下面是小编为大家整理的2023年度烧结机富氧燃烧改造技术方案【优秀范文】,供大家参考。
钢厂
烧结机富氧燃烧改造项目
技术方案
2022 年 03 月
1 总述 针对炼铁厂烧结机上点火温度较低的问题，考虑到燃料的热值影响，火焰燃烧温度稍弱，需要增加调节手段。考虑到烧嘴组控制的受限，运用点火预热系统合理富氧，提高火焰的燃烧效率并增强火焰的刚性。以提高烧结矿质量和烧结工序能耗综合生产为目标，改进原有点火预热系统从而提高点火表面温度。采用富氧点火后，将提高改善了燃料利用率，降低固体消耗，提高烧结矿铁酸钙和粘结相含量，改善了烧结矿相结构，将产生显著的经济效益。
2. 富氧燃烧 改造 2.1 项目目标 通过优化适宜的富氧烧结工艺流程，大大改善点火质量，提高烧结矿质量，利用氧气置换燃气，同时实现节能减排。与传统烧结技术相比，富氧烧结做到了稳定有序，其优势如下：
（1）提高燃烧效率，提升燃烧温度。
烧结富氧后，点火助燃空气中含氧浓度提高，煤气燃烧条件得到改善，燃烧效率提高，点火温度及料面温度同步上升。富氧加快点火煤气与混合料之间的热交换，改善混合料的点火状况，加速区域内烧结料层表面固体燃料的燃。在富氧 3%情况，提升温度约 30 度以上，表面点火质量得到较大改善。
（2）提高烧结矿质量 富氧燃烧后，烧结点火温度提高，更重要的是点火强度增大，火焰刚性增强，表面热强度增加，火焰发亮，增强了物料表面的传热速
率，点火质量明显改善，烧结料层表面点火效果得到强化，表层松散料结块成形，烧结内部返矿将大幅度下降。富氧烧结后，烧结过程氧化气氛增强，烧结矿相结构得到改善，强度有所提高。
（3）提高烧结生产率 富氧燃烧后，消除了台车表层的松散料，随着垂直烧结速度的提高，烧结机台车速度加快，使烧结台时产量大幅度增加，返矿率明显下降，烧结生产率上升，产量可提升 2%~5%。
（4）降低燃料消耗 随着点火助燃空气中含氧浓度的提高，使烧结过程氧化气氛有所增强，燃料反应更充分，燃料利用率改善，烧结过程均匀性增强。同时点火器炉膛内温度及料面温度同步上升，烧结料层中的固体燃料得到充分燃烧，提高了燃料利用率，使燃耗得到了明显降低。在富氧3%情况，固体燃料消耗下降，点火煤气耗量降低，综合节约燃气能耗 5%~8%。
2.2 效益分析 （1）产能效益 就烧结机产能增加这一项来计算，产能增加可提升 2%~5%。
（2）经济效益 以燃料为混合煤气为例，混合煤气热值：2300kcal/Nm³，混合煤气价格：0.48 元/Nm³，氧气价格：0.54 元/Nm³，电价 0.65 元/kWh，进行测算富氧改造前后介质消耗费用。
富氧燃烧与常规燃烧对比分析：
表 1 运行成本对比分析表 技术指标 空气燃烧 富氧燃烧 煤气耗量[Nm³/h] / -1000 煤气单价[元/Nm³] 0.48 0.48 氧气耗量[Nm³/h] / 500 氧气单价[元/Nm³] 0.54 0.54 用电量[kw.h/h] / / 用电价格[元/kw.h] 0.65 0.65 年工作时间[h] 8000 8000 煤气成本[万元/年] / -384 氧气成本[万元/年] 0 216 用电成本[万元/年] / / 改造后经济效益（万元/年）
168 万元 3 富氧技术方案 烧结富氧简单而言就是提高助燃空气的氧气含量。从理论燃烧温度计算公式可知，理论燃烧温度与煤气的低发热值、燃烧用空气和燃烧用煤气带入的物理热成正比，与燃烧生成物量和燃烧生成物的平均热容成反比。提高助燃氧气含量，即降低了燃烧产物体积量，使理论燃烧温度上升。按富氧 3%计算，燃烧每立方米煤气可减少燃烧产物5%~15%，预计富氧后能提高料面温度约 30℃左右。采用富氧燃烧后，富氧煤气火焰温度升高，有利于在短时间内获得高风温。
烧结富氧燃烧主要有两类方法，即主管富氧和支管射氧，其示意图如下所示：
1 ）主管富氧 主管富氧是最简洁高效的方案，即直接在助燃总管上开孔，安装
氧气喷枪，氧气和空气在主管道内进行混合，通过氧气阀组对氧气流量进行调节和安全控制，如下图 1 所示。
图 图 1 主管富氧 2 ）支管射氧 ——HIGHJET ® Lance HIGHJET ® Lance 支管射氧是将氧枪插入到烧嘴侧面，在烧嘴附近，氧气和助燃空气进行一次混合，再鼓入炉内，进行燃烧。
结合现场空气流量情况，以及氧气供应情况，采用主管富氧。阀组富氧度控制在 1~3%，氧气流量峰值控制在 500Nm³/h。富氧系统设计根据现场实际情况，从点火炉附近的氧气总管接出一根氧气管道至助燃空气管道中，经调压调流后的氧气进入助燃风机送风总管。氧气总管和助燃空气管道之间设置减压阀组及流量调节阀组，配备相关的仪表，并在原有控制系统添加相关控制画面或设置独立控制柜，实现系统的监视和操作功能。
