【正文】 礎(chǔ)上， 綜合科珀斯式和馬琴式的特點， 發(fā)展成了 — 種新的熱風(fēng)爐形式一一新日鋏式外燃式熱風(fēng)爐， 如圖 l 所示； 新日鐵式外燃式熱風(fēng)爐的主 要特的點 在于 ， 蓄 熱 室 上部有 — 個錐體段，使蓄熱室拱頂直徑縮小 至和燃燒 室 拱頂直徑大小相同，拱頂直徑減小使 拱 頂 下部耐火磚所承受的荷 重 減小，從而可以減 少由于高溫蠕變 引 起的拱頂耐火磚的變形， 提高結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定性 。 煤氣和助燃空氣的預(yù)熱裝 置 采用分離式熱管換熱器 ， 助燃空氣 和高爐煤氣經(jīng)預(yù)熱后，溫度可分別達(dá)到 146℃ 左右和 135℃ 左右 ，排出的煙氣溫度約為 150℃ 。 b、爐底板 與 爐 殼直筒 段 采用弧線 連接，以適應(yīng)高壓氣體作用 的形狀。 熱風(fēng)爐爐內(nèi)壓力隨著送風(fēng)期和燃燒期的更迭而產(chǎn)生反復(fù)荷， 使燃燒室和蓄熱室之間產(chǎn)生水平位移，為了保證砌體穩(wěn)定，相對位移量應(yīng)當(dāng)控制在一定的水平之內(nèi)。 熱風(fēng)爐耐火材料砌體的結(jié)構(gòu)特點 拱頂 、 錐體部 、 大墻磚．連接管道，格子磚砌體等均為相互獨 立的砌體。但是在 1000℃ 以上的高溫下，耐火磚失去彈性， 而 變成塑性 體， 應(yīng)力就會消失。 由于熱風(fēng)管路是由耐火磚 層、 絕熱磚層 、 不定形耐火材料作內(nèi) 襯，熱風(fēng)管道內(nèi)又有高溫 、 高速的氣流流動，耐火砌體受溫度、壓力的影響，膨脹是在所難免的 。2020 216。1600 216。1620179。 8 216。除高爐煤氣放散閥、焦?fàn)t煤 氣放散 閥 及氮氣吹掃閥以外，其余 閥 門在燃燒期均處于開啟狀態(tài)。這種冷 卻方式的優(yōu)點是 ： 水路斷面均等，流速相同，有效地避免了水中雜質(zhì)的沉積 。 煙道閥使熱 風(fēng)爐與煙道隔離。 表178。在填 料盒 內(nèi)設(shè)有多層填 料， 內(nèi)設(shè)防水及防灰的集環(huán) 。 圖 22 放風(fēng)閥及消音器 1 一蝶形閥扳， 2 一連桿 ； 3 一活塞； 4 一閥殼； 5— 厚 度為 8mm的穿孔鋼板； 6 一玻璃纖維 第二節(jié) 助燃風(fēng)機(jī) 熱風(fēng)爐的氣體阻力大，僅僅依靠煙囪抽力吸入助燃空氣和排出廢氣 是不夠的，必 須 使用助燃風(fēng)機(jī)強(qiáng)制 地供應(yīng) 助 燃空氣。 熱管的熱量傳遞主要依靠熱媒的潛熱變化 。 也就是說燃料僅指具有工業(yè)意義 的 燃料 。 100/（ 100+ gH2O干 ） 其中 gH2O 干 是相應(yīng)溫度下 1Nm3干煤 氣能夠吸收水蒸汽的重量(g)，空氣和煤氣的飽和水蒸汽含量，見 附 表 44。 =％ H2O 濕 = H2O 干 179。 燃燒過程的總時間包括 ： 燃料的可燃成分與氧化劑的混合時 間 ， 可燃混合物的加熱和著火時 間以及 燃燒的化學(xué)反應(yīng)完成的時間。 因此就有了一個空氣過 剩系 數(shù)的問題。 ) C+O2=CO2 97650 CO+1/2=CO2 68220 H2+1/2O2=H2O(1) 68360 H2+1/2O2=H2O(g) 57810 CH4+2O2=CO2+2H2O(g) 192400 C2H4+3=2CO2+2H2O(g) 320400 S+O2=SO2 69800 H2S+1/2O2=H2O(g)+SO2 123741 如燃料的體積為 100m3，則該燃料的低發(fā)熱量為： Q=（ 68220CO+57810H2+19240CH4+320400C2H4+123741H2S） /100179。 = O2濕 = 02干 179。 