在高炉的控制参数中，炉顶压力是非常重要的参数之一。炉顶压力的控制精度直接影响高炉的顺行、产量。唐钢2560m3高炉不仅要实现高炉顶压的稳定控制，还要实现唐钢北区动力厂与之配套的余压发电（TRT）的高效运行，在顶压稳定的同时使发电功率最大化。

炉顶压力是指炉顶煤气的压力。高炉炉缸内煤气压力因受炉内炉料阻力的影响， 当它上升到炉顶时，压力会大大减小。由于下部压力大上部压力小，煤气就会很快向上流动。为了使煤气在炉内滞流的时间长一些， 以提高煤气还原铁的作用，使焦炭消耗量降低。因此，在引出高炉煤气的管道上装上截气阀门，阻止和缩小煤气通路，增加炉顶煤气压力，从而进—-‘步提高产量和降低焦比。目前炉顶压力大多采用0.7～3大气压操作（约700～3100克/平方厘米），炉顶压力超过3000克/平方厘米，为高压操作。通常炉顶压力每升高0.1千克/平方厘米，约可降低焦比0.5%，增加产量2～3%。炉顶压力的计算公式为：

炉顶压力 = 逐日（月）平均炉顶压力之和/实际生产日（月）数

炉顶压力统一用（千克/平方厘米）表示，其换算公式为：1000克/平方厘米=1000毫米水柱，约等于736毫米汞柱。

随着高炉的高压操作的普及，炉顶压力也增高到2.5～3.0kg/cm2。在内容积为5000m3级的高炉中产生每小时8X105Nm3的气体，仅其压力就具有2.0～2.5万kW/h的能量。将这些至今被抛弃到大气中的压力能量转送到膨胀透平，变成电能回收的装置就是炉顶压力发电设备（TRT）。

这种设备是从当初苏联（干式，轴流透平），法国（索弗雷阿公司，湿式，径流式透平）引入的技术，但是，现在，日本开发的湿式，轴流透平等技术，已进行了各种改造，发电效率也明显提高，15000～20000kW/h级的设备也正在筹划中。

从炉顶出来的高炉气体含有大量的粉尘（10～20g/Nm3）。

这些粉尘通过除尘器可去除大粒的粉尘，然后用一次文丘里洗涤器再把含尘量去除到100mg/Nm3以下。然而，炉顶压力透平存在的最大问题，是这些粉尘附着在透平叶片上。

透平叶片上的粉尘的不均匀附着，导致透平旋转时发生振动，甚至不能连续运行。再者，一旦附着并固化了的粉尘的剥离物，流入动、静叶片上，就存在损伤叶片的可能性。因此，各公司特别注意精心设计以抑制粉尘的附着。

对于湿式法，一般在透平叶片上喷射水，以防止粉尘的附着。对于喷射水，除工业用水外，可采用高炉除尘水的浓缩器处理水等，为防止喷射喷嘴堵塞，及防止粉尘在透平叶片上附着，可投加阻垢剂，分散剂等水处理药剂。采用湿式法时，气体中的容许含尘量在50～100mg/Nm3以下，通常设置在一次文丘里洗涤器之后。

采用干式法时，在透平的入口侧设置燃烧器，预热气体，使温度提高至120～140℃，以此来消除气体中的尘雾，防止粉尘在动，静叶片上附着。可是，为防止叶片的摩损，需严格限制气体中的粉尘浓度。容许含尘量在10mg/Nm3以下。因此，采用干式法时，透平设备安装在二次文丘里洗涤器之后。气体加热时，可采用高炉气体本体及作为辅助燃料的焦炉气。因为入口气体温度比湿式法（50～60℃）高，所以表现的输出功率增大。

直立炉炉顶压力指标是生产中非常重要的一个控制指标，对于不同的煤种，有不同的炉顶压力制度。直立炉顶部应保持微正压，通过集气管上的自调翻板保持稳定状态。如果炉顶压力不稳定，炉内压力就会波动，使工艺技术状况被破坏。

直立炉集气管的测压点设在煤气总管出口处。此点压力代表炉顶压力，它通过后系统冷凝鼓风工段调节风机的吸力保持在规定范围；也可以用调节荒煤气集气管上的翻板执行机构保持规定的压力值。对于单门炭化室炉顶压力，用水封盒形阀调节。

当直立炉产气总量偏小，而风机使用小回流调节时间过长，会使煤气温度过高。一般的解决办法是在风机出口至煤气冷却器进口前增设大回流管线，使风机对直立炉不产生过度抽气。在大回流管线上可设置压力自调阀来稳定风机前吸力。

二氧化碳（CO2）是煤气中的惰性组分，因此含量应该低些，煤气中二氧化碳（CO2）含量高可能是由于“过度抽气”，或是由于荒煤气集气总管压力波动，以及调节翻板操作不良，造成空气渗入炭化室而引起一部分煤气烧失所致。这时应及时调整风机前吸力或粗煤气集气总管压力调节翻板，稳定集气管压力。如果粗煤气中含氮（N2）量高，这说明空气已被吸入炭化室。

如果煤气离开炭化室之后吸入过量的空气则氧（O2）的成分便会过高，一般炭化室出口粗煤气的含氧量在0.5%以内，含氮（N2）量随煤种不同而异，一般波动在4%～8%之间。

导出装置的气动调节翻板的执行机构是利用空气为介质的稳压机构，由于空气的压缩性会发生滞后及其它不正常现象。所以，要精心调整，控制直立炉炭化室顶部压力的稳定。

直立炉集气管末端压力一般为20～40Pa，这时的看火孔压力为微正压，粗煤气管吸力规定不超过-120Pa，废气总管吸力一般保持- 60～- 80Pa，对于带废热锅炉的直立炉，废气走旁通时，烟道吸力一般为-180Pa左右。

