ICS77.010 H04 中华人民共和国国家标准 GB/T32489—2016 轧钢加热炉节能运行技术要求 Technicalrequirementofenergy-savingoperationforreheatingfurnacein steelrolling 2016-02-24发布 2017-03-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准由中国钢铁工业协会提出。 本标准由全国钢标准化技术委员会(SAC/TC183)归口。 本标准起草单位:首钢总公司、山东慧敏科技开发有限公司、宝钢集团新疆八一钢铁有限公司、北京 首钢国际工程技术有限公司、冶金工业信息标准研究院。 本标准主要起草人:陈冠军、王姜维、周惠敏、仇金辉、胡乐康、胡帅、张绍强、张磊、王敏、陈迪安、 刘学民。 ⅠGB/T32489—2016 轧钢加热炉节能运行技术要求 1 范围 本标准规定了轧钢加热炉节能运行的术语和定义、技术要求、检验及测定方法、操作要求。 本标准适用于钢铁企业轧钢工序新建、扩建或改造的加热炉,其他加热炉也可以参照执行。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T2588 设备热效率计算通则 GB/T13338 工业燃料炉热平衡测定与计算基本规则 GB/T15319 火焰加热炉节能监测方法 GB/T17195 工业炉名词术语 GB/T22590 轧钢加热炉用耐火浇注料 GB28665 轧钢工业大气污染物排放标准 GB50486 钢铁厂工业炉设计规范 GB50825 钢铁厂加热炉工程质量验收规范 YB/T4209 钢铁行业蓄热式燃烧技术规范 YB/T4242 钢铁企业轧钢加热炉节能设计技术规范 3 术语和定义 GB/T17195界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 单位热耗 heatconsumptionperunitsteel 加热钢坯到目标出炉温度,每吨钢所需要的燃料化学热。 3.2 高温空气燃烧 hightemperatureaircombustion 将助燃空气预热到高温(通常为800℃以上)参与燃烧。 3.3 富氧燃烧 oxygen-enrichedcombustion 助燃空气中氧浓度大于常规空气氧浓度的燃烧。 3.4 脉冲燃烧 pulsecombustion 一种使用脉宽调制技术调节燃烧时间的间断燃烧方法。 3.5 汽化冷却 evaporativecooling 加热炉内冷却构件的循环冷却水转化为饱和蒸汽的过程。 1GB/T32489—2016 3.6 热装 hotchargerolling 将不低于300℃的钢坯送入加热炉内加热。 3.7 节能涂料 energy-savingcoating 一种利用红外辐射原理,喷涂在高温窑炉的耐火材料表面,提高光谱发射率的材料,提高了耐火材 料辐射传热的吸热和放热效果。 3.8 空燃比 air-fuelratio 参与燃烧的助燃空气与燃料的体积比例。 3.9 残氧量 residualoxygen 燃烧产物中残余的氧气含量。 3.10 全炉热效率 thermalefficiency 钢坯加热到目标温度需要的热量占供给加热炉的燃料化学热能量的百分比。 3.11 富氧率 oxygen-enrichedrate 助燃空气富氧时增加的氧含量百分比。 4 技术要求 4.1 基本要求 4.1.1 轧钢加热炉的设计应符合GB50486和YB/T4242的规定;全部单体机械设备、钢结构、管道、耐 火材料砌体、液压设备、电气、仪表、电讯、汽化冷却系统、烧嘴、其他炉用设备应符合GB50825的规定; 炉底强度选择应符合YB/T4242的规定,其数量和加热能力应满足产品加热质量要求;应定期维护,满 足节能运行的条件。 4.1.2 根据钢坯品种加热要求,轧钢加热炉对单位热耗和全炉热效率要求应符合表1规定,特殊加热 工艺要求如硅钢、不锈钢、特殊钢的轧钢加热炉单位热耗和全炉热效率另外考虑。 表1 轧钢加热炉对单位热耗和全炉热效率要求 钢坯加热温度/℃ 1050~1150 >1150~1250 >1250 单位热耗/GJ·t-1二级 ≤1.21 ≤1.34 ≤1.46 一级 ≤1.00 ≤1.10 ≤1.20 全炉热效率/%二级 ≥62 ≥60 ≥58 一级 ≥65 ≥62 ≥60 4.1.3 钢坯出钢温度应符合YB/T4242的规定。 4.2 节能技术要求 4.2.1 轧钢加热炉节能技术包括步进梁、先进燃烧技术、汽化冷却、节能涂料、热装热送和过程参数优 化控制等,宜根据加热炉综合节能要求,选择多种节能技术组合应用实施。 