内容发布更新时间 : 2025/1/6 16:26:23星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

旋切式顶燃热风炉技术特点

姜凤山

(中冶京诚工程技术有限公司)

摘要:对旋切式顶燃热风炉的技术特点进行了总结。实践表明，该热风炉结构合理，在同等条件下可提高风温50℃以上，热效率提高5％～10％，预期寿命可达到25年以上。 关键词:热风炉顶燃式燃烧器格子砖

旋切式顶燃热风炉是近年来中冶京诚研制开发的新一代高风温、高效率、长寿命热风炉技术。旋切式顶燃热风炉集成了卡鲁金顶燃式热风炉、新日铁外燃式热风炉和霍戈文内燃式热风炉的优点，并通过大量试验研究，如计算机仿真、全炉模型冷态模拟测试、热态运行测试等，围绕高风温、长寿、和节能环保等技术进行了系统性创新和提高。目前，已有8项国家专利和2项经冶金建设协会认定的专有技术，拥有完全自主知识产权。旋切式顶燃热风炉与其他类型顶燃式热风炉相比，同等条件下可提高风温50℃以上，热效率提高5％～10％，预期寿命可达到25年以上。 1燃烧器

旋切式顶燃热风炉燃烧器主要由煤气环道、煤气喷口、空气环道、空气喷口、混合室、喉口等几部分组成。煤气通过切向喷口喷入燃烧器混合室，并在混合室内圆柱面导向作用下，形成向下运动的管状旋流。助燃空气则沿径向喷口喷入燃烧器混合室，向煤气管状旋流的中心切入，对煤气管状旋流形成有效地切割，与煤气发生强烈混合，混

合物瞬间从燃烧器喉口喷出，进入燃烧室燃烧，这就是旋切式顶燃热风炉燃烧器“旋切”工作原理。

旋切式燃烧器煤气喷口和空气喷口均为水平布置，空气喷口距离煤气喷口较远而且靠近喉口。由于煤气喷口与空气喷口距离较大，保证煤气管状旋流形成，有利于空气穿透。空气喷口距离喉口很近，保证了煤气与空气混合的瞬间从喉口喷出，并进入燃烧室燃烧。旋切式顶燃热风炉燃烧器只起到组织气流的作用，煤气和空气在燃烧器喉口部位一次完成混合，并瞬间从喉口喷出进入燃烧室燃烧，燃烧器内部并无火焰，这是旋切式顶燃热风炉燃烧器的显著特点，也是与其他类型顶燃式热风炉燃烧器根本区别。旋切式燃烧器煤气和空气无预混，混合燃烧一次完成，避免了预混预燃产生的烟气与未燃煤气和空气掺混而阻碍煤气与空气进一步混合，避免了未燃煤气和空气燃烧条件恶化。

旋切式燃烧器煤气与空气混合充分，保证很小空气过剩系数下煤气燃烧完全。国丰5号高炉旋切式顶燃热风炉实际抽测表明大范围改变空气过剩系数，烟气中的没有检测到CO。经检测八钢新区A 高炉旋切式顶燃热风炉废气O2含量在0．3％时。CO含量小于0．03％

[1]

。而常规热风炉一般在燃烧较好的情况下，废气废气O2含量0．3％

时，CO含量0．3％[2]。废气O2含量0．3％相对应的空气过剩系数约1．03，说明旋切式顶燃热风炉燃烧器燃烧性能良好，在1．03空气过剩系数可以保证燃烧完全。计算表明，其他条件不变，过剩空气系数由1．10降低到1．03，燃烧温度可提高20℃。

2小孔径高效格子砖 旋切式顶燃热风炉使用小孔径高效格子砖，具有良好的热工性能。霍戈文改进内燃式、卡鲁金顶燃式和旋切式顶燃热风炉使用的格子砖热工参数见表l。目前使用的旋切式顶燃37孔格子砖主要有A、B两种，其中格子砖A用于大中型高炉，格子砖B用于中小型高炉。 孔径φ28mm的37孔格子砖与孔径由30mm的19孔砖相比，在相同的格子砖重量条件下换热面积增加16．9％；相同体积条件下换热面积增加13．1％；在相同蓄热室断面积条件下，活面积增加5．8％。37孔砖热工参数显著优于19孔砖。 表1 霍戈文改进内燃式、卡鲁金顶燃式和旋切式顶燃热风炉不同格子砖热工参数 卡鲁金顶项目 格孔直径，mm 换热面积，m2/m3 活面积， 填充系数， 霍戈文内燃式7孔格子砖 40 42.17 0.422 0.578 燃式19孔格子砖 30 48.58 0.364 0.636 选切式顶燃37孔格子砖B 28 54.93 0.385 0.615 选切式顶燃37孔格子砖B 25 56.68 0.354 0.646 使用小孔径高效格子砖，热风炉换热面积增加，改善了热风炉热交换条件，可以缩小拱顶温度与热风温度的差值，在相同拱顶温度条件下，可获得更高的风温。已经投产的旋切式顶燃热风炉其差值在100—140℃之间，而传统热风炉该差值约150—200℃。八钢新区A高炉旋切式顶燃热风炉拱顶温度约1 320℃，风温达到l 186℃[3]。较低拱顶温度还可显著减少NOx生成，更有利于避免发生炉壳晶间应