根据加热煤气组成及空气过剩系数的差别，燃烧废气成分也不尽相同，一般二氧化碳（CO2）含量约在15%左右，氧（O2）含量0～1.4%，一氧化碳（CO）含量不超过2.5%，其余为氮（N2）。

为防止直立炉炭化室在集气管吸力消失或减少时出现压力过高，在集气管端头部位设有放散阀，放散阀有自动水封式和手动式两种，手动放散阀也有装置水封的。集气管压力超过正常压力时，手动开启放散阀使集气管泄压；设置自动式放散阀的，当超过调节幅度时，自动放散阀可自行开启和关闭，保持压力稳定。

增加鼓风量是高炉强化的重要手段。但是，并不是在任何情况下都能顺利实现提高鼓风量的。特别是在高炉强化已经获得很大成效和高炉透气能力已受到限制的今天，通过提高风量进一步强化经常受到高炉行程的限制。其结果不但没有达到增产的目的，反而导致燃料比升高，产量下降。

提高高炉炉内压力可以降低煤气流速，减少料柱的压力损失，而得以顺行和增加风量。

高炉炉内煤气流速的大小直接影响到料柱的阻力和煤气的利用率。炉内平均煤气流速对阻损影响很大。

炉内煤气流速与高炉平均断面积、炉腹煤气量、原料性能、炉顶压力和炉内平均压力等因素有密切的关系。

由炉内压力与炉内煤气流速的关系式可知，尽管煤气量没变，炉顶压力提高后，由于煤气体积缩小，上升煤气流速降低。宝钢1号、2号高炉的透气阻力系数K为2.6时，炉顶压力与煤气流速与风压的关系见图1。

由于炉内煤气流速的下降，炉内透气性改善，透气阻力系数K降低。这就意味着，炉顶压力提高后，在相同的透气阻力系数下，高炉可以接受更高的炉腹煤气量，从而提高产量。

如前所述，从高炉生产的制约条件中可以归纳出，高炉炉内煤气流速存在着上限值。宝钢1号、2号高炉的炉内煤气平均流速上限值为3.2m/s。在不同炉腹煤气精的情况下，要求达到一定的炉顶压力才能正常操作。若以炉内煤气流速3.2m/s为标准，当炉腹煤气量为10250m/min时，炉顶压力要求超过226kPa；当炉顶压力与风压同时发生变化时，炉顶压力下降，风压也降低，则高炉的操作区域应由图1中下部炉顶压力与风压之间的关系决定。其可操作区域应在炉内压力降ΔP=200kPa虚线以下的区域。

在高炉减风或加风过程中，应与炉顶压力配合好，最好保持炉内煤气流速稳定和炉内压力降稳定，避免炉内煤气流速和炉内压力降有大的变化而影响炉况。

提高炉顶压力，炉内的阻力损失降低，风口压力与炉顶压力的压差下降。以某高炉为例，高炉入炉风量VB为3800～5000m3/min，富氧量VO2为6000m3/h，鼓风湿度WB为15g/m3，喷煤量PC为25000kg/h，煤中含氢为3%，透气阻力系数K为3.197，在其他条件不变的情况下，炉腹煤气量（标态，下同）在5400～6400m3/min范围内变化，计算其炉内压力损失的变化，见图2。

由图可知，随着炉顶压力的提高，炉内压差明显下降。当炉腹煤气量为5953m3/min，风压和炉顶压力分别为265kPa和125kPa叫作炉顶压力上升或下降10kPa，炉内压力损失下降或升高3.8kPa。

对强化程度较高的高炉，炉内压力降对高炉顺行起着制约的作用，在操作管理中，一定要保持炉内压力降稳定。在上述各种条件不变，而只改变炉顶压力的情况下，对炉内压力损失的变化情况进行研究。当炉内压力损失稳定在150～200kPa范围时，计算炉腹煤气最的变化，得到一组曲线，由图3可知，对于一定的炉内压力损失值，随着炉顶压力的提高，炉腹煤气量能够大幅度增加。

以上计算表叫，炉顶压力提高10kPa，高炉可增产1.9%，但这个值随着透气阻力系数的改变而有所不同。料柱透气性越好，炉顶压力的效果越大。

炉顶压力提高，缩小了煤气体积，降低了煤气流速，从而降低阻损，改善顺行，容许高炉接受更多的风最。由于各高炉冶炼条件不同，炉顶压力对提高利用系数的效果差别较大。一般高炉顶压提高0.01MPa，增产率为

2%～3%，且随着顶压提高f而增产率递减。现代高炉顶压提高0.01 MPa，增产率降为1.1%±0.2%。

提高炉顶压力的另一良好效果是降低燃料比和焦比。虽然各厂的效果不同，但在大多数情况下，燃料比都有所降低。

提高炉顶压力后，促使燃料比下降的原因可能有下列几个方面：

（1）高炉炉内压力提高之后，使2CO=CO2+C反应向缩小体积方向移动，反应加速，即趋向于提高CO2的浓度，使煤气化学能的利用更为完善，并有利于间接还原过程的进行。

（2）提高炉顶压力最明显的效果是，促进高炉顺行，减少炉况波动。保持稳定操作，就会改善冶炼指标，特别是降低燃料比和焦比。

（3）提高炉顶压力，高炉风口的鼓风动能和炉内煤气分布相应朝着更合理分布的方向变化，从而改善炉内气流分布，使煤气利用率提高，燃料比和焦比降低。

（4）提高炉顶压力，降低煤气流速，使炉尘吹出量降低，从而提高焦炭负荷和提高煤粉的利用率，能够减少燃料比和焦比。