1.概述

當前，我國鋼鐵廠加熱爐氣體的種類主要有：發(fā)生爐煤氣、高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、混合煤氣(高焦混合、高焦轉(zhuǎn)混合等)、天然氣，最常用的是發(fā)生爐煤氣、高爐煤氣和混合煤氣。

但在實際生產(chǎn)過程中，由于煤氣發(fā)生量、用量的變化，煤氣消耗有所增加(高爐出風(fēng)或進料時，煤氣消耗增加；高爐換爐或焦爐換向煤氣仍有大量煤氣；各軋鋼廠加熱爐規(guī)格.品種.產(chǎn)量發(fā)生變化時，都會引起煤氣用量和總管道壓力的波動；)高焦轉(zhuǎn)混配氣比例不穩(wěn)定.煤氣緩沖用戶容量不足等因素會影響煤氣熱值的大幅波動。

2.軋鋼加熱爐煤氣熱值的變化

燃氣熱值不穩(wěn)定，會導(dǎo)致加熱爐空燃比中的不合理。

空燃比例較小，導(dǎo)致爐溫(爐氣溫度)低，冷坯升溫時間長，加熱爐的加熱量低；空燃比例大時，煙氣中的熱量損失多，單位燃燒高。

它的內(nèi)容和程度有以下定量分析。

2.1影響加熱爐的生產(chǎn)率。

軋鋼加熱爐內(nèi)要達到1300~1400℃的高溫，需要理論燃燒溫度超過1800~1850℃，這就需要綜合考慮預(yù)熱溫度及特定空氣系數(shù)下的控制系統(tǒng)和設(shè)備。

要達到t理=1800~1850℃所需的燃料種類，預(yù)熱溫度和空氣系數(shù)(與燃燒方法和控制設(shè)備有關(guān))。

如圖所示：目前國內(nèi)連續(xù)加熱爐多采用混合煤氣.爐氣和高爐煤氣等，空氣過剩系數(shù)應(yīng)控制在1.05~1.15的范圍內(nèi)，才能提高理論燃燒溫度。

燃燒空氣過剩系數(shù)的系統(tǒng)組織波動范圍如下：

注意：燃氣每千卡/標立熱值完全燃燒，需用助燃氣量為1標立。

可見：現(xiàn)有的系統(tǒng)組織燃燒空氣過剩系數(shù)只有很小的范圍，無法使氣體保持在最佳理論燃燒范圍內(nèi)，會引起爐膛溫度偏低.冷料待熱時間長.加熱爐效率低。

2.2空燃比例不合理，影響單位燃耗提高空燃比，不合理(不論大小)不僅影響加熱爐的生產(chǎn)率，還會導(dǎo)致加熱爐單位燃燒耗的升高。

由于空氣過剩系數(shù)過大，排氣量增加，廢氣熱損增大，燃燒溫度下降；空氣過剩系數(shù)太小，會導(dǎo)致燃油未充分燃燒，造成燃油浪費。

右邊的圖表顯示了空氣燃燒過剩系數(shù)和排氣熱量損失的關(guān)系。

排氣溫度為1300℃時，氣體過剩系數(shù)從1.0增加到1.3是廢熱。

氣物性熱損從59%上升到74%；當空氣過剩系數(shù)從1.0降低到0.85時，廢氣帶走的化學(xué)和物理熱損之和從59%迅速上升到75%。

所以，空氣過剩系數(shù)太大或太小，都會使爐膛溫度和爐膛熱效率下降，并最終造成燃料消耗與溫室氣體排放量的增加。

由此可以得出：若采用熱值儀與煙道殘氧分析儀實時監(jiān)測煤氣熱值和全爐燃燒狀態(tài)，同時參與各階段的燃燒控制(一級或二級)，可自動調(diào)整各階段的空燃比，從而克服了煤氣熱值波動引起的爐溫波動.鋼溫的波動，實現(xiàn)了加熱爐低氧燃燒，提高了加熱爐生產(chǎn)效率，降低了單位燃耗。

合理的空燃比有利于降低排放煙氣對大氣的污染。

3.測定氣體熱量的方法

目前，國內(nèi)測定氣體熱值的方法主要有：流動式熱量計.紅外分析熱值儀.

