蓄热式加热炉在韶钢的应用及对比分析

黄义立 莫家让 梁日栋

摘 要：针对韶关钢铁板材厂现有两座蓄热式加热炉的现状分析，对两座加热炉进行对比，分析各自的优缺点，并对使用中存在的问题及改进措施进行论述。

关键词：蓄热式加热炉；换向系统；改进

引言

韶钢板材厂有两座蓄热式加热炉，其中2003年建成3号炉，2007年建成2号炉，运行至今也有较长年限，均未进行过大修，目前炉况整体良好。但在日常生产运行中还是存在许多蓄热炉存在的问题，对正常生产也构成了一定的影响，通过近几年的摸索改进和提高管理，问题均得到有效改善，获得了较好的运行效果。

1 两座加热炉主要技术指标

韶钢板材厂的这两座加热炉均为同一公司设计建造，均采用蓄熱小球为蓄热体，内置通道式，主要技术指标如下：

2 两座加热炉对比存在的问题及改进措施

蓄热式加热炉有许多公认的优点，如可以使用低热值的高炉煤气、排烟温度低、钢温均匀、加热速度快等，但由于国内是在九十年代才开始应用，理论研究滞后，板材厂这两座蓄热式加热炉建成投产的时候也存在许多问题，但通过对比、摸索、学习而逐步改进，目前日常运行也基本正常，炉况保持良好。以下就近几年来遇到的主要问题及改进措施进行对比分析。

2.1 换向时炉压波动大

蓄热式加热炉由于两侧频繁交替换向，给炉压控制带来了较大难度，二号炉由于各段采用单独换向阀，执行分段延时换向，炉压较常规换热炉仍有波动，但相对稳定，影响较小，而三号炉由于采用集中换向阀，执行集中换向，炉压波动巨大，难以控制，且对炉内温度的均匀性控制也难以实现，对比二号炉，若要改为单独换向阀，管道改动较大，工程投资巨大，只能从自动控制方面入手。炉压在换向时会出现负压，主要是由于换向时煤气停止输送，而排烟风机继续强制排烟，通过对变频排烟风机控制程序改进，在换向前的10s降低排烟气输出频率，减少烟气排出量，换向后再恢复至正常频率，以保证炉压在换向时维持在正常炉压范围内。

2.2 蓄热室问题

蓄热室堵塞问题几乎是所有的蓄热式加热炉存在的通病，目前不能从根本上解决，但可以通过一些改进延长蓄热室维修周期。究其原因，主要有：（1）煤气中含有的水蒸气、焦油及粉尘粘附于底部钢丝网与上部蓄热球表面；（2）排烟时炉内的氧化铁皮被反吸入蓄热室；（3）炉底氧化铁皮堆积过高接近下部喷口时被吸入蓄热室；（4）炉内氧化气氛过浓，高温时与蓄热球表面溶融产生粘结。蓄热室堵塞多发生于煤气侧的高温段，主要造成表面蓄热球板结和底部钢丝网堵塞，从而增加煤气烟气通过阻力，影响加热效率。板材厂的两座加热炉均存在此类问题，投产之初，均采用￠15mm蓄热小球，钢丝网孔距为10×10mm，经过摸索后选用φ18mm蓄热小球，钢丝网孔距改为12×12mm，增加煤气烟气的通过性，应用后堵塞问题有较大缓解，延长了蓄热室维修周期。蓄热室内栅格下部有漏球或积灰较多时，增加煤气烟气通过阻力，且夹带的积灰通过蓄热球时粘结在其表面，必须清理干净，可以将栅格中心位置制作一个人孔，清灰后恢复人孔，同时方便下次清灰。此外由于边壁效应，气流容易由蓄热室周围进出而影响中心部分的蓄热小球换热效果，通常装小球之前在钢丝网四周铺设一圈高铝砖，还可以防止钢丝网受热变形时从四周漏球下去。以上方法在两种蓄热加热炉上应用后取得较好效果。

