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1、1连轧厂加热炉油改高炉煤气可行性分析报告为了优化公司的能源结构，充分利用新高炉投产后富余的高炉煤气来代替价格昂贵的重油，解决燃烧重油容易冒黑烟等一系列环保问题，连轧厂拟采用蓄热式高温气体燃烧技术对加热炉进行改造。彻底消除使用重油存在冒黑烟及潜在泄露问题，达到充分利用有限资源，杜绝污染，降低成本的目的。一、 炉子现状连轧厂加热炉是梁底组合步进式加热炉，采用重油作燃料，年耗重油约 24000 吨，按油价 1670 元/吨计算，折合人民币 4 千万元；炉子有效长度 25870mm，内宽 10780mm，炉子设计能力为 115t/h，辊道进钢，出钢机出钢，钢坯侧进侧出，炉子冷却方式为净水循环冷却，小时
2、循环量 100 t/h。二、 技术可行性分析1.有足够的煤气代替重油作为加热炉燃料根据集团公司科技部提供的资料，在三座高炉同时生产，4#高炉大修和转炉改造完成后，正常生产情况下，有 4.25.2 万 m3/h 的高炉煤气和0.4 万 m3/h 的转炉煤气可供连轧厂使用，此煤气量可满足连轧厂加热炉的要求，可实现加热能力为冷坯：135150t/h，热坯 150160 t/h，此加热能力完全可以满足轧线 90100 万吨年生产能力的要求。如把热电厂作为缓冲用户来进行煤气平衡，则一般情况下不会对连轧厂的生产造成影响。当然，若高炉生产不正常，会对高线或连轧产生影响。2.资源利用和降本工作的要求当三座高炉
3、同时生产，转炉改造完成后，如剩余的煤气不加以利用，一方面则造成资源的严重浪费；另一方面公司每年不得不花几千万元购买重油供连轧厂使用，因此必须对剩余煤气加以利用。3.环保工作的需要当连轧厂加热炉改用煤气作燃料时，除了杜绝烟囱冒黑烟，及重油潜在的泄漏外，最大的好处是减少白鹤洞生产基地 CO2 和 SO2 的排放量，考虑电站可能增加燃煤量因素的影响，估计年减少量分别为约 5.5 万吨和700 吨。4.技术的可行性以往，由于高炉煤气热值比较低，燃烧温度达不到轧钢加热炉的温度要求，因此一直无法直接在轧钢加热炉上使用。但是从上世纪八十年代发展起来的高温空气燃烧技术，通过提高助燃空气的预热温度，扩展了低热2
4、值燃料的应用范围，已成功将高炉煤气直接应用于轧钢加热炉上，并在国内各钢铁公司得到普遍的使用，小时能力从几十吨到一百多吨的推钢式和步进式加热炉相继投产，股份公司高线厂就是采用此技术的一个例子，合理的工艺，完善的操作规程和安全措施，已经完全可以避免高炉煤气使用过程中出现的爆炸危险和安全隐患。该技术在实际应用中根据喷口布置方式差别又分为烧嘴式和通道式两种。 烧嘴式，即把蓄热体放在喷口的后端，一个喷口配备一个蓄热体。而通道式是在炉墙内布置通道，用一个蓄热体来负责一段通道的换热作用。另外，对于改造加热炉，烧嘴式应用得比较多，它对炉墙没有特别的要求。而通道式，由于将通道（空气和煤气）埋设在炉墙里面，因此，
5、炉墙厚度要求比较厚，接近 1 米至 1.2 米的水平，因此，在旧炉子改造上受到限制，一般只应用在新建的炉子上。两者的优缺点如下表：烧咀式 通道式潜在危险不存在 存在通道互相串通而引起煤气和助燃空气相混合而产生爆炸的潜在危险炉压控制当采用大四通阀进行换向时，存在炉压波动大的问题；当采用小三通阀时，不存在炉压波动的问题目前都是采用大四通阀进行换向，无法解决炉压波动的问题布置对称性当采用大四通阀时，属不对称布置，当采用小三通时属对称布置属不对称布置炉温均匀性当采用大四通阀时，炉温均匀性较差；当采用小三通时，炉温均匀性好炉温均匀性差操作灵活性可按需要调节炉子上下供热量比例，特别适合冷热混装的炉子，操作