4 富氧系统控制功能和设备描述 4.1 主要设备及其功能 整个系统由氧气控制阀组，主管氧气喷枪一组，和预接线控制器组成。主要实现以下功能：
提供主管富氧方案，根据需要选择富氧模式；
根据助燃风管道流量计信号，自动按照富氧设定值，精确地调整出总的氧气流量，均匀分配给主管； 氧气主管道设有两个自动切断阀，如果风机急停，可以瞬时完全切断氧气供应； 操作面板简单，可靠，具有关闭、打开以及富氧度设置功能； 带有高低压开关，压力超出范围可自动切断； 整个系统主要阀门组件都选择进口设备，性能安全可靠。
4.2 设备功能介绍 1 ）氧气控制阀组 加氧控制阀组一套，可按客户现场空间选择不同的外形设计。
加氧流量范围为 50-500Nm³/h，满足后期高富氧度的需要； 高压、低压保护装置； 加氧流量限流保护装置； 富氧度范围限定装置； 阀组主要阀件自动安全检测； 安装简单； 操作与维护安全、简单、方便。
2 ）氧气分配器 氧气分配器及烧嘴，针对不同的行业，不同的炉子和工艺有不同型号的设备。其结合风管尺寸、氧气压力、氧气流量、空气流量等参
数综合确定。采用特定分配器，它可以在不到 1 倍直径内实现快速短距离混合。
该氧气分配器特点如下：
原来弯头拆除，修改为不锈钢弯头，并内置氧气分散器。
氧气分散器位于弯头中间位置，该区域处于强紊流区域，部分区域存在边界层脱落特点。分散器采用半逆流对冲方式，可以达到后端快速卷吸搅拌作用，同时彻底规避氧气贴壁现象。
氧气分散器采用多孔带角度侧吹模式，喷射接触点位于壁面，结合该位置的负压抽吸压力，彻底规避了氧气喷入或者卷吸到入口过滤器情况。
3 ）预接线控制柜 富氧应用控制柜主要模块控制，并设置远传信号传输点，可后期接入电脑界面，系统开关和报警指示灯。
为了精确的控制富氧比例，我们把来自助燃空气管道流量计和氧气的流量信号接入控制器中，根据富氧度的要求，经过预先设定的计算公式，在界面上显示实际的流量，并且通过对该信号与输入的目标值进行比较，在控制逻辑上形成一个负反馈控制，驱动阀组上的流量控制阀动作，自适应的调节氧气流量，最后达到工艺设定的目标值。
氧气阀组的氧气流量等数据可输送到总控制系统，由客户协助进行信号对接。
以上是在氧气总管上对炉子总的富氧量的调节和控制。
5 设备参数 氧
气：压力 8Bar，流量 800Nm³/h，用气点管径 DN50。
压缩空气：压力 6~8kg，流量 10Nm³/h，用气点管径 DN20。
控制电源：接入点为 220V，转换后 PLC 控制电压 24V。
控制阀组：提供端子柜，所有信号可以统一接入总控系统，实现远程系统控制。
5 5 安全保障及要求
安全保障：
系统与现有的风机流量进行连锁，根据炉内参数变化及风机变化进行流量调整，遇到如下情况，系统将自动切断。
（1）风机未启动，或者风机紧急切断。
（2）风机流量变化范围超出限制。
（3）氧气流量减少，无法满足最低用量需求。
系统切入切出过程，对原有系统无冲击，平缓进行。
安全要求：
公司工艺涉及到超低温超高压等特点，企业有着自己严格的安全规范。该规范涵盖了欧美等相关氧气标准，并根据自己工艺特点，增加了大量细化安全措施，部分规范如下：
AIGA Document 005/10 EIGA IGC document 13/12/E “Oxygen pipeline and piping systems” (EIGA = European Industrial Gases Association) EIGA IGC document 04/09/E “Fire Hazards of Oxygen and Oxygen Enriched Atmospheres” Linde Engineering Standards LS 930-02 Safety Data sheets “Oxygen” Linde Oxygen Safety Standard
6 设备清单 设备清单：
氧气
入口压力 6-8 bar(峰值供气压力不低于 6bar) 设计峰值流量 800 Nm³/h 纯度要求 99%以上 仪表气 6bar 电源 230V/1PH/50 HZ
800Nm³/h 氧气阀组+ 控制系统 控制系统 序号 部件 数量 备注 1 控制柜 1 威图 2 流量控制仪表 1 霍尼韦尔 3 继电器，指示灯 1 施耐德 氧气阀组
序号 部件 数量 备注 1 手动关断阀 1 凯工 2 压力表带球阀 4 BYD 3 过滤器 1 凯工 4 调压阀 1 德国 S&S 或美国 Cashco 或美国REGO 5 压力保护开关 2 BYD 6 一体式流量计 1 迅尔 7 安全切断阀 2 中鼎 8 流量自动调节阀 1 德国进口 S&S 9 仪表气管路油水过滤三联件 1 日本 SMC
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