專利名稱：一種高風(fēng)溫高爐熱風(fēng)爐煤氣、助燃空氣預(yù)熱方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高爐氣體預(yù)熱技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供了一種高風(fēng)溫高爐熱風(fēng)爐煤氣、助燃空氣預(yù)熱方法。
背景技術(shù)：
隨著高爐大型化，高爐煉鐵技術(shù)正向高效、長(zhǎng)壽、高風(fēng)溫、大噴煤量方向發(fā)展。提高風(fēng)溫有利于高爐生產(chǎn)，可降低焦比，增加噴煤量，提高產(chǎn)量，降低生產(chǎn)成本。高風(fēng)溫技術(shù)在世界各主要產(chǎn)鋼國(guó)家得到普遍應(yīng)用。目前歐州及日本的大型高爐平均風(fēng)溫已達(dá)1250℃，正向1300～1350℃邁進(jìn)。而我國(guó)高爐熱風(fēng)爐平均風(fēng)溫僅1000℃左右。國(guó)外高風(fēng)溫技術(shù)主要采用燃優(yōu)質(zhì)煤氣，空氣、煤氣雙預(yù)熱的方法。國(guó)內(nèi)大部分鋼鐵企業(yè)高熱值的焦?fàn)t煤氣十分寶貴，低熱值的高爐煤氣有富余。因此，我國(guó)高爐熱風(fēng)爐高風(fēng)溫技術(shù)只能采用以燃燒高爐煤氣產(chǎn)生的高溫?zé)煔夂蜔犸L(fēng)爐低溫?zé)煔鉃闊嵩矗A(yù)熱煤氣、助燃空氣的方法。例如中國(guó)專利申請(qǐng)CN1084792C“高風(fēng)溫高爐熱風(fēng)爐空氣、煤氣預(yù)熱方法”于2002年5月15日公開了如下技術(shù)方案使用3臺(tái)熱管換熱器，用280～320℃熱風(fēng)爐煙氣同時(shí)對(duì)熱風(fēng)爐燃用空氣、高爐煤氣第一次預(yù)熱至130～150℃；再使用2臺(tái)熱管換熱器，將煙氣發(fā)生爐燃燒高爐煤氣產(chǎn)生的900～1000℃的高溫?zé)煔庀群髮?duì)空氣和高爐煤氣進(jìn)行第二次預(yù)熱，使空氣預(yù)熱到400～450℃，高爐煤氣預(yù)熱到300～350℃，在全燒高爐煤氣的條件下，使送風(fēng)溫度達(dá)到1250～1310℃。該技術(shù)方案存在的問(wèn)題是(1)預(yù)熱系統(tǒng)設(shè)備和管道數(shù)量多、體積龐大、占地面積和占用空間大。兩次預(yù)熱共用5臺(tái)熱管換熱器、1座煙氣燃燒爐。高爐熱風(fēng)爐現(xiàn)場(chǎng)擁擠，空中各種管路交錯(cuò)。因此，該技術(shù)方案如付諸實(shí)施局限性大，很多高爐熱風(fēng)爐現(xiàn)場(chǎng)擺不開這么多預(yù)熱設(shè)備和管道。
(2)預(yù)熱系統(tǒng)設(shè)備和管道的散熱面積大，散熱損失大。
(3)第二次預(yù)熱仍采用熱管換熱器，不是最優(yōu)選擇。在高溫條件下金屬換熱器壽命短、體積龐大、溫度效率和熱效率低。應(yīng)該采用長(zhǎng)壽、高效、小型的蓄熱式燃燒裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高爐熱風(fēng)爐煤氣、助燃空氣預(yù)熱方法，只燒高爐煤氣，使高爐熱風(fēng)爐的風(fēng)溫進(jìn)一步提高到1300～1350℃的國(guó)際先進(jìn)水平；優(yōu)選高溫預(yù)熱設(shè)備，減少預(yù)熱系統(tǒng)設(shè)備和管道數(shù)量、占地面積、占用空間和散熱損失，提高溫度效率和熱效率。
本發(fā)明的技術(shù)方案是使用1臺(tái)無(wú)機(jī)傳熱換熱器，用280～320℃的熱風(fēng)爐煙氣將熱風(fēng)爐和小型高效蓄熱式燃燒裝置燃用高爐煤氣預(yù)熱到170～190℃；用1對(duì)計(jì)算機(jī)控制的小型高效蓄熱式燃燒裝置燃燒170～190℃的高爐煤氣，將熱風(fēng)爐助燃空氣預(yù)熱到1050～1100℃。
