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大型高爐富氧與高爐煤氣關(guān)系研究

文檔作者：賈瓊翟廣永王樹忠文檔來源：首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司能源與環(huán)境部		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年03月17日
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總第186期
河狀冶金
 Toual186
2011年第6期
 HEBEI METALLURGY
 2011,Number6
大型高爐富氧與高爐煤氣關(guān)系研究
賈瓊 翟廣永 王樹忠
(首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司能源與環(huán)境部,河北唐山063000)
摘要:以首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合公司的特大型高爐為例,以高爐富氧鼓風(fēng)向高爐煤氣轉(zhuǎn)化的能源介質(zhì)流為對
象,研究了高爐富氧與高爐煤氣之間的關(guān)系提出作為鋼鐵聯(lián)合企業(yè)應(yīng)重視這部分能源的合理利用,提
高企業(yè)的綜合經(jīng)濟效益。
關(guān)鍵詞:高爐富氧;高爐煤氣;成分;熱量
中圖分類號:TF538.5
文獻標(biāo)識碼:B
文章編號:1006-50082011)06-0003-03
 STUDY ABOUT THE RELATION BETWEEN
 OXYGEN ENRICHED BLASTING AND BLAST FURNACE GAS
 Jia Qiong, Zhai Guangyong, Wang Shuzhong
 (Energy Resource Department, Jingtang Iron and Steel Union Company Limited, Capital Iron and Steel
 Company, Tangshan,Hebei,063000
 Abstract: It is studied the relation between oxygen enriched blasting and top gas with energy media flow as
 object in transform from the former to the latter. It is pointed out that this part of energy should be used to
 raise the comprehensive economic profit.
 Key Words: blast oxygen enriched; top gas: component; quantity of heat
1前言
廠送來的高壓氧氣經(jīng)過兩級調(diào)壓系統(tǒng)降壓,降壓后
在鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中,高爐煤氣作為一種主要的的氧氣通過氧氣環(huán)管送入鼓風(fēng)機后的冷風(fēng)管道進行
氣體燃料,一般可供給熱風(fēng)爐、焦?fàn)t、軋鋼加熱爐、蒸混合,最后隨高爐鼓風(fēng)一起進入熱風(fēng)爐,其中氧氣與
汽鍋爐等用戶使用。當(dāng)高爐采用富氧鼓風(fēng)后,助燃高爐鼓風(fēng)分別計量,富氧前鼓風(fēng)需加濕處理。
風(fēng)中的氧含量比例增加,會引起高爐煤氣的熱值有2.2計算方法
所變化,其燃燒后產(chǎn)生的熱量也會相應(yīng)變化,各用戶
目前有兩類富氧率的概念3,比如對于富氧率
會適當(dāng)調(diào)整高爐煤氣的使用量,從而打破煤氣的系1%,一種說法是指鼓風(fēng)中氧的含量提高了1%,另
統(tǒng)平衡。傳統(tǒng)的高爐富氧研究都是以高爐爐內(nèi)反應(yīng)一種說法是指鼓風(fēng)中加進了1%的氧氣,兩者的概
為研究核心2,而對高爐富氧后,作為整個鋼鐵聯(lián)念是不同的,其中前者是以富氧后風(fēng)中氧含量的增
合企業(yè)的重要燃料之一,高爐煤氣對整個企業(yè)能源加值定義的,是符合習(xí)慣的說法,也是現(xiàn)階段高爐煉
平衡的影響關(guān)注較少本文將以首鋼京唐公司的特鐵計算時所普遍采用的計算方法,本文也以第一種
大型高爐為例,以高爐鼓風(fēng)向高爐煤氣轉(zhuǎn)化的能源方法來計算高爐富氧率,對應(yīng)上述工藝布置情況,富
介質(zhì)流為研究核心,從實際運行情況討論高爐富氧氧率的計算公式如下:
與高爐煤氣之間的關(guān)系。
B=(0.21+0.29)+Q氧b0.21×100%
2工藝布置及計算方法
Q+Q氧
2.1工藝布置
式中:B—富氧率;
高爐富氧工藝布置示意圖如圖1所示。由制氧
Q氧氧氣量
Q—冷風(fēng)量;
收稿日期:2011-02-25
b—氧氣純度;
作者簡介:賈瓊(1982-),男,工程師,2007年畢業(yè)西安交通大學(xué)
熱能工程專業(yè),現(xiàn)在首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司從事燃?xì)鈱I(yè)
f—鼓風(fēng)濕度。
