第11期 张二华等：SO还原对高炉风口前理论燃烧温度的影响 ·1409 计算炉缸内气体的体积).焦炭和煤粉成分来源于 表5煤粉中不同S门还原率时的理论燃烧温度 生产现场，见表3 Tables Theoretical flae temperature pr different reducton rates of St in coal 表2炉顶煤气成分（体积分数） Tbe2 Conposition of p数s % 煤粉中S0 81 9.1 102 112122 CO co CH 马 y 还原率% 27.2 15.5 06 24 54.3 理论燃烧温度C21142113211221112110 表3煤粉和焦炭成分（质量分数） 表6焦炭中不同S0还原率时的理论燃烧温度 Table 3 Composition of coal and coke % Table6 Theoretical flame temperature fr different reducton rates of 含碳 灰分中的 st in coke 固定碳 挥发分 水分 灰分 物质 SQ 焦炭中S0 41 51 61 7.1 81 煤粉 7651 1493 1.62 694 51.14 还原率% 焦炭 80.22 1.80 5.10 1288 47.55 理论燃烧温度℃2119 21162112 2109 2105 4.1焦炭进入风口回旋区的温度对理论燃烧温度 表7为喷煤比为180k怒'时根据式(1)和 的影响 式(2)热平衡分别计算理论燃烧温度的各项热量收 表4给出了进入风口回旋区焦炭温度为 支状况.式(1)中焦炭带入热量的温度选定 1500~2000℃时，1热铁的喷煤比为180kg的理 为1500℃，不考虑S0还原；式(2)中焦炭带入热 论燃烧温度.结果由式(1)计算得到，即没有考虑 量的温度选定为1800℃，考虑S0还原.为了计算 SO还原的影响. 方便，焦炭和煤粉灰分中SQ的还原率分别取6% 表4焦炭进入风口回旋区不同温度时的理论燃烧温度 和10%，其误差为0.8℃，相对误差为0.04%. Tab 4 Theoretical flame temperaure for different coke tmperaures 表7两公式计算理论燃烧温度的各项热量收支状况 in the combustion zone ℃ Table7 Heatbudget calolat in of theore tica l flame tm perature by the 风口回旋区 15001600170018001900 wo fomulas 2000 MJ 焦炭温度 计算 热收入项 热支出项 理论燃烧温度 214321462148215121532156 方式 Qea Qri Qo Q Qie 由表4可见.焦炭进入风口回旋区的温度越高， 式(1) 6742461.377.8 29.1440 焦炭带入的热值就越大，理论燃烧温度越高.在喷 式(2) 6742461.381.729.1 44019.8 煤比为180k怒T时，焦炭带入的温度每增加 100℃，理论燃烧温度增加2~3℃.由此可见，如按 由表7可以看出，式(1)与式(2)在计算时所取 的温度不同，使得焦炭带入的物理热Q增加.另 焦炭进入回旋区的温度为1500C计算，实质是降低 了理论燃烧温度 外，式(2)计算时考虑了S0被还原成气态SO所 4.2风口前S口还原率对理论燃烧温度的影响 消耗的热量，而且Q。在热支出项中所占比例较 表5和表6分别给出了进入风口回旋区焦炭温 大，不可忽略 度为1800℃，喷煤比为180k8T时，煤粉和焦炭灰 在高炉冶炼其他参数不变，仅喷煤比在100~ 分中S的还原率对理论燃烧温度的影响.结果由 220k8T变化时，对比了由式(1)和式(2)计算的 式(2)计算得到，即考虑了SQ还原的影响.表5和 理论燃烧温度，结果如图4所示（计算条件与表7 表6根据高炉风口取样得到的结果取焦炭和煤粉灰 相同) 分中S0的还原率分别为61%和10.2%. 在式(2)中考虑了焦炭进入燃烧区域的温度为 由表5可见，煤粉灰分中S0还原率在10.2% 1800℃和S①部分被还原成SO的综合结果，得到 的基础上增加%（或减少%），理论燃烧温度就 的理论燃烧温度比式(1)要略低一些，随喷煤比的 会下降1℃（或增加1℃）. 升高，其温度差值逐渐增加.喷煤比从100k'升 由表6可见，焦炭灰分中S0还原率在6.1% 高到220k8,温度差值从6℃增加到19℃，即在 的基础上每增加%（或减少%），理论燃烧温度 220kgT条件下，由修正前后公式计算的理论燃烧 就会下降3~4℃（或增加3~4℃）. 温度相对误差为09%.第 11期 张二华等:SiO2还原对高炉风口前理论燃烧温度的影响 计算炉缸内气体的体积 ) .焦炭和煤粉成分来源于 生产现场, 见表 3. 