本發(fā)明的構(gòu)成是使用1臺(tái)無(wú)機(jī)傳熱換熱器，用280～320℃的熱風(fēng)爐煙氣將熱風(fēng)爐和小型高效蓄熱式燃燒裝置燃用高爐煤氣預(yù)熱到170～190℃；(2).用1對(duì)計(jì)算機(jī)控制的小型蓄熱式燃燒裝置燃燒170～190℃的高爐煤氣，將熱風(fēng)爐助燃空氣預(yù)熱到1050～1100℃。具體工藝為如圖1所示，本發(fā)明預(yù)熱高爐煤氣所用的1臺(tái)無(wú)機(jī)傳熱換熱器1布置在熱風(fēng)爐9通往煙囪2的煙氣管道Y上。進(jìn)、出無(wú)機(jī)傳熱換熱器1的熱風(fēng)爐煙氣溫度分別為280～320℃和150～160℃。被預(yù)熱到170～190℃的高爐煤氣經(jīng)高爐煤氣管道G分別送入熱風(fēng)爐9和小型高效蓄熱式燃燒裝置4的燃燒器。
小型高效蓄熱式燃燒裝置4的助燃空氣經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)3和空氣管道K供入燃燒器，燃燒器點(diǎn)火用焦?fàn)t煤氣由管道J供入。燃用焦?fàn)t煤氣的點(diǎn)火燒嘴裝配高壓電點(diǎn)火裝置、紫外光敏火焰檢測(cè)裝置，確保高爐煤氣點(diǎn)火燃燒過(guò)程自動(dòng)控制安全可靠。經(jīng)預(yù)熱的170～190℃的高爐煤氣在小型高效蓄熱式燃燒裝置中的高速燒嘴或亞高速燒嘴與空氣燃燒，所產(chǎn)生的高溫?zé)煔庠谛顭崾疑戏娇臻g高速旋轉(zhuǎn)，然后氣流分布均勻地進(jìn)入蓄熱球床，與陶瓷球進(jìn)行高效換熱后，150～160℃的煙氣經(jīng)換向機(jī)構(gòu)5和引風(fēng)機(jī)6排出。熱風(fēng)爐助燃空氣經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)7和換向機(jī)構(gòu)5進(jìn)入小型高效蓄熱式燃燒裝置4的蓄熱室，被陶瓷球加熱到1050～1100℃，經(jīng)熱風(fēng)閥8和熱風(fēng)管道R送到熱風(fēng)爐燃燒室。小型高效蓄熱式燃燒裝置由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，因此能確保在只燒高爐煤氣條件下，高爐熱風(fēng)爐風(fēng)溫達(dá)到1300～1350℃。其中，小型高效蓄熱式燃燒裝置的蓄熱體是直徑為10～30mm的高鋁高硅質(zhì)陶瓷球。
本發(fā)明所述的小型高效蓄熱式燃燒裝置計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制的內(nèi)容包括1對(duì)小型高效蓄熱式燃燒裝置的自動(dòng)切換程序控制、燃燒控制、貯熱量控制、燃燒裝置拱頂溫度控制、廢氣溫度控制等。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于預(yù)熱系統(tǒng)設(shè)備少，高溫空氣預(yù)熱設(shè)備長(zhǎng)壽、高效、小型、計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，節(jié)省高熱值的寶貴的焦?fàn)t煤氣，只燒低熱值的富余的高爐煤氣，使熱風(fēng)爐的風(fēng)溫達(dá)到1300～1350℃的國(guó)際先進(jìn)水平，可降低噸鐵焦比60～70kg，增加噴煤量100～120kg，增加鐵產(chǎn)量9～10.5％，1年左右收回投資。
本發(fā)明使高爐熱風(fēng)爐送風(fēng)溫度達(dá)到1300～1350℃，比現(xiàn)有技術(shù)(CN1084792C)的1250～1310℃提高50℃。但本發(fā)明所用設(shè)備和管道的數(shù)量、體積、占地面積、占用空間、散熱損失等大為減少，低溫預(yù)熱僅用1臺(tái)無(wú)機(jī)傳熱換熱器就充分利用了高爐熱風(fēng)爐低溫?zé)煔庥酂豳Y源，且排煙溫度僅160℃左右，而現(xiàn)有技術(shù)(CN1084792C)低溫預(yù)熱則使用3臺(tái)熱管換熱器，排煙溫度為170℃左右。