專(zhuān)利名稱(chēng)：高爐用煤氣和助燃空氣預(yù)熱裝置及其方法
所屬領(lǐng)域本發(fā)明屬于高爐領(lǐng)域，涉及高爐用熱風(fēng)爐及煤氣和助燃空氣的預(yù)熱。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，高爐用煤氣和助燃空氣的預(yù)熱有兩種方法一種是以換熱器的形式，利用熱風(fēng)爐自身煙道的廢氣余熱，預(yù)熱所需的煤氣和助燃空氣，可將煤氣和助燃空氣預(yù)熱至150℃。但隨著高爐技術(shù)的進(jìn)步，高爐煤氣熱值越來(lái)越低，這就要求高爐所需的熱風(fēng)溫度越來(lái)越高，僅將煤氣和助燃空氣預(yù)熱至150℃是不能滿足要求的。第二種方法是采用附圖1所示的煤氣和助燃空氣預(yù)熱裝置。該裝置由前置燃燒爐41、前置燃燒爐燃燒器42、空氣換熱器43和煤氣換熱器44組成，兩個(gè)換熱器43和44處于前置熱風(fēng)爐41中。由管道將煤氣和空氣引入前置燃燒爐燃燒器42中燃燒，將兩個(gè)換熱器43和44加熱，設(shè)置在前置燃燒爐內(nèi)的煤氣換熱器44將內(nèi)中通過(guò)的煤氣加熱，同樣地空氣換熱器43將內(nèi)中通過(guò)的助燃空氣加熱。加熱后的煤氣和助燃空氣通過(guò)管道47和48輸入高爐熱風(fēng)爐燃燒器45，進(jìn)行燃燒，所產(chǎn)生的熱風(fēng)進(jìn)入高爐熱風(fēng)爐。這種方法能夠使高爐熱風(fēng)爐46獲得較高的風(fēng)溫。便由于前置燃燒爐41的溫度較高，兩種換熱器持續(xù)在高溫下工作，換熱器壽命短，熱風(fēng)爐安全性較差。
另外，現(xiàn)有技術(shù)中，熱風(fēng)爐助燃空氣的預(yù)熱方法也有兩種一種是用換熱器預(yù)熱助燃空氣，但預(yù)熱溫度達(dá)不到要求；第二種方法是采用熱風(fēng)爐自身預(yù)熱的方法加熱助燃空氣，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)熱風(fēng)爐所要求的高風(fēng)溫，但裝置較復(fù)雜，設(shè)備較多，管道也復(fù)雜，不僅成本高，而且維修困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種既能滿足高爐用熱風(fēng)爐高風(fēng)溫的要求，且又結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的高爐用煤氣和助燃空氣預(yù)熱裝置及其方法。
針對(duì)上述目的，本發(fā)明高爐用煤氣和助燃空氣預(yù)熱裝置包括利用熱風(fēng)爐自身煙道廢氣余熱來(lái)預(yù)熱煤氣和助燃空氣的換熱器和與其相并聯(lián)的助燃空氣預(yù)熱裝置。
該助燃空氣預(yù)熱裝置由兩個(gè)或兩個(gè)以上的、且并聯(lián)裝配的小熱風(fēng)爐以及相配匹的燃燒器、助燃空氣入口和出口閥門(mén)、熱風(fēng)爐燃燒用空氣入口和煤氣入口閥門(mén)、熱風(fēng)爐用煤氣調(diào)節(jié)閥和空氣調(diào)節(jié)閥以及相互連接的管道組成。冷助燃空氣的管道通過(guò)調(diào)節(jié)閥與助燃風(fēng)機(jī)相連，所預(yù)熱的熱助燃空氣管道與換熱器助燃空氣的管道并聯(lián)，兩者匯總于助燃空氣管道。