2.3 换向阀故障

常见的蓄热炉换向阀主要有两位五通式阀、直通式四通阀、三通式阀和旋转式四通阀。三号炉采用两位五通式换向阀集中换向，二号炉采用旋转式四通换向阀分散换向，生产运行中二号炉换向阀故障较频繁，主要有阀板容易变形卡组、内部阀板限位易爆焊、内密封易破损等问题，易引起串气爆鸣，主要原因是换向时旋转气缸转速过快造成冲击，可通过调整气缸进气流量压力控制气缸旋转转速避免较大的冲击力。而三号炉出现过换向严重滞后，浪费煤气，同时造成炉内温度波动大，主要是气缸动作缓慢，将内径￠10mm气管更换为￠14mm的气管后得到较好的解决，而冲击力度变化较少，对换向阀影响不大。而其他机械故障有气缸及密封问题、阀板松脱、紧固螺母松动、气管漏气、接近开关限位移位等，气缸问题表现在动作时缓慢或停止动作，阀板松脱时在换向时可听见内部阀板金属撞击声。电器类故障主要有接近开关损坏，电磁阀或线圈损坏，都较易判断和解决，机械电气故障日常加强点检维护均可避免。当某一换向系统出现故障时可能造成整个控制系统停止，通过程序将每个换向信号设置旁路，正常生产时断开旁路，当某一处换向阀临时出现故障时，打开旁路，系统忽略该处信号继续正常运行，避免因某处临时小故障造成停炉，且无安全隐患，尤其可用在分散换向系统上。

2.4 加热能力不足

加热炉设计产量难免因为其他客观因素而无法达到，板材厂两座加热炉设计产量均为120t/h，日常由于煤气压力、热值、轧制速度、钢种等因素最多只能达到110t/h。而蓄热式加热炉均有单炉烘炉管道及烧嘴，板材厂三号炉原设计烘炉烧嘴能力为200Nm3/h，共六个，点炉后烘炉及提温用，温度达到切换条件切换煤气后均关闭。经论证，烘炉管径及现场实际情况均可选用350Nm3/h的烧嘴，在加热能力不足时开启辅助加热，安装时需利用炉墙检修机会进行更换，同时需适当改变安装位置避免直射钢坯。

2.5 能耗对比及控制措施

钢坯热送热装对于提高产量降低能耗有着关键作用，二号炉由于有热送，能耗对比三号炉优势显著。此外我厂坯料规格较多，成品规格差异很大，不同品种规格板生产时，轧制节奏各不相同，使加热能力和轧机能力不可能都实现最佳匹配。仅依靠经验调节，远远满足不了节能降耗的要求，二号炉由于引进二级控制系统，通过对加热炉炉膛温度、压力、含氧量的自动检测并合理调节控制，可充分发挥加热炉的生产能力，改善坯料的加热质量，延长加热炉的使用寿命，降低劳动强度，减少氧化烧损和环境污染，特别是提高加热炉热效率、降低燃耗显著。此外，炉子的密封绝热性能、炉底管部件的保温性能、炉膛内衬的辐射性能及空气过剩系数等都影响炉子热效率，加热炉燃耗不单纯是技术原因，管理水平、指挥能力也是重要影响因素。如生产计划安排不当、设备故障高、后面工序衔接配合不好，造成钢坯在炉内待轧，都将使加热炉燃耗增加、热效率降低。加热炉实行节能降耗指标与绩效奖励挂钩，形成节能降耗的约束机制和激励机制；提高现场操作工节约能源的责任和自觉性；抓好现场能源使用、监督和检查。通过以上几方面工作，能耗可以控制在一个较好的稳定水平。

3 结束语

韶钢板材厂两座蓄热式加热炉投产均有较长时间，存在一些问题也是正常，通过这几年的不断改进，基本上能满足日常的正常生产，同时至今无大修炉况保持良好。近几年国内蓄热式加热炉的发展很快，但作者认为蓄热燃烧技术对高炉煤气具有重大意义，但对于热值较高的混合煤气，是否采用蓄热燃烧技术以及采用何种形式的燃烧技术，需综合权衡，毕竟蓄热式加热炉的日常维护费用要远远高于常规换热加热炉。国内蓄热式加热炉发展到现在，还不能讲哪一种形式是最先进、最成熟的，都多多少少存在一些问题，还有待我们去探索和改进。