱體由于堵塞得不到應(yīng)有的冷卻，在靠近爐膛側(cè)的擋板磚和蓄熱體在煙氣排出過(guò)程中產(chǎn)生熔化、粘連、坍塌，最終導(dǎo)致加熱爐燃燒系統(tǒng)癱瘓，煤氣進(jìn)不去，煙氣出不來(lái)。
煤氣中水份的危害：
型鋼加熱爐高溫段爐膛溫度在1200℃~1400℃，煤氣的溫度在40℃左右，在加熱爐換向燃燒時(shí)，煤氣中的水份隨著煤氣的流動(dòng)通過(guò)蓄熱箱體直接進(jìn)入爐膛中，蓄熱后高溫的蓄熱體（溫度在1100℃左右）遇到40℃的水煤氣時(shí)，個(gè)別蓄熱體會(huì)碎裂成碎塊、粉狀，又會(huì)粘附在蓄熱體的孔洞中。水份越多，碎裂成碎塊和粉狀的蓄熱體也越多，堵塞也越嚴(yán)重，尤其在加熱爐高溫段表現(xiàn)的尤為突出和嚴(yán)重。
煤氣中的水份同時(shí)加劇了蓄熱箱體內(nèi)側(cè)（靠近爐膛側(cè)）連接的燒嘴磚的熱脹冷縮，導(dǎo)致燒嘴磚頻繁熱脹冷縮，減弱了燒嘴磚與蓄熱箱體和爐墻之間的連接，從而出現(xiàn)連接縫的擴(kuò)大和燒嘴磚的裂紋。此次檢查發(fā)現(xiàn)了高溫段下加熱煤氣燒嘴坍塌落地，同時(shí)在高溫段其它煤氣燒嘴也有不同程度的鼓肚、裂紋。
但通過(guò)對(duì)比空氣蓄熱箱體，未發(fā)現(xiàn)此類堵塞嚴(yán)重的情況。
后續(xù)措施
針對(duì)型鋼加熱爐蓄熱體出現(xiàn)的這類問(wèn)題，技術(shù)部在對(duì)其它軋鋼加熱爐調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，其他軋鋼廠加熱爐也都有不同程度表現(xiàn)，尤其是煤氣用戶的末端表現(xiàn)尤為突出，但由于在煤氣主管道上面增加的排水器數(shù)量和遠(yuǎn)近的不同，排水效果的不同，蓄熱體堵塞和影響的效果略有差異。
與此同時(shí)，技術(shù)部與公司能源管理中心相關(guān)人員也進(jìn)行了結(jié)合和溝通，能源管理中心對(duì)公司煤氣管網(wǎng)進(jìn)行了如下工作：結(jié)合煉鐵廠，重新計(jì)算高爐產(chǎn)生的煤氣量和內(nèi)部的含水含塵量；逐一排查了高爐煤氣主管道設(shè)置的煤氣排水器數(shù)量是否滿足排水要求，不滿足的重新增加排水器；對(duì)于排水效果不好的排水器進(jìn)行了維修和改造；尋找在線煤氣檢測(cè)水份和粉塵的設(shè)備廠家，計(jì)劃安裝煤氣成分分析儀；結(jié)合煉鐵廠對(duì)于高爐區(qū)域的煤氣布袋除塵設(shè)施進(jìn)行日常檢查和精心維護(hù)。
對(duì)于加熱爐區(qū)域的煤氣管道維護(hù)，各軋鋼廠在技術(shù)部的建議下，也都開(kāi)展了以下工作：棒材廠、帶鋼廠利用檢修時(shí)間對(duì)排水器進(jìn)行了檢查、維修，對(duì)于排水效果不好的又增加了一組排水器；型鋼廠計(jì)劃在后續(xù)的大修時(shí)間內(nèi)對(duì)煤氣外網(wǎng)區(qū)域的煤氣儲(chǔ)氣罐進(jìn)行改造，目前內(nèi)部為空的，煤氣在大罐內(nèi)無(wú)阻力，物理水排不干凈，進(jìn)行改造后煤氣在連續(xù)的阻力下，物理水脫落較多，從而達(dá)到除水和排塵的目的；對(duì)于煤氣管道用戶終端部位，也可以借鑒其他企業(yè)的排水方式進(jìn)行改造，即煤氣管道采用"H"型重力除水改造，去除煤氣中的物理水和粉塵。
對(duì)于加熱爐操作方面，需要以下措施進(jìn)行維護(hù)：
軋鋼廠進(jìn)行合理的風(fēng)煤氣配比（0.8~1.0），進(jìn)行弱還原性氣氛燃燒，保證煤氣在爐膛中燃燒完全，減少煤氣在蓄熱箱體中燃燒，保護(hù)蓄熱體。
軋鋼廠合理優(yōu)化加熱工藝，減少鋼坯的氧化燒損，盡可能地減少高溫氧化鐵皮粉塵對(duì)蓄熱體的堵塞，保護(hù)蓄熱體，延長(zhǎng)使用壽命。
效益預(yù)估
直接效益：保護(hù)加熱爐蓄熱體，延長(zhǎng)使用壽命，體現(xiàn)的最直接效益就是減少蓄熱體的更換周期，正常使用一年，如果蓄熱體受損，半年更換一次，蓄熱體的增加成本為加熱爐蓄熱體的裝入量，暫估為60萬(wàn)元。
間接效益：停產(chǎn)的檢修時(shí)間為6天，創(chuàng)造的效益可以按照公司的小時(shí)利潤(rùn)進(jìn)行計(jì)算。
(來(lái)源：中國(guó)鋼鐵新聞網(wǎng))