燃燒型(測溫)熱值儀.燃燒式(測定殘氧量)熱值儀等。

氣體熱值是通過將一定量的氣體樣品進行充分燃燒，由熱量計的水流溫度和流量溫升計算出氣體熱值。

本儀器對檢測環(huán)境.操作人員的素質(zhì)要求較高，且熱值分析周期一般為10-15分鐘，不適合軋鋼廠在線.快速測定煤氣熱值的要求。

紅外線分析熱值儀是通過測量被測氣體波長和濃度之間的關(guān)系來測量煤氣熱值。

雖然可以在線進行，但由于鋼鐵廠煤氣(塵埃.焦油.萘、水等雜質(zhì))質(zhì)量較低，且含有的雜質(zhì)對其波長有很大影響，易造成測定結(jié)果誤差較大，焦油.萘及粉塵易堵塞氣室和濾光片，維修間隔期短.清理工作困難，一般適合計量潔凈.潔凈氣體，比如天然氣。

通過測量燃燒室頂熱堆(低溫?zé)犭娕?/span>)溫度變化和相對密度綜合計算燃氣熱值，以減少由于溫度變化引起的熱值變化而產(chǎn)生的熱值，為減少由于溫度變化而引起的熱值測量滯后，該設(shè)備的管徑較細(

燃燒型(測量殘氧含量)熱值儀是以一定比例的助燃空氣為原料，通過使用煙氣-氧分析法，即引用一定數(shù)量(1~2m3/h)的燃氣樣本，在燃燒室中輸入完全燃燒，測量和分析煙氣殘氧含量，計算燃氣的熱值和合理空燃比例系數(shù)。

本設(shè)備管徑較粗(Φ20mm)，燒嘴直徑較小(>7mm)，管路不易堵塞.維修間隔期較長(90-180天).維修費用較低(沒有專有設(shè)備)。

4.燃燒式(測定殘氧量)熱值儀-燃氣熱值/定氧燃燒兩用儀

4.1產(chǎn)品特性

1)測量精度高.靈敏度高.不產(chǎn)生時滯。

2)運行穩(wěn)定可靠，維護量小，維護費用低。

3)不需要恒溫，恒溫工作環(huán)境。

4)對氣體類型.質(zhì)量(含灰塵.濕度.熱值波動)適應(yīng)范圍廣.適應(yīng)性強。

5)測量氣體熱值，提供合理的空燃比例系數(shù)，作為人工操作或參與自動化系統(tǒng)的基礎(chǔ)，保持加熱爐合理空燃比例的燃燒。

6)操作簡單，功能全面，能為現(xiàn)場運行管理提供豐富的信息，如：即時燃氣熱值、三班、全天平均煤氣熱值等。

7)多級安全防護裝置。

斷電自動熄火，保護功能齊全，設(shè)備恢復(fù)正常后，自動點火，投入使用。

4.2與常用熱值儀現(xiàn)場運行參數(shù)對比表對比表.在相同的現(xiàn)場條件下，并置長期運行。

測試結(jié)果）

4.3經(jīng)濟預(yù)測(經(jīng)濟效益.環(huán)境效益.社會效益)

在線測量煤氣熱值，可指導(dǎo)加熱爐操作員(一級或二級控制系統(tǒng))配制合理的空燃比。

如果熱值波動以±150KCal/m3計算，合理配置空燃比，效益預(yù)測如下：

1)提高加熱爐爐熱效率1~2%，優(yōu)化坯料加熱工藝，提高坯料加熱質(zhì)量。

2)節(jié)能降耗，降低單位燃耗1~2%;3)提高成材率，降低氧化燒損率0.1%;4)減少碳排放1~2%;5.5.5.5.5.5.5.5。

1)有效長度×有效寬度(mm):32042×7076;2)電爐型式：端部出推鋼加熱爐；

3)其中：均熱段，總的加熱段長度為14670mm(供熱段)，占總爐長45.8%，預(yù)熱段為17330mm(無供熱段)，占全爐的54.2%(無供熱段)；

標準產(chǎn)量：2400±200Kcal/m3；

5.2改造前、后的技術(shù)指標和操作水平對比。

說明：計算時間為項目執(zhí)行之前的2009年10月至12月的指標。