李志軍 石少華
關鍵詞：熱臟發生爐煤氣加熱爐 低能耗 蓄熱式
摘要：介紹了熱臟發生爐煤氣加熱爐的煤氣爐選型、爐型、換熱器及蓄熱式燃燒技術的缺陷，實現低煤耗的各技術環節。
1. 背景
熱臟發生爐煤氣自從上世紀90年代以來被廣大中小企業采用，燃燒技術得到大力發展，如各種燃煤設備：往復爐排、鏈條爐排等在鋼鐵行業得到大力推廣，但其環保能力差、煤耗高，而且不適應高產量加熱爐。而煤氣化后的直接利用要相對好很多，因此在被限制使用了幾十年后又重新被采用。燃燒技術比較成熟，但重油價格高、煤價低，中小企業沒有付產煤氣，只能以重油或煤為燃料。與其它燃煤技術相比具有以下優點：
① 與爐排燃煤機相比，爐子可多點供熱，煙氣余熱可以充分回收，能耗低。
② 與凈發生爐煤氣相比，煤氣的顯熱可保持送入爐內，煤氣中的焦油可隨煤氣入爐燃燒，能耗低。
③ 煤氣中的粉塵通過高溫除塵后可保證燃燒煙氣的粉塵含量小于100mg/m3，滿足環保要求。
雖然熱煤氣具有一些缺點，如管道粗大，容易堵塞，輸送距離近等，這些問題與生產的組織和能耗成本相比，仍可以被用戶接受，所以目前仍被廣大用戶使用。
但有些有缺陷的技術也同時被用戶采用，如簡易煤氣爐、熱臟煤氣的高溫蓄熱式燃燒技術，正確認識新技術才能正確使用。
2.關于煤氣發生爐爐型
國內最初的熱臟煤氣爐爐型是以前蘇聯引進的，最早在鞍鋼、太鋼等企業使用。這些爐型仍是目前最成熟的爐型，后來有些W-G爐也供熱煤氣，由于其對煤種要求高，用戶逐漸減少。
90年代國內出現了一大批簡易煤氣發生爐，其主要變化如下：
① 改變爐篦結構便于制造，但其通風能力和布風效果遠遠比傳統爐差，故其氣化能力大大減小。
② 爐體改為無水套結構，減少鋼材用量，但煤層的高溫區爐渣熔化造成下部爐渣粘結嚴重，事故多，打扦多。
③ 加煤裝置改為單倉、水封等。
④ 各種減少成本的其它措施。
⑤ 取消除塵器和盤閥，直接用水封裝置對煤氣切斷，甚至正常生產時煤氣從水套中流過降低煤氣溫度造成此處焦油多，易堵塞。
這些簡易爐的共性如下：
① 氣化能力低，一般氣化強度只有100—200kg/㎡·h。
② 爐內氣化不均勻，事故多。
③ 價格便宜。
④ 加煤裝置漏氣嚴重。
⑤ 水封處堵灰嚴重，經常清理。
合理的煤氣爐型要求如下：
(1) 采用寶塔爐型，爐篦應為鑄鋼件，保持空氣流在爐膛斷面上的均勻分布。
(2) 采用全水套結構或下部半水套結構，目的是使煤渣的焙化區域被水套冷卻，使其不與爐襯粘結并被冷卻，便于破渣出爐。
(3) 加煤系統具有自封閉功能，如雙中罩滾桶閥等機構，使加煤過程中減少煤氣外溢。
(4) 造氣風機應采用變頻器控制，便于煤氣發生爐的負荷調節。
(5) 煤氣爐出口設有高溫旋風除塵器并配備合理的切斷閥，如盤閥、干式水封等。
兩段爐是近幾年被煤氣發生爐廠推廣的，其優點是：可以除去煤氣中的焦油并回收，一般可回收煤量的3—4%，在推廣初期由于電捕焦器的不可靠工作造成煤氣管道中的焦油大量堵塞。
當使用兩段爐時，應在每臺煤氣爐后設兩道可靠的電捕焦，確�？煽康夭都褂�。
兩段爐的氣化強度比單段爐小，不能強化生產，其氣化能力應有充分認識。
3.管道系統
煤氣壓力低，由于高溫含焦油和灰不能進行加壓，故其管道流速小，一般取2-4m/s，管道結構避免大量直彎頭使用。
熱發生爐煤氣具有熱而臟的本性，管道應做內絕熱結構，內襯足夠的材料保證管外溫度低，內襯滿足燒刷作業要求，一般應內襯50—100mm耐火纖維板和116—232mm輕質磚。
由于管道內易積灰，管道上應設置放灰裝置，使其可在線排灰。管道結構減少彎頭。
4.燃燒方式
蓄熱式燃燒技術和傳統燃燒均可采用，但必須針對工況選擇。
傳統燃燒時燃燒器對火焰組織好，可采用套筒旋流結構或細流股結構。某種條件下，亞高速燒嘴也可取得相當好的燃燒效果。
蓄熱式燃燒近年被大量誤用，而且在很多被拆除的情況仍被一些用戶再使用，其中技術之外因素起了決定作用。
當爐溫低于煤灰灰熔點以下時，可以采用蓄熱式燃燒，而當爐溫高于灰熔點以上時，不能采用蓄熱式燃燒技術；當爐溫高于灰熔點時，煤氣中的煤灰在爐內被熔化，液態煤灰隨煙氣經過蓄熱體時被降溫而發生相變凝固，在蓄熱體表面造成堵塞。根據多家使用的結果，一般在1—2個月左右蓄熱體會完全堵塞，必須停爐檢修。
而當爐溫低于灰熔點時，雖然灰份多但在經過蓄熱體時并未有發生粘結灰分，可以被煙氣帶走，一般可使蓄熱體維持一年左右。
一般1200℃以下的爐子可以采用蓄熱式燃燒，但一般軋鋼加熱爐爐溫均高于1200℃，不宜采用蓄熱式燃燒，很多采用過蓄熱式燃燒的加熱爐均改成傳統燃燒。
5.換熱器
當采用傳統燃燒時，必須采用高效換熱器對煙氣余熱進行充分回收，一般可將空氣預熱至500℃以上。
熱臟煤氣中含的灰隨煙氣經過換熱器時，煤灰會粘附在換熱管表面上，嚴重時會將煙氣通道完全堵塞。
因此，換熱器的前后及中部應留有足夠的清灰口，當保溫時應及時清理表面積灰，保持換熱器的長期換熱效果。
6.加熱爐爐體
加熱爐本體結構上應保持合理的爐底強度，保證爐內的高效傳熱，如爐襯結構、水管結構、燃燒器布置等均應保持合理性，合適的預熱段長度是非常必要的。
7.加熱爐煤耗
采用傳統燃燒技術，保持加熱爐的煤耗為60kg/t以下鋼(DW=6000kcal/kg)是可以實現的，已有多座加熱爐具有此指標。除結構的合理設計外，合理的管理和維護也是保證低煤耗不可缺少的手段。坯料熱裝熱送可使煤耗降低10kg/t左右。
8.結論
(1) 采用傳統燃燒技術對加熱爐進行合理的設計，可以保持噸鋼煤耗為60kg/t左右。
(2) 軋鋼加熱爐謹慎使用蓄熱式燃燒技術，尤其大于1200℃的加熱爐應避免使用蓄熱式燃燒技術。
(3) 熱臟發生爐煤氣加熱爐要實現穩定生產、低燃料消耗指標應注意各個環節，作為一個系統工程處理。 | 