本發(fā)明所述的高爐用熱風(fēng)爐煤氣和助燃空氣的預(yù)熱方法，包括以換熱器的形式利用熱風(fēng)爐自身煙道煙道廢氣余熱來(lái)預(yù)熱煤氣和助燃空氣，同時(shí)，利用另一個(gè)與換熱器并聯(lián)的助燃空氣預(yù)熱裝置所預(yù)熱的助燃空氣，與換熱器所預(yù)熱的助燃空氣并聯(lián)匯合總的助燃空氣，進(jìn)入且燃空氣總管，通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)入助燃空氣預(yù)熱裝置和預(yù)換熱器的冷空氣閥門(mén)，分別控制進(jìn)入助燃空氣預(yù)熱裝置和換熱器中的冷空氣量，進(jìn)而控制進(jìn)經(jīng)助燃空氣預(yù)熱裝置所預(yù)熱的助燃空氣量和經(jīng)換熱器預(yù)熱的助燃空氣量，獲得預(yù)定的總助燃空氣溫度，最終達(dá)到調(diào)節(jié)和控制高爐用熱風(fēng)爐的風(fēng)溫。經(jīng)助燃空氣預(yù)熱裝置所預(yù)熱的助燃空氣量A占進(jìn)入熱風(fēng)爐燃燒器的總助燃空氣量(A+B)的比值為0.1-1.0，B為經(jīng)換熱器預(yù)熱的助燃空氣量，即A/(A+B)＝0.1-1.0。
助燃空氣預(yù)熱裝置預(yù)熱助燃空氣的方法是通過(guò)兩個(gè)或兩個(gè)以上的、且并聯(lián)配置的小熱風(fēng)爐組中每個(gè)小熱風(fēng)爐分別先后處于工作狀態(tài)或燃燒狀態(tài)，輪流預(yù)熱助燃空氣，并互相銜接，即每個(gè)小熱風(fēng)爐分別將已預(yù)熱好的助燃空氣，通過(guò)相應(yīng)管道，輪流輸入熱助燃空氣總管道，隨之再輸入高爐用熱風(fēng)爐的燃燒器中。通過(guò)調(diào)節(jié)小熱風(fēng)爐的煤氣調(diào)節(jié)閥和空氣調(diào)節(jié)閥，可控制助燃空氣的預(yù)熱溫度度。
本發(fā)明經(jīng)助燃空氣預(yù)熱裝置，所預(yù)熱的助燃空氣的溫度可達(dá)900-1100℃，經(jīng)換熱器預(yù)熱的助燃空氣的溫度達(dá)120-150℃。高爐用熱風(fēng)爐的風(fēng)溫可達(dá)1200℃以上。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所預(yù)熱的助燃空氣溫度高，可達(dá)1100℃，熱風(fēng)爐的風(fēng)溫可達(dá)1200℃以上。另外，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于維修，成本低，且使用壽命長(zhǎng)。


附圖1為現(xiàn)有技術(shù)高爐用熱風(fēng)爐煤氣和助燃空氣預(yù)熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2為本發(fā)明高爐用煤氣和助燃空氣預(yù)熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
由圖2看出，本發(fā)明高爐用煤氣和助燃空氣預(yù)熱裝置包括利用熱風(fēng)爐自身煙道廢氣余熱來(lái)預(yù)熱煤氣和助燃空氣的換熱器32和31，和與其并聯(lián)的助燃空氣預(yù)熱裝置40(圖中虛線框內(nèi))。
該助燃空氣預(yù)熱裝置40由兩個(gè)或兩個(gè)以上的、且并聯(lián)裝置配的小熱風(fēng)爐1和20以及相配的燃燒器2和21、助燃空氣入口閥門(mén)6和23、助燃空氣出口閥門(mén)7和24、小熱風(fēng)爐1和20的燃燒用空氣入口閥門(mén)8和25及煤氣入口閥門(mén)9和26、小熱風(fēng)爐1和20的煤氣調(diào)節(jié)閥10和27及空氣調(diào)節(jié)閥11和28，以及相互連接的管道組成。冷助燃空氣管道13通過(guò)調(diào)節(jié)閥17與助燃風(fēng)機(jī)39相連，該裝置40的熱助燃空氣輸送管道12與換熱器31的助燃空氣管道15并聯(lián)，兩者匯總于助燃空氣總管道19。
