热风炉工作原理及应用

6.5.6.1　热风炉工作周期

热风炉一个工作周期包括燃烧、送风和换炉3个过程。在每一个工作周期内，热风炉内温度周期性的变化。

送风时间与热风温度的关系如图6-31所示，随着送风时间的延长，风温逐渐降低。送风时间由2h缩短到1h时，风温可提高50～70℃。但缩短送风时间，燃烧时间也随之缩短了，因此在一定条件下应有一个合适的热风炉工作周期。合适的送风时间取决于保证热风炉获得足够的温度水平（表现为拱顶温度）和蓄热量（表现为废气温度）所必要的燃烧时间。

图6-31　热风炉送风时间与风温变化曲线

（拱顶温度1250℃，废气温度200℃，热风炉蓄热面积17800m2）

6.5.6.2　热风炉燃烧制度

热风炉燃烧制度有3种：固定煤气量，调节空气量；固定空气量，调节煤气量；空气量和煤气量都不固定。各种燃烧制度的特性见表6-13，各种燃烧制度的比较见图6-32。

表6-13　各种燃烧制度的特性

①图6-32中t0至t1；②图6-32中t1至t2。

图6-32　各种燃烧制度示意图

a—固定煤气量，调节空气量；b—固定空气量，调节煤气量；c—空气量、煤气量都不固定
1—烟道废气温度；2—过剩空气系数；3—空气量；4—煤气量

燃烧制度的选择原则为：

（1）结合热风炉设备的具体情况，充分发挥助燃风机、煤气管网的能力；

（2）在允许范围内最大限度的增加热风炉蓄热量，利于提高风温；(www.xing528.com)

（3）燃烧完全，热损小，效率高，降低能耗。

6.5.6.3　热风炉送风制度

当高炉配备3座热风炉时，送风制度有：两烧一送；一烧两送；半并联交叉。当高炉配备4座热风炉时，送风制度有：三烧一送；并联（两烧两送）；交叉并联。如图6-33所示。各种送风制度的比较见表6-14。

图6-33　热风炉送风制度示意图

a—3座热风炉；b—4座热风炉

表6-14　各种送风制度的比较

送风制度的选择原则为：

（1）根据热风炉座数和蓄热面积；

（2）助燃风机和煤气管网能力；

（3）高炉对风温、风量的要求；

（4）发挥热风炉设备的潜力并保证热风炉设备安全；

（5）利于提高风温和热效率；

（6）降低能耗。

大型高炉多设置4座热风炉，几乎都采用交叉并联送风，即两座热风炉同时送风，其中一座热风炉送风温度高于指定风温（后行炉），另一座热风炉送风温度低于指定风温（先行炉）。进入两座热风炉的风量由设在冷风阀前的冷风调节阀控制，因此，是理想状态下的交叉送风，混风调节阀用来调节换炉时的风温波动。中小型高炉若热风炉能力有富余可采用一烧两送制，这样在相同废气温度条件下可提高风温，或在相同风温时降低废气温度，缩短燃烧期，减少总煤气用量，但需增大单位时间内的燃烧煤气量。

交叉并联送风时，由于先行炉可在低于指定风温条件下送风，因此蓄热室格子砖的周期温差大，蓄热室的有效蓄热能力增加，燃烧期热交换效率提高，废气温度降低。交叉并联送风比单送风可提高风温20～40℃，据日本君津4号高炉经验，热效率可提高10%。这样，在相同的热负荷条件下，可以降低拱顶温度，如果维持相同的拱顶温度，则可以提高风温。