6、灵活性好炉子上下供热比例保持不变，不能进行调节，操作灵活性差复杂性炉前管道相对比较多 炉前管道相对比较少煤气损失量当采用大四通阀时，煤气损失量大，约 47%，当采用小三通时，煤气损失量小，在 1%以下煤气损失量大，约 47%3三、 改造内容炉子改造的总体思路是：将现梁底组合步进式炉型改成全梁型，用高炉煤气（含少量转炉煤气）作燃料，使用烧嘴式燃烧系统，换向系统采用小三通分散换向。1.外围管道铺设新铺设到达连轧厂的高炉煤气（含转炉煤气）的管道，供点火用的混合煤气管道，供管道吹扫用的氮气；2.燃烧系统蓄热式燃烧系统由蓄热式烧嘴、换向阀、鼓风机、引风机、空气管路系统、煤气管路系统、废气管路系统、管路系
7、统上的各种调节和切断阀门、烟囱等组成。现炉子上的燃烧系统都不能适应新系统使用，即所有设备都要重新购置，主要有 2 台鼓风机(现有鼓风机已不能满足今后的要求) 、2或 4 台引风机、一大批烧嘴和阀门（含换向阀） ，所有管路都要重新制作。3.出钢方式炉型改为步进梁式后，出钢方式由目前的出钢机出钢改为辊道出钢。4.步进底改造炉型要改为步进梁式，必须取消现步进底，改为步进梁，沿炉长方向分成两段，错开结构。5.炉体由于燃料和燃烧方式的改变，相应的炉顶、炉墙和炉底大部分都要拆除重筑，拆除下来的所有耐火材料不能利用，必须重新外购。6.钢结构炉体重新砌筑、步进底改为步进梁及炉子出钢方式的改变，要求炉体钢结构作
8、相应的修改，具体是部分炉底钢结构，全部炉顶钢结构，大部分炉墙钢结构，少量炉门等。7.热工控制及热工仪表现热工控制系统及部分仪表不能满足改造后炉子的要求，要重新配置控制系统和购置相应仪表设备。8.水系统改造炉型改为步进梁式后，需要增加 130150t/h 净水循环量。目前连轧厂净水循环水泵是一用一备，型号为 300S90B，额定流量是 680m3/h，水泵已经基本处于满负荷运行，没有余量，因此需要对水泵进行改造，将目前的水泵改为 400S90B，管道不作变动，通过提高运行压力来达到提高流量的要求。49.压缩空气系统炉子“油改气” ，炉区压缩空气的消耗量约为 58m3/min，主要用于所有换向阀的
9、动作。连轧厂现有 5 台空压机，型号为 4L20/8，每台能力为20 m3/min，总量为 100 m3/min，目前基本上是 3 台运行，两台备用。因此，现有压缩空气系统基本上能满足要求，不需要进行扩容改造，考虑到开四台时配电系统有时会过载，因此有必要对电力设备进行改造。10.供电系统炉子改造后，加热炉区会增加 200KW 的用电设备，加上其它设备，目前 T12 的余量可满足要求；但随着空气压缩机的改造，T17 的能力不能满足要求，配套设备也需要进行改造。11.土建炉子高温段基础需要改造，水泵、空压机房也要动作，同时要改建现风机房及增加排烟机房。四、 改造后炉子有关技术指标1. 炉型：蓄热式
10、步进梁式加热炉；2. 加热钢种：普碳钢、低合金钢、优质碳素钢、弹簧纲、锚螺钢等；3. 钢坯规格：（115 21602）（800010000）mm；4. 炉子加热能力：最大 160t/h；5. 钢坯装炉温度：常温及热装，热装温度约 600；6. 钢坯出炉温度：10501150；7. 燃料：高、转炉混合煤气，热值约 9004.182KJ/Nm3；8. 炉子有效尺寸：有效长度 25.87m，炉子内宽 10.78m；9. 装出料方式：侧进侧出，悬臂辊道进出钢；10.煤气消耗量：60000 Nm 3/h；11.煤气压力： 50001000Pa12.煤气含尘量： 约 20mg/m313.空气消耗量：480
