ICS77.010 H04 中华人民共和国国家标准 GB/T32972—2016 钢铁企业轧钢加热炉 节能设计技术规范 Technicalspecificationenergysavingdesignforreheating furnaceofsteelrollinginironandsteelworks 2016-08-29发布 2017-07-01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:山东慧敏科技开发有限公司、北京京诚凤凰工业炉工程技术有限公司、冶金工业 信息标准研究院。 本标准主要起草人:胡文超、周惠敏、张绍强、仇金辉、王姜维、吴启明、王连杰、赵辉、刘逸舟、李亮、 刘常富。 ⅠGB/T32972—2016 钢铁企业轧钢加热炉 节能设计技术规范 1 范围 本标准规定了钢铁企业轧钢加热炉节能设计的术语和定义、节能设计原则和节能综合技术。 本标准适用于连续式轧钢加热炉。 本标准不适用于间歇式加热炉。 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/T3486 评价企业合理用热技术导则 GB/T16618 工业炉窑保温技术通则 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 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 热效率 thermalefficiency 钢坯所吸收的热量占供入炉内的燃料化学热及其他热源供热之和的百分数。 3.2 预热器余热回收率 recuperatorheatrecoveryefficiency 空气、煤气预热所获得的物理热与进入预热器前烟气的物理热之比。 3.3 预热器温度效率 recuperatortemperatureefficiency 预热空气(或煤气)温度减20℃与烟气进入预热器的温度减20℃之比。 3.4 推钢炉管底比 skidhearthrate 炉底纵水管、横水管、立柱裸露在炉膛内的总面积与炉底面积之比。 3.5 炉底强度 furnacehearthintensity 每平方米过钢炉底面积每小时的产量。 3.6 加热炉利用率 furnaceutilizationcoefficient 一套轧机配置多座加热炉时,由于装料、出料的相互干扰,单座加热炉的产量将低于额定产量,能达 到的实际产量与额定产量之比称为加热炉利用率。 1GB/T32972—2016 4 节能设计原则 4.1 本标准仅涉及到轧钢加热炉设计时应采用的综合节能技术和应达到的单耗指标,全面的设计规范 按GB50486执行。 4.2 加热炉设计应贯彻国家和行业的有关节能的方针、政策和法规,根据车间工艺、燃料适用条件,确 定采用相应的技术。加热炉设计应满足技术先进、确保产品质量、节能低耗、排放达标、运行安全可靠、 生产操作自动化程度高的要求。 5 节能综合技术 5.1 炉型选择 5.1.1 加热炉炉型选择应与车间生产规模及轧线工艺设备装备水平相适应。 5.1.2 加热炉炉型应优先选择节能型炉型。 5.2 产量的确定 5.2.1 轧钢车间内加热炉总能力的确定应以轧钢工艺提出的年加热坯料量和加热工艺的要求为依据。 5.2.2 热轧和中厚板车间往往是多炉配置,加热炉利用率应按表1选取。 表1 多炉配置时加热炉利用率表 加热炉同时工作座数/座 2 3 4 加热炉利用率 0.75~0.80 0.70~0.75 0.65~0.70 5.2.3 加热炉产量富裕系数应不小于1.2,不应留设备用加热炉,设计年工作时间6500h。 5.2.4 轧钢车间热装率大于70%时,不宜按全部冷装时的年平均产量确定炉长。 5.3 炉底强度选择 5.3.1 常规燃烧方式加热炉的炉底强度应按表2选择,节能型炉建议采用中下限值。 5.3.2 使用高炉煤气的双蓄热炉,炉底强度不应大于表2要求。使用混合煤气的蓄热炉,炉底强度可 在表2基础上提高10%~15%。 5.3.3 延长不供热预热段的长度,降低炉尾排烟温度。不供热预热段长度占加热炉有效长度的百分比 值应按表3选取。 