1 前言
五六棒的加热炉采用的是空气单蓄热式的加热炉，因煤气及蓄热箱本体设计等原因，连续使用六个月后，极易出现风管堵塞现象，严重影响加热能力，需对蓄热箱体及风管进行清理，每次清理需停炉5天以上才能开始清理，对作业率、产量有一定的影响，为此，决定对五六棒蓄热式加热炉的蓄热箱进行改造，提升蓄热箱的耐久性。
2 蓄热式加热炉的原理
蓄热式加热炉是近年来发展的新型节能技术，对低热值燃料（如高炉煤气）效果显著，其原理为：采用蓄热式烟气余热回收装置，交替切换空气与烟气，使之空气流经蓄热箱经蓄热体进行预热、烟气流经蓄热箱对蓄热体进行加热，实现对高温烟气的热回收和利用，从而达到大幅度节约能源，提高加热炉的热效率。
3 蓄热式加热炉存在的问题
五六棒蓄热式加热炉在使用一段时间后，出现进（出）风口出现堵塞，导致无法形成热交换，不能发挥蓄热式加热炉热回收利用的作用，同时由于风管堵塞，也导致空气进入加热炉困难，空气含量不足，亦无法达到常规炉的效果，从而最终造成煤耗高，钢坯温度无法保证。
3.1堵塞原因分析
3.1.1经对堵塞物的成分进行化验，堵塞物为硫化物与蓄热小球的混合体，其中硫化物为黏合剂，将跌落的蓄热小球黏在弯管等聚集部位，最终堵塞堵塞风管。（硫化物主要由煤气中带来，在现阶段对煤气攻关较困难，暂不做为改进方向）
3.1.2蓄热小球跌落原因分析
蓄热箱体设计如图：
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图1.蓄热箱体结构图
原设计防止蓄热小球跌落的方案主要有：
在蓄热小球下方放一层过滤网，防止蓄热小球跌落到蓄热箱底部（第一级过滤系统）；
在风管与蓄热箱的接口部分，增加过滤网，防止蓄热小球跌落进风管（第二级过滤系统）；
当以上两级过滤系统均失效后，蓄热小球最终跌落至风管中。
通过每次检修对两级过滤系统的跟踪，发现该两级过滤系统失效的主要原因为：过滤网热变形不一致、受蓄热小球的压下力不一致（边缘部分蓄热小球比中间少），在频繁的冷热交替作用下，边缘部位翘起，蓄热小球滑落；此外煤气中含有的硫化物对过滤网的腐蚀，对蓄热小球的跌落也有一定的影响。跌落的蓄热小球最终在风管的弯曲位置处聚集。
4 改造方案
4.1更改易堵位置的结构
将所有上烧嘴的风管的U型底部水平段400mm直管方式由焊接改为法兰盘连接，所有的下烧嘴三通更改为四通，在下端增加一500mm长的直通管。每两个月利用检修时间进行清理。
4.2更改二级过滤系统的固定方式
目前二级过滤系统的过滤网采用焊接模式固定在蓄热箱体进行，由于过滤网触点多、焊接空间小，无法保证焊接质量，采用蓄热箱体外将过滤网周边焊接在宽30mm的钢带上，将带钢焊接在蓄热箱体的固定模式，保证焊接质量。
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图5.过滤网改造图
4.3增加蓄热箱体的隔断功能
蓄热小球绝大部分均是由边缘跌落到蓄热箱底，跌落后，当风管吸烟气时，蓄热小球受吸力影响集中到二级过滤网，从而加重二级过滤系统的负担，通过在蓄热箱体增加隔网（或隔板），阻止蓄热小球向二级过滤系统中运动，从而保护风管的通畅性。
4.4更改蓄热小球的直径
蓄热小球直径过小，过滤网轻微变形后，极易出现蓄热小球嵌入过滤网中，随着冷热变形，对过滤网产生损坏。通过将蓄热小球的直径由10mm调整为20mm，避免蓄热小球嵌入过滤网中。
4.5更改原篦子支架的材质及尺寸结构
将原篦子支架的材质更改为非金属耐高温、可承受一定压力的材质，且将篦子支架网格间距调整为16mm，板厚更改为8mm，减小支架的尺寸结构，减小支撑一级过滤网的支架间的间隙，形成第三级过滤系统。
4.6更改第一级过滤的紧固模式
第一级过滤的虑网目前采用摆放在篦子支架上，滤网上方仅靠蓄热小球的挤压，极易出现边缘部位翘起，通过在过滤网的上方增加一层铸铁模板，增加对边缘的压力，防止边缘翘起。如图：
4.7对过滤网进行防腐蚀处理
过滤网的破损主要是由于硫化物与水气结合，产生的化学腐蚀，通过进行防腐蚀处理，避免腐蚀。
4.8优化工艺操作，同时通过优化工艺，保证气体温度不低于120℃，避免炉气中的水液化，也可以减少腐蚀：
4.8.1保证空、烟比
目前生产热装率较高，炉子热负荷比设计值低很多。在小流量运行时，各段煤气流量脱离孔板量程导致无法测量。此时，应注意保证各段烟气量/空气量≈0.92，方能保证炉内介质平衡，否则容易造成炉压不稳，烧嘴排烟温度异常。
4.8.2烧嘴排烟温度调节
烧嘴超温时：适当关小超温烧嘴前的手动烟阀，同时如果该段该侧其它烧嘴烟温偏低，相应调大其手动烟阀；手阀调节无效，待停炉后，检测烧嘴内部小球的状况，防止小球泄露导致蓄热能力不足。平时生产时可停用该烧嘴；以上问题排除，则应检查烧嘴排烟阀、空气阀（手动阀和快切阀）是否开关到位。
烧嘴低温时：适当调大超温烧嘴前的手动烟阀，同时如果该段该侧其它烧嘴烟温超高，相应关小其手动烟阀；检测烧嘴下部温度，若温度偏高（可跟相邻排烟正常的烧嘴相比），烧嘴内部小球很亮，说明烧嘴排烟正常，建议检查该热电偶。热电偶正常，则检查一次风空气快切阀是否关不严导致空气泄漏量偏大使烟温上不来；手阀调节无效，待停炉时，检测烧嘴下部空烟弯管处是否阻塞；打开一次风旁路上的取压用针型阀，感受一下风量，若一次风快切阀关闭时风量很大且没有明显的变换，则怀疑烟气空气结合处管道或烟气管道堵塞。若风量偏小且没有明显变化，则怀疑空气阀门不能关死，造成空气烟气管道短路。若烧嘴长时间低温（<80℃），则烟气管道内容易形成冷凝水，造成阀门锈蚀，应对低温烧嘴定期动作手动阀门。烧嘴调节应在经常生产状态下，各段空气、煤气、烟气趋于合理的情况下进行，可以标记阀位，以便再次起炉时快速调节到位。
4.8.4炉压应为微正压，易控制在0~20Pa，炉压为负值，则炉门处吸入冷风，降低出钢温度，炉压过高，则炉门处冒火，烧坏炉口设备。正常生产，炉温高于750℃，烧嘴为蓄热燃烧状态时，一次风应关闭，一次风、二次风阀门处的旁路球阀应打开。
5 结束语
通过对蓄热箱进行以上改造，实现了蓄热式加热炉的在线维护，加大了维护周期，维修频率自6个月提升到不低于8个月，提高了蓄热式加热炉的热效益。
论文作者:李崇
论文发表刊物:《基层建设》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/21
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