高溫預(yù)熱，本發(fā)明應(yīng)用現(xiàn)代的高溫空氣燃燒技術(shù)與理論，使用1對(duì)小型、高效、長(zhǎng)壽、計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制的蓄熱式燃燒裝置，燃燒170～190℃的高爐煤氣，直接在高效蓄熱室內(nèi)預(yù)熱助燃空氣到1050～1100℃，而現(xiàn)有技術(shù)(CN1084792C)應(yīng)用傳統(tǒng)的燃燒技術(shù)和預(yù)熱方法，使用3臺(tái)相互分離的熱設(shè)備，即2臺(tái)高溫時(shí)短壽、體積龐大的金屬熱管換熱器，和一座煙氣燃燒爐來(lái)第二次預(yù)熱空氣、煤氣，其溫度效率和熱效率都不高。兩者相比較，本發(fā)明具有明顯的優(yōu)越性。


圖1為本發(fā)明的工藝系統(tǒng)圖。其中無(wú)機(jī)傳熱換熱器1、.煙囪2、鼓風(fēng)機(jī)3、.1對(duì)小型高效蓄熱式燃燒裝置4A、B、.換向機(jī)構(gòu)5、引風(fēng)機(jī)6、.鼓風(fēng)機(jī)7、.熱風(fēng)閥8、熱風(fēng)爐9包括№1、№2、№3、№4共4座。
具體實(shí)施例方式
用1臺(tái)無(wú)機(jī)傳熱換熱器1布置在熱風(fēng)爐9通往煙囪2的煙氣管道Y上。進(jìn)、出無(wú)機(jī)傳熱換熱器1的熱風(fēng)爐煙氣溫度分別為300℃和160℃。被預(yù)熱到180℃的高爐煤氣經(jīng)高爐煤氣管道G分別送入熱風(fēng)爐9和小型高效蓄熱式燃燒裝置4的燃燒器。
小型高效蓄熱式燃燒裝置4的助燃空氣經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)3和空氣管道K供入燃燒器，燃燒器點(diǎn)火用焦?fàn)t煤氣由管道J供入。燃用焦?fàn)t煤氣的點(diǎn)火燒嘴裝配高壓電點(diǎn)火裝置、紫外光敏火焰檢測(cè)裝置，確保高爐煤氣點(diǎn)火燃燒過(guò)程自動(dòng)控制安全可靠。經(jīng)預(yù)熱的180℃的高爐煤氣在小型高效蓄熱式燃燒裝置中的高速燒嘴或亞高速燒嘴與空氣燃燒，所產(chǎn)生的高溫?zé)煔庠谛顭崾疑戏娇臻g高速旋轉(zhuǎn)，然后氣流分布均勻地進(jìn)入蓄熱球床，與陶瓷球進(jìn)行高效換熱后160℃的煙氣經(jīng)換向機(jī)構(gòu)5和引風(fēng)機(jī)6排出。熱風(fēng)爐助燃空氣經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)7和換向機(jī)構(gòu)5進(jìn)入小型高效蓄熱式燃燒裝置4的蓄熱室，被陶瓷球加熱到1070℃，經(jīng)熱風(fēng)閥8和熱風(fēng)管道R送到熱風(fēng)爐燃燒室。小型高效蓄熱式燃燒裝置由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，因此能確保在只燒高爐煤氣條件下，高爐熱風(fēng)爐風(fēng)溫達(dá)到1340℃。其中，小型高效蓄熱式燃燒裝置的蓄熱體是直徑為20mm的高鋁高硅質(zhì)陶瓷球。
權(quán)利要求
1.一種高風(fēng)溫?zé)犸L(fēng)爐煤氣、助燃空氣預(yù)熱方法，其特征在于使用1臺(tái)無(wú)機(jī)傳熱換熱器，用280～320℃的熱風(fēng)爐煙氣將熱風(fēng)爐和小型高效蓄熱式燃燒裝置燃用高爐煤氣預(yù)熱到170～190℃；用1對(duì)計(jì)算機(jī)控制的小型蓄熱式燃燒裝置燃燒170～190℃的高爐煤氣，將熱風(fēng)爐助燃空氣預(yù)熱到1050～1100℃。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)熱方法，其特征在于所述的預(yù)熱高爐煤氣所用的1臺(tái)無(wú)機(jī)傳熱換熱器1布置在熱風(fēng)爐9通往煙囪2的煙氣管道Y上，進(jìn)、出無(wú)機(jī)傳熱換熱器1的熱風(fēng)爐煙氣溫度分別為280～320℃和150～160℃，被預(yù)熱到170～190℃的高爐煤氣經(jīng)高爐煤氣管道G分別送入熱風(fēng)爐9和小型高效蓄熱式燃燒裝置4的燃燒器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)熱方法，其特征在于所述的小型高效蓄熱式燃燒裝置的蓄熱體是直徑為10～30mm的高鋁高硅質(zhì)陶瓷球。