表2 常规燃烧方式加热炉炉底强度 炉型 加热方式 轧机坯料 mm炉底强度 kg/(m2·h) 推钢式单面加热 小型50~70 方坯300~400 全部上下加热 小型75~100 方坯≤650 步进底式 单面加热 小型≤130 方坯350~450 步进梁底组合式 部分单面加热部分上下加热 小型100~150 方坯400~500 2GB/T32972—2016 表2(续) 炉型 加热方式 轧机坯料 mm炉底强度 kg/(m2·h) 步进梁式 上下加热小型>140 方坯500~550 棒材坯厚250~350 棒材轧机≤500 棒材坯厚>350 棒材轧机450 热轧坯厚200~250 热轧坯580~650 厚板坯厚250~300 厚板坯550~600 热轧 300系列不锈钢板坯 460~500 热轧 400系列不锈钢板坯 500~550 环形炉 上加热 无缝 管坯 250~300 表3 不供热预热段长度比例 燃烧方式 三段供热时 四段供热时 常规燃烧 33%~35% 20%~26% 空气单蓄热 18%~20% 15%~18% 空气煤气双蓄热 3m 2m~3m 5.4 热装 应尽可能提高热装温度和热装率。全炉热装时,燃料节约率(与冷装时额定燃料消耗比较)应达到 表4的指标。 表4 热装时燃料节约率 全部热装温度/℃ 300 400 600 700 800 900 燃料节约率/% ≥11 15 28 35 45 53 5.5 蓄热式燃烧技术 5.5.1 使用天然气和焦炉煤气时,宜采用空气单蓄热;使用混合煤气时,应采用单蓄热和/或双蓄热;使 用低热值的转炉煤气和高炉煤气时,应采用双蓄热。 5.5.2 混合煤气的常规炉改造成蓄热炉,指标应不低于表5的水平。 3GB/T32972—2016 表5 混合煤气蓄热炉与常规炉能耗比较 项目 空气单蓄热 空气煤气双蓄热 蓄热炉比常规炉能耗节省率/% 9 15 5.6 高辐射覆层节能技术 5.6.1 节能涂料涂覆于轧钢加热炉炉膛内壁、水梁、立柱及蓄热体表面,涂料应保持完整性。 5.6.2 应用的节能涂料的节能率应不低于2%,涂料中位径粒度应不大于20μm。 5.7 炉体严密性 5.7.1 炉体的窥视孔、炉门设置应考虑生产和节能需要。 5.7.2 应控制炉内为微正压,端进端出炉门启闭需与烟道闸门联锁。 5.8 烟气余热利用 5.8.1 连续加热炉的排烟温度在700℃~850℃之间,应设置空气和煤气预热器。 5.8.2 加热炉应设置空气预热器。对于转炉煤气和发生炉煤气的加热炉,应同时设置煤气预热器。非 蓄热式加热炉的空气、煤气预热温度水平应按表6选取。 表6 非蓄热式炉空气、煤气预热温度推荐值 炉型 空气单预热时预热温度/℃空煤气双预热时 空气预热温度/℃ 煤气预热温度/℃ 碳素钢板坯加热炉 ≥550 450~500 250~300 不锈钢板坯加热炉 ≥500 ≥450 ≥250 棒材加热炉 ≥500 ≥450 ≥250 线材加热炉 ≥450 ≥400 200~250 环形加热炉 ≥450 ≥400 ≥250 5.8.3 煤气预热器的设计温度不宜高于300℃,煤气洁净度差时,预热温度不宜超过250℃。 5.8.4 预热器的余热回收率应在40%以上、温度效率应在60%以上。 5.8.5 在空气预热器或煤气预热器后的烟道上宜设置余热锅炉系统。 5.9 炉底支撑梁汽化冷却和其他水冷部件 5.9.1 大中型步进梁式加热炉、推钢炉应采用汽化冷却,所产生的蒸汽纳入管网。 5.9.2 对于中型坯的推钢炉,管底比应取0.30~0.45;对于坯料为钢锭的推钢炉,管底比不应大于0.55。 5.9.3 水冷部件应绝热包扎,在温升允许条件下,尽量减少用水量。 5.9.4 板坯步进梁式加热炉水梁和其他水冷部件的总热损失不应超过热支出总量的9%,小方坯步进 梁式加热炉不应超过8%。 5.10 低空气过剩系数 加热炉均热段的空气过剩系数不应大于1.1,炉尾残氧含量不应大于3%。 4GB/T32972—2016 5.11 炉体和管道绝热 5.11.1 炉体各部位根据不同接触面温度选择多层复合材料组成,炉墙外表面设计温度应符合 GB/T3486的规定。 5.11.2 热风和热煤气管道应绝热,管道绝热应符合GB/T16618的规定。 5.12 燃烧设备 5.12.1 根据燃料种类、炉型,选择合适的烧嘴。 5.12.2 加热炉产生的氮氧化物浓度应符合GB28665的规定。 5.13 自动化控制 加热炉应配置完备的自动化控制系统,实现加热、燃烧过程优化控制。 5GB/T32972—2016