表 2 炉顶煤气成分 (体积分数 ) Table2 Compositionoftopgas % CO CO2 CH4 H2 N2 27.2 15.5 0.6 2.4 54.3 表 3 煤粉和焦炭成分 (质量分数 ) Table3 Compositionofcoalandcoke % 含碳 物质 固定碳 挥发分 水分 灰分 灰分中的 SiO2 煤粉 76.51 14.93 1.62 6.94 51.14 焦炭 80.22 1.80 5.10 12.88 47.55 4.1 焦炭进入风口回旋区的温度对理论燃烧温度 的影响 表 4 给出 了进 入风 口回旋 区焦 炭温 度为 1 500 ～ 2 000 ℃时, 1t热铁的喷煤比为 180 kg·t 1的理 论燃烧温度.结果由式 ( 1 )计算得到, 即没有考虑 SiO2还原的影响 . 表 4 焦炭进入风口回旋区不同温度时的理论燃烧温度 Table4 Theoreticalflametemperaturefordifferentcoketemperatures intothecombustionzone ℃ 风口回旋区 焦炭温度 1 500 1 600 1 700 1 800 1 900 2 000 理论燃烧温度 2 143 2 146 2 148 2 151 2 153 2 156 由表 4可见, 焦炭进入风口回旋区的温度越高, 焦炭带入的热值就越大, 理论燃烧温度越高.在喷 煤比为 180 kg· t -1 时, 焦 炭带入的温 度每增加 100℃, 理论燃烧温度增加 2 ～ 3 ℃.由此可见, 如按 焦炭进入回旋区的温度为 1 500 ℃计算, 实质是降低 了理论燃烧温度 . 4.2 风口前 SiO2还原率对理论燃烧温度的影响 表 5和表 6分别给出了进入风口回旋区焦炭温 度为 1800℃、喷煤比为 180 kg·t -1时, 煤粉和焦炭灰 分中 SiO2的还原率对理论燃烧温度的影响.结果由 式 ( 2)计算得到, 即考虑了 SiO2还原的影响.表 5和 表 6根据高炉风口取样得到的结果取焦炭和煤粉灰 分中 SiO2的还原率分别为 6.1%和 10.2%. 由表 5可见, 煤粉灰分中 SiO2还原率在 10.2% 的基础上增加 1%(或减少 1%), 理论燃烧温度就 会下降 1 ℃(或增加 1 ℃) . 由表 6可见, 焦炭灰分中 SiO2还原率在 6.1% 的基础上每增加 1%(或减少 1%), 理论燃烧温度 就会下降 3 ～ 4℃(或增加 3 ～ 4 ℃) . 表 5 煤粉中不同 SiO2还原率时的理论燃烧温度 Table5 Theoreticalflametemperaturefordifferentreductionratesof SiO2 incoal 煤粉中 SiO2 还原率 /% 8.1 9.1 10.2 11.2 12.2 理论燃烧温度 /℃ 2 114 2 113 2 112 2 111 2 110 表 6 焦炭中不同 SiO2 还原率时的理论燃烧温度 Table6 Theoreticalflametemperaturefordifferentreductionratesof SiO2 incoke 焦炭中 SiO2 还原率 /% 4.1 5.1 6.1 7.1 8.1 理论燃烧温度 /℃ 2 119 2 116 2 112 2 109 2 105 表 7为喷煤比为 180 kg·t -1时根据式 ( 1) 和 式 ( 2)热平衡分别计算理论燃烧温度的各项热量收 支状 况 .式 ( 1) 中 焦 炭带 入 热 量 的 温 度 选 定 为 1 500 ℃, 不考虑 SiO2还原;式 ( 2) 中焦炭带入热 量的温度选定为 1 800 ℃, 考虑 SiO2还原.为了计算 方便, 焦炭和煤粉灰分中 SiO2的还原率分别取 6% 和 10%, 其误差为 0.8 ℃, 相对误差为 0.04%. 表 7 两公式计算理论燃烧温度的各项热量收支状况 Table7 Heatbudgetcalculationoftheoreticalflametemperaturebythe twoformulas MJ 计算 方式 热收入项 热支出项 Qca Qwi Qco Qwa Qde QSiO2 式 ( 1) 674.2 461.3 77.8 29.1 44.0 — 式 ( 2) 674.2 461.3 81.7 29.1 44.0 19.8 由表 7可以看出, 式 ( 1)与式 ( 2)在计算时所取 的温度不同, 使得焦炭带入的物理热 Qco增加.另 外, 式 ( 2)计算时考虑了 SiO2被还原成气态 SiO所 消耗的热量, 而且 QSiO2在热支出项中所占比例较 大, 不可忽略. 在高炉冶炼其他参数不变, 仅喷煤比在 100 ～ 220 kg·t -1变化时, 对比了由式 ( 1)和式 ( 2)计算的 理论燃烧温度, 结果如图 4 所示 (计算条件与表 7 相同 ) . 在式 ( 2)中考虑了焦炭进入燃烧区域的温度为 1 800 ℃和 SiO2部分被还原成 SiO的综合结果, 得到 的理论燃烧温度比式 ( 1)要略低一些, 随喷煤比的 升高, 其温度差值逐渐增加.喷煤比从 100 kg·t -1升 高到 220kg·t -1 , 温度差值从 6 ℃增加到 19 ℃, 即在 220 kg·t -1条件下, 由修正前后公式计算的理论燃烧 温度相对误差为 0.9%. · 1409·