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)熱方法，其特征在于所述的小型高效蓄熱式燃燒裝置4的助燃空氣經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)3和空氣管道K供入燃燒器，燃燒器點(diǎn)火用焦?fàn)t煤氣由管道J供入，燃用焦?fàn)t煤氣的點(diǎn)火燒嘴裝配高壓電點(diǎn)火裝置、紫外光敏火焰檢測(cè)裝置，確保高爐煤氣點(diǎn)火燃燒過(guò)程自動(dòng)控制安全可靠；經(jīng)預(yù)熱的170～190℃的高爐煤氣在小型高效蓄熱式燃燒裝置中的高速燒嘴或亞高速燒嘴與空氣燃燒，所產(chǎn)生的高溫?zé)煔庠谛顭崾疑戏娇臻g高速旋轉(zhuǎn)，然后氣流分布均勻地進(jìn)入蓄熱球床，與陶瓷球進(jìn)行高效換熱后，150～160℃的煙氣經(jīng)換向機(jī)構(gòu)5和引風(fēng)機(jī)6排出；熱風(fēng)爐助燃空氣經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)7和換向機(jī)構(gòu)5進(jìn)入小型高效蓄熱式燃燒裝置4的蓄熱室，被陶瓷球加熱到1050～1100℃，經(jīng)熱風(fēng)閥8和熱風(fēng)管道R送到熱風(fēng)爐燃燒室；小型高效蓄熱式燃燒裝置由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，因此能確保在只燒高爐煤氣條件下，高爐熱風(fēng)爐風(fēng)溫達(dá)到1300～1350℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的預(yù)熱方法，其特征在于所述的小型高效蓄熱式燃燒裝置計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制的內(nèi)容包括1對(duì)小型高效蓄熱式燃燒裝置的自動(dòng)切換程序控制、燃燒控制、貯熱量控制、燃燒裝置拱頂溫度控制、廢氣溫度控制。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種高風(fēng)溫高爐熱風(fēng)爐煤氣、助燃空氣預(yù)熱方法，特征是使用1臺(tái)無(wú)機(jī)傳熱換熱器，用280～320℃熱風(fēng)爐煙氣將熱風(fēng)爐和小型高效蓄熱式燃燒裝置燃用高爐煤氣預(yù)熱到170～190℃；用1對(duì)計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制的小型高效蓄熱式燃燒裝置燃燒170～190℃的高爐煤氣，將熱風(fēng)爐助燃空氣預(yù)熱到1050～1100℃。從而，確保熱風(fēng)爐熱風(fēng)溫度達(dá)到1300～1350℃。其優(yōu)點(diǎn)在于預(yù)熱系統(tǒng)設(shè)備少，高溫空氣預(yù)熱設(shè)備長(zhǎng)壽、高效、小型、計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，節(jié)省高熱值的寶貴的焦?fàn)t煤氣，只燒低熱值的富余的高爐煤氣，使熱風(fēng)爐的風(fēng)溫達(dá)到1300～1350℃的國(guó)際先進(jìn)水平，可降低噸鐵焦比60～70kg，增加噴煤量100～120kg，增加鐵產(chǎn)量9～10.5％，1年左右收回投資。
文檔編號(hào)C21B9/00GK1600868SQ20041000964
公開日2005年3月30日 申請(qǐng)日期2004年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月10日
發(fā)明者郭鴻志 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)