在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下， (／ 0℃) 1 克水蒸汽的體積為 ： （ 1000179。 放風(fēng)閥的作 用，什么情況 下 放風(fēng) 閥 才能打 開。 熱 管 是 — 種新型高 效 率的熱交換元件 ， 共本身是一個內(nèi)部抽成 真空 (真空度大于 l02 Pa)，并充以適 量 熱 媒 的密封管，分離式 熱管換熱器的換熱原理大致如圖 23 所示 。 消音器一般有阻性消音器 、 抗性消音器和阻抗復(fù)合型消音器幾 種類 型， 阻性 消音器是利用吸 音 材料來減少噪音，其優(yōu)點是能在較 寬 的中、 高頻范圍內(nèi)消音 ， 對 刺 耳的高頰聲波有明顯的消減作用。如圖 20 所示 。 閥 門的下部還設(shè)有 放 水閥 。 (水溫差一般 ≤5℃ ) 不定型耐 火材料的涂注方法是將不定型耐火材料用 水 混合 ，混 勻后進(jìn)行涂注，加溫硬化 。 熱風(fēng) 閥 的冷卻水座圈為 一 矩形的箱形焊接結(jié)構(gòu)圖 l6。 送風(fēng)系統(tǒng)的閥門將鼓風(fēng)送入熱風(fēng)爐，并把熱風(fēng)送入 高爐。1924179。2020 216。1880 216。壁厚 mm 耐火材料厚度 mm 耐火材料材質(zhì)（厚度 mm） 備注 1 冷風(fēng)總管 ～ 22 216。 燃燒器用耐火磚砌筑 而成 。 所有異形磚和組合磚都在耐火材料 廠制造，并經(jīng)過預(yù)組 裝 后，編號裝箱， 施工時按編號就位砌筑 。 蓄熱 室 中、上部，選用了體積穩(wěn)定、蠕 變 小的優(yōu)質(zhì)高鋁磚HRL65a和 HRL55。 經(jīng)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，熱風(fēng)爐 中 同時出現(xiàn)下列因素時 ， 將 引 起應(yīng)力 腐蝕開裂： a、 由于熱風(fēng)爐砌體的絕熱良 好， 使得爐殼溫度會在露點以下 ，熱風(fēng)爐爐殼 及熱風(fēng)管道內(nèi)形成冷凝液 ； b、 提高拱頂溫度，氧的濃度及延長氣體的停留時間都 會使得 NOx(NO,NO2)的濃度升高，同時冷凝液中的硝酸根濃度增加 ，而材料在承受應(yīng)力的 作用下，當(dāng)硝酸鹽這種特定介質(zhì)以離子狀態(tài)存 在時，就會產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕； c、 熱風(fēng)爐使用 的煤 氣 含有硫， 它是燃燒 反 應(yīng)物中形成硫的氧 物 的 根源， 在 SOx(S02， S03)介質(zhì)的侵蝕下，冷凝液溶解三價鐵，在冷凝液這種 酸性 介質(zhì)和三價鐵離子的作用 下， 大大加快了應(yīng)力腐蝕開裂的速 度； d、 爐 殼 焊縫熱影響區(qū)內(nèi)存在殘余應(yīng)力； e、 材料承受拉應(yīng)力，而且在燃燒和送 風(fēng)周 期變 化 中還受緩慢變化的疲勞應(yīng)力的作用 。 熱風(fēng)爐組 4 座 熱風(fēng)爐共有 一 個基礎(chǔ)，用鋼筋混凝土澆注，為 擴(kuò)大基礎(chǔ) 的 底面 積，基 礎(chǔ)的地下部分帶有底盤 。但是如果一座高爐配置 4 座熱風(fēng) 爐 ，僅有三座工作 就 可保 持其全部工作能力，在三座熱風(fēng)爐工作的情況下，降低的風(fēng)溫可以通過提高廢氣溫度（在不超過廢氣溫度上限的條件下 )來彌 補(bǔ)。由于蓄熱式熱風(fēng)爐 是燃燒 (加熱 )和送風(fēng) (冷卻 )交替工作，為保證向高爐連續(xù)不斷地供給熱風(fēng)，每座高爐至少要配兩座熱風(fēng)爐，一般每座高爐有三座 熱風(fēng)爐，為了使設(shè)備結(jié)構(gòu)不過于龐大和實現(xiàn)交錯并聯(lián) 送風(fēng)現(xiàn)代大型高爐 一 般均配四座 熱風(fēng)爐。 