高爐煤氣流分布研究現(xiàn)狀及CO在線監(jiān)測系統(tǒng)

高爐煤氣流分布

高爐生產(chǎn)中熱風(fēng)從風(fēng)口鼓入，在風(fēng)口回旋區(qū)熱風(fēng)中的O與爐缸中的焦炭反應(yīng)，由于該區(qū)域?qū)儆趶?qiáng)還原性氣氛，因此熱風(fēng)中的O全部轉(zhuǎn)化為CO，和N２及少量Ｈ２一起組成了初始煤氣。初始煤氣從下逆流而上經(jīng)過滴落帶、軟熔帶，與自上而下的爐料接觸傳熱、反應(yīng)。同時，由于軟熔帶的透氣性極差，煤氣流的運(yùn)行受到極大的阻力，煤氣向料柱中透氣性好的區(qū)域（即中心和邊緣區(qū)域）流動，形成煤氣流的二次分布。二次分布的煤氣流***經(jīng)過塊狀帶，與爐料發(fā)生大量間接還原反應(yīng)，同時預(yù)熱爐料。在經(jīng)過塊狀帶的整流作用后，完成了煤氣流的第三次分布，***從爐頂料面排出，成為爐頂煤氣。       

 高爐煤氣流分布示意圖

1-礦石；2-焦炭；3-塊狀帶；4-軟熔帶；5-滴落帶；6-軟溶層；7-焦窗；8-風(fēng)口回旋區(qū)；9-死料柱；10-爐渣；11-鐵水；12-爐缸

由此可見，高爐煤氣流分布直接影響高爐煤氣熱能和化學(xué)能的利用效率，關(guān)系到爐內(nèi)溫度分布、軟熔帶結(jié)構(gòu)、爐墻熱負(fù)荷、高爐熱平衡狀態(tài)，與高爐的穩(wěn)定順行直接相關(guān)[1]。高爐操作一定程度上就是取得合理的煤氣流分布。

二 煤氣流分布的影響因素

（1）初始煤氣流分布的影響因素

初始煤氣流分布主要是受風(fēng)口回旋區(qū)的影響，因此風(fēng)口回旋區(qū)的影響因素即是初始煤氣流分布的影響因素。而風(fēng)口回旋區(qū)的深度又主要受鼓風(fēng)動能影響，更進(jìn)一步，風(fēng)口面積、風(fēng)口長度、風(fēng)量、風(fēng)溫即送風(fēng)制度影響著初始煤氣流的分布。鼓風(fēng)動能過大或過小會造成中心或邊緣氣流過分發(fā)展。不同爐缸直徑需要不同的鼓風(fēng)動能與之匹配，爐缸直徑越大，鼓風(fēng)動能越大以使煤氣流向中心擴(kuò)展，使中心保持一定溫度，控制焦炭的堆積數(shù)量，維持良好的透氣性和透液性。北科億力通過總結(jié)全國大大小小400多座高爐的數(shù)據(jù)，得到不同爐容的高爐鼓風(fēng)動能控制范圍如表1所示。

表1 不同爐容的高爐鼓風(fēng)動能控制范圍

PUE-2000系列高爐煤氣分析系統(tǒng)，主要成份是CO、CO2、H2、O2、CH4，分析它們的濃度值對于高爐能量轉(zhuǎn)化情況、冷卻系統(tǒng)狀況、爐頂布料狀況和整個爐況的判斷、調(diào)整起重要的作用。高爐煤氣分析系統(tǒng)由取樣單元、樣品預(yù)處理單元、儀表分析單元、自動化控制單元、標(biāo)定單元組成，全部組合連接到分析系統(tǒng)機(jī)柜。系統(tǒng)采用***分析儀表及管件，***可靠，具有維護(hù)周期長、運(yùn)行成本低、操作簡單的特點。

高爐煤氣工藝點及系統(tǒng)選型表