11、00 Nm 3/h；14.烟气生成量：94200 Nm 3/h；15.蓄热式烧嘴形式：空、煤气双预热组合式蓄热式烧嘴；16.换向装置：小型三通换向阀分散换向；17.单位热耗：年平均 1.39GJ/t（材） ；18.空气预热温度：1000；19.煤气预热温度：1000；20.排烟温度：150；519.步进梁冷却方式：水冷却。五、 拆除工程金属部分有全部炉顶钢结构、大部分炉底钢结构和侧墙炉柱、部分炉门、全部清灰炉门、重油管道、蒸汽管道、空气管道、空气换热器、蒸汽过热器、水泵、空压机等，拆除量约 310 吨。炉体耐火材料拆除量约 300m3。六、 投资及停产时间估算1.加热炉1.1 设备材料费1.1
12、.1 耐火材料 200 万元1.1.2 燃烧系统（含烧嘴、风机及各种阀门） 450 万元1.1.3 钢结构、管道材料及制作 50 万元1.1.4 水梁、水封槽及排渣系统 100 万元1.1.5 出钢辊道 35 万元1.1.6 热工控制及热工仪表 200 万元1.2 施工安装费1.2.1 耐火材料砌筑 40 万元1.2.2 设备及金属件安装 51 万元1.2.3 仪表、电气设备安装 10 万元1.3 土建工程费 35 万元1.4 设计、调试费 36 万元1.5 不可预见费 20 万元合计 1227 万元2.相关设备或项目2.1 外围管道（含土建、安装）： 218.76 万元2.2 水系统 20
13、万元2.3 供电系统 45 万元2.4 培训费 12 万元合计 295.76 万元工程投资总计： 1522.76 万元估计停产时间约 60 天左右。七、 经济效益分析直接经济效益：连轧厂目前吨材重油消耗约为 30kg/t，按油价 1670 元/吨计算，吨钢6燃耗成本约为 50.1 元，按年产 80 万吨材计算，年消耗重油的费用为：8050.1=4008 万元由于提高了加热质量，降低了氧化烧损，估计今后氧化烧损能达到0.7%的水平，以目前连轧加热炉氧化烧损 0.9%算，将下降 0.2%。按年产80 万吨材计算，年节约钢坯的效益为：800.2%2160=345 万元改燃高炉煤气后，连轧厂吨材电力消
14、耗增加 6KWh/吨（用于增加引风机、水泵及空压机部分） ，电耗成本增加 3.3 元 /吨材，炉子日常维护费用及材料消耗需增加 4 元/吨材，按年产 80 万吨材计算，年增加运行、维护费用为：80（3.3+4）=584 万元对热电厂的影响：分两种情况1、当转炉还没改造完成，将对热电厂将产生一定的影响。热电厂由于少烧高炉煤气，估计每 KWh 电力成本会增加 4 分钱，按年发电量 3.2亿 KWh 计算，年增加费用约 1280 万元。2、转炉改造完成，高炉正常生产后，对热电厂的影响较小。因此，在 3 座高炉同时生产，转炉改造没完成，连轧厂加热炉改烧高炉煤气后，按连轧厂年产 80 万吨材计算，公司的效益是：4008 +3455841280=2489 万元在转炉改造完成后，连轧厂加热改烧高炉煤气（加少量的转炉煤气） ，公司的效益应剔除对热电影响的部分，总效益为：4008 + 345 584 = 3769 万元投资回收期在