2GB/T32489—2016 4.2.2 安装步进梁的轧钢加热炉,钢坯宜保持一定间隙放置,步进梁可交错或组合式布置。 4.2.3 在轧钢加热炉上宜应用各类先进燃烧技术包括高温空气燃烧、富氧燃烧、脉冲燃烧和低NOx燃 烧等,提高燃烧效率,降低污染。实施高温空气燃烧技术的轧钢加热炉,应满足YB/T4209规定,其中 单蓄热式加热炉助燃空气预热温度不低于900℃;对氧气富余的企业,可在常规加热炉上应用富氧燃烧 技术。 4.2.4 轧钢加热炉实施汽化冷却回收蒸汽供企业自身使用,其炉内水梁包扎应满足保温要求。 4.2.5 轧钢加热炉内壁表面及蓄热体表面可定期喷涂或浸涂节能涂料,应用的节能涂料的节能率应不 低于2%,涂料中位径粒度应≤20μm。 4.2.6 轧钢加热炉上实施热装技术,对钢坯热装要求应符合表2规定。 表2 钢坯热装要求 热装温度/℃ ≥800 ≥700 ≥600 ≥500 ≥400 ≥300 热装率/% ≥15 ≥20 ≥30 ≥40 ≥50 ≥60 节能率/% ≥5 4.3 燃料条件 4.3.1 轧钢加热炉的燃料包括高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气和天然气等,其热值、压力、含水和含尘等 应符合有关标准规定。 4.3.2 对蓄热式加热炉燃料适用要求应符合表3规定。 表3 蓄热式加热炉燃料适用要求 燃料种类 高炉煤气 混合煤气 焦炉煤气 天然气 预热方式煤气、助燃空气 双蓄热煤气、助燃空气双蓄热; 助燃空气或煤气单蓄热助燃空气单蓄热 助燃空气单蓄热 4.4 炉体要求 4.4.1 轧钢加热炉的炉体整体寿命不低于15年,高温工作条件下的燃烧器或炉内衬寿命不低于3年, 其中采取的浇注料应符合GB/T22590规定。 4.4.2 炉体外表面平均温度不高于120℃,不同部位加热炉外表面温度应符合表4规定。 表4 不同部位加热炉外表面温度要求 部 位 温度/℃ 炉顶外表面 ≤120 炉门外表面 ≤120 炉墙外表面 ≤100 局部高温部位外表面 ≤180 4.5 余热利用 4.5.1 轧钢加热炉本体排烟温度超过250℃时,应设置余热回收装置,优先回收烟气余热预热助燃空 3GB/T32489—2016 气和预热煤气,其次设置余热锅炉产生蒸汽供发电、采暖或生活使用。 4.5.2 余热利用技术依据加热工艺和排烟温度等确定,其中不同排烟温度下,轧钢加热炉余热利用和 预热温度基本要求应符合表5规定。 表5 余热利用和预热温度基本要求 排烟温度/℃ 余热利用温度/℃ 助燃空气 煤气 ≥1000 蓄热式单蓄热 ≥900 不预热 单蓄热+换热 ≥900 200~300 双蓄热 ≥900 ≥900 ≥500~1000 双预热 300~550 200~300 250~500 单预热预热助燃空气 200~350 不预热 预热煤气 不预热 200~300 4.6 控制要求 轧钢加热炉宜采用计算机自动控制包括基础自动化和二级控制,实现燃烧、换向和空燃比优化控 制,改善加热质量,提高加热效率。检测参数控制包括加热炉分段炉温、燃料、助燃空气和烟气温度、压 力和流量,并宜设有烟气成分分析装置,烟气中残氧量应不超3%,根据燃料热值及烟气中残氧量对加 热炉燃烧进行自动调节,空气过剩系数应为1.01~1.1。对于不锈钢加热炉由于除渣的需要,均热段空 气过剩系数可适当增大。对空燃比控制的轧钢加热炉宜依据燃料成分、热值进行精确控制调节,其中非 富氧情况下空燃比随热值控制范围推荐值参见附录A。 轧钢加热炉的平均炉压控制要求应符合表6的规定。 表6 平均炉压控制要求 轧钢加热炉类型 炉压/Pa 常规加热炉 1~15 蓄热式加热炉 10~30 4.7 排放要求 轧钢加热炉的烟气排放温度要求应符合表7规定,污染物排放应符合GB28665规定。 表7 轧钢加热炉烟气排放温度要求 应用节能 烟气排放温度/℃ 采用蓄热式 ≤180 采用预热 ≤250 4GB/T32489—2016 5 检验及测定方法 5.1 煤气成分和热值化验方法 煤气成分可由在线气体分析仪直接读取,也可单独取样送检,取样和化验方法应符合相关规定,热 值可由热值仪检测,或依据化验成分计算。 5.2 单位热耗和全炉热效率测定方法 5.2.1 轧钢加热炉热平衡测定应符合GB/T13338的规定,单位热耗按式(1)计算。 b=B G…………………………(1) 式中: b———单位热耗,单位为吉焦每吨(GJ·t-1); B———燃料消耗量,单位为吉焦(GJ); G———加热钢坯质量,单位为吨(t)。 5.2.2 轧钢加热炉全炉热效率计算方法应符合GB/T2588的规定,全炉热效率按式(2)计算。 η=Qy Qg×100% …………………………(2) 式中: η———全炉热