013鞍鋼新5高炉热风炉应用高发射率覆层的节能诊断及节能效果.doc

鞍钢新5#高炉热风炉应用高发射率覆层的节能诊断及节能效果研究周惠敏1，苍大强2，尚策3，张洪宇3，王志君3，孟凡双3，孙传胜1，何立松1，翟延飞1（1. 山东慧敏科技开发有限公司，山东 济南 2501002. 北京科技大学冶金与生态工程学院，北京 100083；3. 鞍钢股份有限公司，辽宁 鞍山 114021）摘要：鞍钢炼铁总厂新5#高炉热风炉（卡鲁金式）在2008年6月应用山东慧敏科技开发有限公司研发的专利技术——高辐射覆层技术。为考察高辐射覆层技术的应用效果，我们对涂有高发射率节能涂料的鞍钢新5#高炉热风炉A（卡鲁金式）和未涂节能涂料的相同炉型、尺寸相当的热风炉B（卡鲁金式）进行了节能热诊断测试和热工过程定量分析比较，对两座高炉热风炉的热量流向和热效率及热能分布情况进行了定量诊断。诊断结果表明，应用高发射率涂层后，有覆层的热风炉比没有覆层的热风炉平均热风温度提高23℃，有效热量利用提高3.89%，平均烟气温度降低24℃，热量损失减少2.71%，热效率提高4.62%。关键词：高炉热风炉，高发射率，高辐射覆层技术引言 高辐射覆层技术是利用山东慧敏科技开发有限公司经过长期试验研究开发的高辐射率节能涂料，将其涂覆在格子砖的表面，使蓄热和放热主体---格子砖的表面具有很强的吸收高温烟气辐射热（燃烧期）和释放格子砖蓄热量的能力（送风期），使更多的燃烧期烟气热量被格子砖吸收和送风期格子砖能向空气传输更多的热量，提高了高炉风温，薄薄的一层高辐射节能材料双向强化了燃烧期和送风期的传热效果。 高辐射覆层技术应用在高炉热风炉蓄热室内，涂覆在蓄热室900℃以上高温段硅质格子砖表面，达到了格子砖高吸收、高辐射、高蓄热、高放热的理想效果。高辐射覆层通过强化辐射换热，提高了格子砖表面温度，增加了格子砖内外温度梯度，使格子砖升温期吸热速度和吸热量增加，送风期放热速度和放热量也增加了，从而提高热风温度。 为定量掌握鞍钢高炉热风炉在蓄热室格子砖涂覆高发射率涂层后的热量使用情况和热效率变化情况，评价热风炉的热工特性，揭示高发射率涂层的应用效果，北京科技大学对涂有节能涂料的鞍钢新5#高炉热风炉A（卡鲁金式）和未涂节能涂料炉型相同，尺寸相当的热风炉B（卡鲁金式）进行了热诊断测试和定量分析，通过对比分析覆层的节能效果。热诊断的对象 涂有高发射率节能涂料的鞍钢新5#高炉热风炉（卡鲁金式）为A、未涂节能涂料的炉型相同、尺寸相当的高炉热风炉（卡鲁金式）为B。热诊断的内容及主要数据 （1）测试记录数据包括：煤气成分、煤气耗量；煤气温度、压力；助燃空气温度、压力、流量；冷风温度、压力、流量；热风温度、压力；烟气温度； （2）煤气数据均来源于工厂，A煤气数据为A厂提供的九组数据的平均值，B厂为测试当时煤气数据，烟气成分采用Vario Plus工业气体连续分析仪现场测定； （3）测试数据表中均为现场多次测试的平均值； （4）热风炉尺寸主要指蓄热室外形尺寸。 表3.1 当天气象参数 项目 地点 大气温度 (℃) 风速 (m/s) 天气状况 A 6 ﹤5 阴 B 14 ﹤5 晴 表3.2 煤气成份（%）成份 CO CO2 H2 CH4 O2 N2 备注 A含量 23.7 18.9 1.9 - - 55.5 未提供CH4、O2，热值平均3190.00 KJ/ m3 B含量 23.5 19.1 1.6 0.3 0.1 55.4 表3.3 烟气成分测试数据（%） 项目 O2 CO2 CO NO NOX SO2 C3H8 A 0.58 26.7 1.57 0.0007 0.0007 0 0.0081 B 4.00 25.6 0.0188 0.0009 0.0009 0 0.0079 表3.4 测试周期内热风炉燃烧期参数 测试 煤气 助燃空气 温度 压力 流量 总含水量 温度 流量 压力 ℃ KPa m3/h % ℃ m3/h KPa A 190 8 91200 5 285 59250 14 B 134 15 85120 5 173 56540 6 表3.5 测试周期内热风炉送风期参数 测试 冷风 热风 烟气 温度 ℃ 压力 KPa 流量 m3/min 混风前温度/℃ 压力 KPa 温度/℃ A 173 361 4741 1210 351 283 B 203 400 4895 1187 393 307  表3.6 热风炉炉体温度数据 部位 段别 散热表面积（m2） 1点（℃） 2点（℃） 3点（℃） 平均（℃） 环境温度（℃） A蓄热室 第一段 第二段 第三段 第四段 第五段 159.73 159.73 159.73 159.73 159.73 39 31 21 16 15 43 38 31 32 28 43 38 36 32 26