圖2中，29為高爐用熱風(fēng)爐，30為熱風(fēng)爐的燃燒器，33、34、35、36、37為測(cè)溫儀，3、4分別為小熱風(fēng)爐1和20的煤氣和空氣輸入管道，16、38為煙道，51為熱風(fēng)爐燃燒器30的煤氣輸入管道。
本發(fā)明煤氣和助燃空氣的預(yù)熱過(guò)程如下首先以換熱器32和31的換熱形式，利用熱風(fēng)爐29自身煙道的廢氣余熱，預(yù)熱煤氣和助燃空氣，預(yù)熱溫度可達(dá)120-150℃。
與此同時(shí)，利用助燃空氣預(yù)熱裝置40預(yù)熱助燃空氣，其工序過(guò)程為；將小熱風(fēng)爐1設(shè)為燃燒后的送風(fēng)狀態(tài)(即工作狀態(tài))助燃空氣出口閥門(mén)7和入口閥門(mén)6打開(kāi)，排煙閥5、燃燒用空氣閥門(mén)8和煤氣閥門(mén)9關(guān)閉，閥門(mén)17和助燃風(fēng)機(jī)開(kāi)啟，助燃空氣由助燃風(fēng)機(jī)39，經(jīng)閥門(mén)17和助燃空氣管道1 3進(jìn)入小熱風(fēng)爐1中，被小熱風(fēng)爐1內(nèi)蓄熱介質(zhì)加熱，熱助燃空氣通過(guò)閥門(mén)7和熱助燃空氣管道12與被換熱器31預(yù)熱的助燃空氣匯合，一并進(jìn)入助燃空氣總管道19中，隨后進(jìn)入燃燒器30中。
此時(shí)，小熱風(fēng)爐20為燃燒狀態(tài)(即蓄熱狀態(tài))助燃室氣入口和出口閥門(mén)23和24關(guān)閉，排煙閥22、燃燒用空氣閥門(mén)25和煤氣閥門(mén)26打開(kāi)，冷空氣通過(guò)空氣管道4、經(jīng)空氣調(diào)節(jié)閥28進(jìn)入小熱風(fēng)爐20的燃燒器21中，燃燒用煤氣通過(guò)煤氣管道3，經(jīng)調(diào)節(jié)閥27進(jìn)入小熱風(fēng)爐20的燃燒器21中，與空氣混合進(jìn)行燃燒，燃燒過(guò)程產(chǎn)生的煙氣將熱風(fēng)爐內(nèi)蓄熱介質(zhì)加熱，殘余煙氣經(jīng)排煙閥22和煙道16排出。
當(dāng)小熱風(fēng)爐1中的蓄熱介質(zhì)的熱量釋放到一定程度時(shí)，小熱風(fēng)爐20轉(zhuǎn)為送風(fēng)狀態(tài)，小熱風(fēng)爐1轉(zhuǎn)為燃燒狀態(tài)，小熱風(fēng)爐1和小熱風(fēng)爐20的工作狀態(tài)交替轉(zhuǎn)換，連續(xù)地加熱助燃空氣。通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥17和18，可以分別控制進(jìn)入助燃空氣總管19中的換熱器31預(yù)熱的助燃空氣量和助燃空氣預(yù)熱裝置40所預(yù)熱的助燃空氣量。最終控制進(jìn)入熱風(fēng)爐29的燃燒器30中的總助燃空氣的溫度。
實(shí)施例根據(jù)本發(fā)明所述的高爐用煤氣和助燃空氣預(yù)熱裝置及其方法，在100米3的高爐所用熱風(fēng)爐上進(jìn)行了四次試驗(yàn)，試驗(yàn)所采用的煤氣和助燃空氣預(yù)熱裝置為附圖2所示的裝置，即一是由換熱器預(yù)熱煤氣和助燃空氣，同時(shí)由兩個(gè)小熱風(fēng)爐及其相應(yīng)配件和管道組成的助燃空氣預(yù)熱裝置預(yù)熱助燃空氣。試驗(yàn)中，通過(guò)調(diào)節(jié)兩個(gè)小熱風(fēng)爐燃燒用的煤氣和空氣來(lái)控制熱助燃空氣的溫度，進(jìn)一步通過(guò)分別調(diào)節(jié)進(jìn)入換熱器和助燃空氣預(yù)熱裝置的助燃空氣量，控制進(jìn)入高爐用熱風(fēng)爐燃燒器中的總助燃空氣的溫度，達(dá)到控制熱風(fēng)爐風(fēng)溫的目的。試驗(yàn)所測(cè)試的有關(guān)參數(shù)如表1所示。表1實(shí)施例的有關(guān)試驗(yàn)參數(shù)

