现代高炉采用蓄热式热风炉,热风炉是一组格子砖堆砌起来的庞大的高炉鼓风加热设施。
格子砖作为高温热量的载体,其工作原理是先燃烧煤气,用产生的高温烟气加热蓄热室的格子砖,再将冷风通过炽热的格子砖而被加热。将热风炉轮流交替地进行燃烧和送风,使高炉连续地获得高温热风。因此提高热风炉传热效率对提高风温有着重要意义。
为了提高热风炉传热效率,热风炉格子砖必须具有优异的热工性能,在设计中采用高效格子砖,加大1m3格子砖的加热面积是提高换热能力的重要技术措施。
以下是几种典型格子砖蓄热面积的比较:
(1)传统7孔格子砖:格孔直径为43mm,蓄热面积38.1m2/m3;
(2)7孔高效格子砖:格孔直径为30mm,蓄热面积47.08m2/m3;
(3)19孔高效格子砖:格孔直径为30mm,蓄热面积48.6m2/m3;
(4)31孔高效格子砖:格孔直径为25mm,蓄热面积58.1m2/m3;
(5)37孔高效格子砖:格孔直径为20mm,蓄热面积68.7m2/m3。
实践证明:条件基本相同情况下,大型高炉采用直径30mm19孔砖比直径43mm的传统7孔砖可提高风温38℃;中小高炉采用直径25mm31孔砖比的19孔砖可提高风温19℃。
但需要注意的是热风炉采用小格孔高效格子砖的条件是:煤气除尘效果改善,耐火材料质量提高和格子砖加工工艺进步。大型高炉的热风炉因格子砖砖层较高,砖层荷载较大,不宜采用直径小于30mm,孔间耐火材料厚度小于20mm的格子砖。对于设备和自动化水平一般(送风时间大于1h)的热风炉,不能仅考虑格子砖的蓄热面积,还要考虑格子砖的热容量,以减小风温波动;需统筹考虑热风炉蓄热室的热工特性。
另外,缩小格孔流体直径,在规定的拱顶温度和废气温度下,能够降低投资和操作费用,但由于增加了蓄热室的阻力损失,需相应提高煤气压力,这又带来实际的困难。
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