热风炉设计理念的合理化

 内容提要：为了进一步提高风温，改进热风炉的设计，强化热风炉的换热过程，减小拱顶温度与送风温度之间的差值是决不能忽视的。

本文的基本理念是：①提高拱顶温度的同时提高废气温度；②缩小格子砖孔径的同时加大热风炉的加热面积；③利用温度较高的废气预热助燃空气和煤气。

提高高炉鼓风温度可以获得良好的经济效益，它不仅可以降低高炉生产的燃料比，而且还可以提高喷煤量。这两方面的效益是可以兼得的。

1960年前后我国部份高炉就实现了1000℃风温。其后，全国的平均风温虽然有所提高，但却长期在1050 － 1100℃的水平上徘徊。直至目前，我们的高炉风温水平与先进俱乐部相比存在着100～150℃差距。提高高炉风温，不仅对于降低高炉生产的能耗，减少环境污染和降低生铁成本具有极其深刻的意义，也是我国高炉进入强国俱乐部行列的重要标志。但是，这是一项有难度的工作。我们应该修正传统的热风炉设计理念，改进热风炉的设计，实现高风温、长寿命、低消耗的目标。

1．强化热风炉的换热过程，减小拱顶温度与送风温度之间的差值

提高热风炉风温，我们面临着一个极大的难题：高温热量供给不足。

高炉生产追求低的燃料消耗，因此，高炉煤气日趋贫化，而许多企业又没有富化煤气（焦炉煤气或天然气等）作为补充。因此，出现了燃料的化学热不足的问题。我们的目标是要用100%的高炉煤气作为热风炉燃料，获得1200～1250℃高风温。为了实现这一目标，通过预热的途径，提高煤气和助燃空气的温度，以增加物理热来补偿化学热的不足固然是必要的，但是，改进热风炉的设计，强化热风炉的换热过程，减小拱顶温度与送风温度之间的差值是决不能忽视的。如果我们能够将原有的拱顶温度与送风温度之间的差值180～200℃减小到100～120℃，这就相当于在同样拱顶温度的条件下，提高了～80℃的风温，这便在很大程度上缓解了高温热量的供给的困难。为此我们认为，对于热风炉的设计理念应作如下修正：

1）提高拱顶温度的同时提高废气温度

为了获得高风温，确保向热风炉提供高于送风温度的拱顶温度是完全必要的，如果二者没有差异，传热过程就不可能进行。

众所周知，依靠提高拱顶温度可以获得提高风温的效果。图1是提高拱顶温度对于送风温度的影响。计算数据表明，每提高10℃拱顶温度，大约可以提高风温7.3～8.0℃，但它将相应加大拱顶温度与送风温度之间的差值。图2是提高拱顶温度对于拱顶温度与送风温度之间的差值的影响。每提高10℃拱顶温度，拱顶温度与送风温度之间的差值大约提高2.0～2.7℃。令人感到有趣的是这些数据存在着一种相互关联的关系：送风温度的提高 + 拱顶温度与送风温度之间差值的提高 = 拱顶温度的提高。

因此可以认为，提高拱顶温度之后，送风温度之所以没有达到与拱顶温度同等程度的提高，是因为它拉大了拱顶温度与送风温度之间的差值。