第一節(jié) 馬鋼 2545m3熱風(fēng)系統(tǒng)簡介 馬鋼 2500m3，高爐熱風(fēng)系統(tǒng)基本上套用了寶鋼 4063m3高 爐熱 風(fēng)爐系統(tǒng)的形式，與馬 鋼目前 一鐵總廠中小型高爐 所采用的熱風(fēng)爐系統(tǒng)有很 大差別， 首先是熱風(fēng)爐的型式采用了新日鐵式的外燃式 熱風(fēng)爐， 而不是馬鋼 一鐵總廠中小型高爐現(xiàn)在所用的考貝式內(nèi)燃式熱風(fēng)爐， 另外熱風(fēng) 爐的配置座數(shù) 也由傳統(tǒng)的每座高爐配 3 座熱風(fēng)爐增至每座高爐配 4 座 熱 風(fēng)爐，并 且增設(shè)了高爐煤氣預(yù)熱和助燃空氣預(yù)熱等先進(jìn)的工藝裝置。 另 外， 配置四座熱風(fēng) 爐 也為送風(fēng)制度中的并聯(lián)送風(fēng)和交錯并聯(lián)送風(fēng)提供了 可 能 。 為了 克 服 熱風(fēng) 爐基礎(chǔ)設(shè)計中存在的因熱風(fēng)爐底板上翹，造成地腳螺栓 被拔起的問題 ，以及防上由于底 板 變形 引 起漏風(fēng) ， 在基礎(chǔ)設(shè)計 中 改進(jìn)了地腳螺栓的固定方式 ，在熱風(fēng)爐 下部設(shè)置加固的鋼圈，地腳螺栓伸長到基礎(chǔ) 鋼 圈上面，直接與爐殼鋼圈相連按。 針對 晶 界應(yīng)力腐蝕形成的種種 原因 2545m3高爐熱風(fēng)爐在設(shè) 計時采取了相應(yīng)的防護(hù)措施 ： a、 如果 爐 殼內(nèi)壁溫度不低于 150℃ ， 就不會形成冷 凝液 ，當(dāng)然也就不會被酸液所侵蝕 。 蓄 熱室 下部，由于溫度較 低， 采用了價格便宜，抗壓強(qiáng)度較好的粘土磚。 ，預(yù)留膨脹縫 熱風(fēng)爐砌體的保溫層比 較厚 。上部溫度波動范圍大，采用耐熱震 性良好的高鋁 青 石磚 ，下部用防水性良好的致密粘土磚 。1600 216。2828179。2020179。 12 ～ 138 灌 HCN130 17 排風(fēng)管 ～ 216。 其中 一些閥門還 起 著調(diào)節(jié)熱風(fēng)溫度的作用 。 圖 16 熱風(fēng)閥冷卻水座圈 座圈斷面壁厚隨熱應(yīng)力變 化 而變化，水圈內(nèi)側(cè)上方靠近閥 板處， 設(shè)有高速冷 卻 水小 腔，從 Dg950冷水 進(jìn) 水管出來的冷水首先進(jìn)入 高 速冷卻水小 腔 ，稱為 一 次冷卻，然后冷卻水沿此兩小腔 (中間 設(shè)隔板隔開 )繞閥座內(nèi)圈向下流動，在閥體最下部的兩個較大的空腔處 匯 合， 然后向上流經(jīng)閥箱上部的出水口，排出。 為防止耐火材料脫 落， 在涂注耐火材料處加焊錨 固 件．涂好的 耐火 材料要 有合適的膨脹縫。 閘 板式切斷閥用作煤氣切斷 閥 ，閥座和閥板因受煤氣腐蝕，為 提高密封面的壽命，在閥座和 閥 板的接觸面上，堆焊硬質(zhì)合金，同 時 也 為了 耐磨。 圖 20 冷風(fēng)流量調(diào)節(jié) 閥 蝶 形調(diào)節(jié) 閥 的主要部件為 閥 體 、閥 板和轉(zhuǎn)動軸 ?？剐韵羝饔址Q聲學(xué)濾波器，依靠流路的膨脹反射以及共鳴等聲 學(xué)原理消音 ， 對低頻噪音有良好消音作用。 熱媒一般采用蒸餾 水，理想的熱媒是二次 蒸 餾 水。 助燃風(fēng)機(jī)的 工 作 制度， 主要技術(shù) 性能。 18） = 則 100 m3 干燥 煤 氣吸收 水 蒸汽的體積為 (gH2O 干 179。 100/（ 100+ gH2O干 ） =％ 179。 =+++143C2H4+ 式中 CO、 H CH4等均以該燃料中各可燃?xì)怏w所占的體積百分?jǐn)?shù)代入，即可得出該燃料的低發(fā)熱值。 空氣過剩系數(shù) n=實際空氣需要量 Ln/理論空氣需要量 Lo 一 般情況下，用煤 氣作燃 料的空氣過剩系數(shù) n=～ 有焰燃燒 n=～ 當(dāng)然， n=Ln/Lo 只是空氣 消 耗系數(shù)的定義式，一般不用它 來計 算實際的空氣過剩系數(shù)，而應(yīng)先實際測出 燃燒 產(chǎn)物成分，然后利 用 氧平衡法或 氮平 衡法來計算 n 值， 這里介紹一下氧 平 衡法。從燃料的可燃分子與氧化劑分子的混合擴(kuò)散到燃燒的化學(xué)反應(yīng)完成，這一過程稱為燃燒過程。 100/（ 100+ gH2O干 ） =％ 179。 = gH2O干 （ m3） 因此 ， 由 100m3干煤 氣變成 濕煤 氣 時 其體積變?yōu)?： (100+ gH2O干 )（ m3） ，這 樣， 干成分換算成濕成分 的關(guān) 系式變?yōu)?： X 濕 =X干 179。 第四章 熱風(fēng)爐爐內(nèi)的燃燒和換熱 第一節(jié)燃燒 燃料 凡是在燃燒時能夠放出大量的熱， 且 此熱量能有效地應(yīng)用于工 業(yè)和其它方面的物質(zhì)，統(tǒng)稱為燃料，這里說的有效地利用該熱量是 指技術(shù) 上可行，在經(jīng)濟(jì)上合理而言 。 冷凝后的熱媒靠重力作用流回蒸發(fā)器，再進(jìn)行蒸發(fā) 、 冷 凝，如此連續(xù)循環(huán)，熱量便不斷由煙氣 間接 地傳給高爐煤氣或助燃空氣 。 馬鋼大高爐 的 Фl600 ／ Ф600 放風(fēng)閥采用的就是這種阻抗交合型消音器。 蝶形調(diào)節(jié)閥的轉(zhuǎn)動軸軸承一般采用滾動軸 承， 它設(shè)置在密封填料外面獨立的軸 承座內(nèi)，避免與煤氣和鼓風(fēng)按觸，影響潤滑 。 迷宮環(huán)上開有一條斜切口，如同氣缸環(huán)一樣 ， 使之具有彈性，因此可 以調(diào)整它與閥桿中心線 間 的位置，其最大位移約為 3mm。 高爐煤氣切斷 閥 ，焦?fàn)t煤氣切斷 閥 是用來將燃燒器與煤氣管道 切斷；助燃空氣切斷閥是將助燃空氣管與燃燒器切斷，熱風(fēng)爐在送 風(fēng)期時使用切斷閥將燃燒器與煤氣系統(tǒng)和助燃空氣系統(tǒng)切斷 。 熱風(fēng)閥閥板由兩塊直徑為 Ф l920mm，厚度為 25mm 的鋼板 組成， 兩塊鋼板當(dāng)中夾焊著 高 度為 40mm，厚度為 25mm 的雙螺旋 鋼板，在閥板的外圈焊有與閥箱底圈同種材質(zhì)的第一級冷卻水 圈 ，經(jīng)這樣組合 焊 接之后，閥板便成為一個 鋼 度較大的封閉結(jié)構(gòu) ，如圖 17 圖 17 閘 板水圈 由圖可見 ，閥 板的冷卻水 通 過 Dg50 的 進(jìn) 水管，將水送入 閥板 的第一冷卻水圈，然后按圖示箭頭方向，由 外 向 內(nèi)， 沿著這種“ 蚊 香型 ” 的冷卻水道，再由內(nèi)向外進(jìn)行冷卻，最后通過 Dg50的排水管流出 。 熱風(fēng)爐 燃燒系統(tǒng)的 閥 門有 ： 空氣燃燒 閥 、高爐煤氣燃燒 閥、高 爐煤氣切斷閥 、 高爐煤氣放散 閥、 焦?fàn)t煤氣燃燒 閥、 焦?fàn)t煤氣切斷 閥、 吹掃 閥 (N2)、 焦?fàn)t煤氣放 散閥、 空氣調(diào)節(jié) 閥、 高爐煤氣調(diào) 節(jié) 閥、 焦?fàn)t煤氣調(diào)節(jié) 閥 以及煙道 閥 等。416179。1600 216。 14 460 HRL65H(140)(114) (114)HCN130(55)HCL130(30) 7 熱風(fēng)支管 ～ 60 216。 12 外保溫 2 熱風(fēng)爐附近冷風(fēng)總管 ～ 17 216。 從熱 風(fēng)出口出來的