管理工作,e-mail: hawkfulgmail.com
3
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總第186期
 HEBEI YEJIN
一級調(diào)壓系統(tǒng)二級調(diào)壓系統(tǒng)
氧氣來自制氧廠
流量計
「調(diào)壓閥
調(diào)壓閥流量調(diào)節(jié)閥
快切閥逆止閥
調(diào)壓閥
安調(diào)壓閥流量調(diào)節(jié)閥
安全閥
D放散閥
冷風(fēng)來自鼓風(fēng)機站
流量計
 H H
冷風(fēng)進熱風(fēng)爐
蒸汽環(huán)管氧氣環(huán)管
蒸汽來自管網(wǎng)
圖1高爐富氧工藝布置示意圖
3富氧與高爐煤氣的關(guān)系
當(dāng)高爐不富氧,即高爐富氧為0時,煤氣中氮氣
3.1富氧與高爐煤氣成分
含量約為53%~57%,略低于普通高爐所產(chǎn)煤氣中
首鋼京唐公司1#5500m3高爐設(shè)計額定富氧的氮氣含量,隨著高爐富氧率的逐漸提高,煤氣中氮
率為3.5%,最大富氧率為5%該高爐投產(chǎn)后運行氣的含量也不斷降低。實踐表明,當(dāng)高爐富氧率達
情況良好,富氧率很快達到并超過設(shè)計水平。通過到設(shè)計水平時,煤氣中氮氣含量約為50%,繼續(xù)提
對該高爐一年時間的運行監(jiān)測,高爐富氧率與高爐高富氧率,煤氣中氮氣含量最低可達46%左右。
煤氣中氮氣含量之間的關(guān)系如圖2所示。
65
60
55
如
50
45
0
富氧率/%
圖2富氧率與煤氣中氮氣含量的關(guān)系
3800
3600
3400
00
3000
●
2800--
2600
0
2
3
4
富氧率%
圖3富氧率與煤氣熱值的關(guān)系
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河北冶金
圖3是高爐富氧率與煤氣低位發(fā)熱量之間的關(guān)示圖5表明,隨著高爐富氧率的不斷提高,高爐煤
系,在高爐富氧率較低時,高爐煤氣的熱值受富氧率氣的總熱量也相應(yīng)增加,而且增加幅度也越來越大
2011年第6期
影響較小,高爐煤氣熱值在3000kJ/m3上下波動,
當(dāng)高爐富氧率超過2%時,高爐煤氣的熱值隨著富
3000
氧率的提高而顯著增加,高爐富氧率每提高1%,高
爐煤氣的熱值約增加4%~5%。但是當(dāng)富氧率較
高爐鼓風(fēng)量:8000Nm3
高時,根據(jù)監(jiān)測結(jié)果,高爐煤氣的熱值波動幅度較20
2500
大,說明此時高爐爐內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)較為劇烈,煤氣200
成分變化也相對較大。
2.2富氧與高爐煤氣產(chǎn)量
以送入高爐風(fēng)量8000Nm3/min為例,根據(jù)高
爐鼓風(fēng)與高爐煤氣中氮氣含量相等的原理,結(jié)合圖
2所示的煤氣中氮氣含量與高爐富氧率之間的關(guān)
1501富氧率
圖5富氧率與煤氣總熱量的關(guān)系
系,計算得出不同富氧率與煤氣產(chǎn)量之間的關(guān)系如合企業(yè)的能量在增加,充分回收并利用這部分能量,
4所示。
高爐煤氣總熱量的增加,意味著可供給鋼鐵聯(lián)
通過圖4可以看出,隨著富氧率的提高,高爐煤等其它一次能源,或者將該部分能量轉(zhuǎn)化成為熱能、
能夠有效地節(jié)約鋼鐵聯(lián)合企業(yè)所使用的煤炭、重油
發(fā)生量也相應(yīng)增加。這主要是因為圖4是以高爐電能等更高等級的能源供給高端用戶,實現(xiàn)企業(yè)整
風(fēng)量固定不變?yōu)榍疤岬?隨著富氧率的提高,送入體的節(jié)能減排,創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟效益。
爐爐內(nèi)的氧氣總量增加,此時高爐需要提高冶煉4結(jié)語
度,增加生鐵產(chǎn)量,因此高爐煤氣發(fā)生量也相應(yīng)增
但生鐵產(chǎn)量較煤氣產(chǎn)量增加速度更快,因此單過程,對高爐煤氣的成分熱值乃至整個鋼鐵廠的燃
三鐵的煤氣產(chǎn)量仍會隨著高爐富氧率的增加而減
高爐富氧不僅能夠有效地強化高爐煉鐵的冶煉
00
有十分重要的影響,通過研究大型高爐富
氧與高爐煤氣之間的關(guān)系
,可以得出以下結(jié)論
50
(1)隨著高爐富氧率的不斷提高,高爐煤氣中
氮氣所占的比重逐漸降低,高爐煤氣的熱值逐漸增
加,且富氧率越高,高爐煤氣熱值增加幅度越大。
(2)對于相同的高爐鼓風(fēng)量,富氧率越高,高爐
煤氣產(chǎn)量也越大,兩者之間幾乎呈線性關(guān)系,高爐煤
氣所能產(chǎn)生的總熱量
越來越大。
量也
不斷提高,而且其提
3
高幅度
富氧率%
參考文獻
圖4富氧率與煤氣產(chǎn)量的關(guān)系
與高爐煤氣總熱量
[1]梁中渝,利,沈,等富氧噴煤高爐能量變化的分析[J]鋼
鐵,2005,(1):1619
送入高爐風(fēng)量8000Nm3/min為例,不同[3]那樹人,鐵計算辨析[M].北京:冶金工業(yè)出版社1010
氧率
[2]項鐘庸,朱仁良降低燃料比和提高高氧率增加高爐產(chǎn)量]鋼
20(10)-12.
與高爐煤氣總的低位
發(fā)熱量如圖5所
125

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