權(quán)利要求
1.一種高爐用煤氣和助燃空氣預(yù)熱裝置，包括利用熱風(fēng)爐(29)自身煙道廢氣余熱來(lái)預(yù)熱煤氣和助燃空氣的換熱器(32、31)，其特征在于該裝置還含有一個(gè)與助燃空氣換熱器(31)相并聯(lián)的助燃空氣預(yù)熱裝置(40)；該助燃空氣預(yù)熱裝置(40)由兩個(gè)或兩個(gè)以上的、且并聯(lián)裝配的小熱風(fēng)爐(1、20)以及相配的燃燒器(2、21)、助燃空氣入口閥門(mén)(6、23)、助燃空氣出口閥門(mén)(7、24)、熱風(fēng)爐(1、20)燃燒用空氣入口閥門(mén)(8、25)和煤氣入口閥門(mén)(9、26)、熱風(fēng)爐(1、20)用煤氣調(diào)節(jié)閥(10、27)和空氣調(diào)節(jié)閥(11、28)以及相互連接的管道組成。冷助燃空氣管道(13)通過(guò)調(diào)節(jié)閥(17)與助燃風(fēng)機(jī)(39)相連，熱助燃空氣輸送管道(12)與換熱器(31)的助燃空氣管道(15)并聯(lián)，兩者匯總于助燃空氣總管道(19)。
2.一種高爐用煤氣和助燃空氣的預(yù)熱方法，包括以換熱器(32、31)形式利用熱風(fēng)熱(29)自身煙道廢氣余熱預(yù)熱煤氣和助燃空氣，其特征在于利用另一個(gè)與換熱器并聯(lián)的助燃空氣預(yù)熱裝置(40)所預(yù)熱的助燃空氣，與換熱器(31)所預(yù)熱的助燃空氣并聯(lián)匯合成總的助燃空氣，進(jìn)入助燃空氣總管(19)，通過(guò)調(diào)節(jié)閥門(mén)(17和18)，分別控制進(jìn)入助燃空氣預(yù)熱裝置(40)和換熱器(31)中的冷空氣量，進(jìn)而通過(guò)控制和調(diào)節(jié)經(jīng)助燃空氣預(yù)熱裝置(40)所預(yù)熱的助燃空氣量和經(jīng)換熱器(31)預(yù)熱的助燃空氣量，控制總助燃空氣的溫度，最終達(dá)到調(diào)節(jié)和控制高爐用熱風(fēng)爐的風(fēng)溫；經(jīng)助燃空氣預(yù)熱裝置(40)所預(yù)熱的助燃空氣量(A)占進(jìn)入熱風(fēng)爐燃燒器(30)中的總助燃空氣量(A+B)的比值為0.1-1.0，(B)為經(jīng)換熱器(31)所預(yù)熱的助燃空氣量，即AA+B=0.1-1.0]]>
全文摘要
本發(fā)明屬于高爐用熱風(fēng)爐領(lǐng)域。本發(fā)明所述的高爐用煤氣和助燃空氣預(yù)熱裝置,包括利用熱風(fēng)爐自身煙道廢氣余熱來(lái)預(yù)熱煤氣和助燃空氣的換熱器,以及與換熱器并聯(lián)的助燃空氣預(yù)熱裝置,該預(yù)熱裝置由兩個(gè)以上的、且并聯(lián)的小熱風(fēng)爐及相應(yīng)的閥門(mén)、調(diào)節(jié)閥和互相連接的管道組成。其助燃空氣的預(yù)熱方法是利用兩個(gè)裝置預(yù)熱助燃空氣,并通過(guò)控制兩個(gè)所預(yù)熱的助燃空氣的溫度和風(fēng)量控制總助燃空氣的溫度。
文檔編號(hào)C21B9/00GK1355323SQ0113974
公開(kāi)日2002年6月26日 申請(qǐng)日期2001年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月30日
發(fā)明者李永鎮(zhèn) 申請(qǐng)人:承德市鴻博科貿(mào)有限公司