專利名稱：—種復(fù)合燃料蓄熱式加熱爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及加熱爐，特別涉及一種復(fù)合燃料蓄熱式加熱爐。
背景技術(shù)：
由于蓄熱式燃燒技術(shù)具有極限余熱回收以及極低的有毒有害氣體排放的特點(diǎn)，正 在為全世界的工業(yè)爐窯大面積的采用。在冶金行業(yè)新建加熱爐中，95%以上都使用了蓄熱式 燃燒技術(shù)，而在使用過(guò)程中由于對(duì)該技術(shù)了解的不夠深入，因此使用效果并不理想，在有些 不適合的場(chǎng)合下，沒(méi)有找到合適的解決辦法，而生搬硬套的采用蓄熱式技術(shù)，結(jié)果存在問(wèn)題 很多。以寶鋼為例，寶鋼已有多座加熱爐采用蓄熱式燃燒技術(shù)，蓄熱式燒嘴為美國(guó)Bloom 公司配套，燒嘴前空氣、煤氣、空煙采用的都是快切閥形式，也由Bloom公司配套，蜂窩體 采用的是陶瓷小球，說(shuō)明書(shū)上直徑19mm，實(shí)際供貨是直徑15mm。一套Bloom的蓄熱燒嘴近 三十萬(wàn)元人民幣(含三個(gè)快切閥)，是國(guó)內(nèi)同等價(jià)格的三倍以上。原總承包單位承諾，改造后可節(jié)約能源15%，運(yùn)行一年后，根據(jù)甲方反映，實(shí)際節(jié)約 能源在8%左右，但也有意見(jiàn)認(rèn)為爐體翻新重新砌筑也是能耗降低5%以上，這樣看來(lái)應(yīng)用蓄 熱式實(shí)際的節(jié)能效果是很小的。NOx的含量確實(shí)比以前低，測(cè)試NOx的含量在50PPm。該爐投產(chǎn)以來(lái)，主要存在如下一些問(wèn)題1、氧化燒損大，氧化燒損大，金屬收得率降低了約0. 1 0. 2%，這是因?yàn)檠趸療龘p 增加而導(dǎo)致。2、廢氣中CO含量高，存在不完全燃燒，有時(shí)加熱爐燃燒后煙氣中CO的含量高達(dá) 10%以上，在換向邏輯上該爐存在問(wèn)題。3、煤氣噴嘴的金屬外層采用冷卻風(fēng)套管，冷卻風(fēng)采用壓縮空氣或助燃空氣進(jìn)行冷 卻，采用壓縮空氣冷卻時(shí)，每只燒嘴管徑在DNlO 15之間，約占每只燒嘴總供風(fēng)量的3 5%左右。此部分冷卻風(fēng)沒(méi)有計(jì)量和自動(dòng)調(diào)節(jié)，因此空燃比控制的準(zhǔn)確程度受到很大影響。 另外此部分冷卻風(fēng)是常溫的，噴到爐內(nèi)后需要大量熱量將其加熱到與爐膛同樣的溫度，此 部分增加能耗2%左右。4、換向閥故障率高。均熱段爐膛壓力較高，達(dá)到50 Pa左右，難以控制，爐門存在冒火。5、兩座爐子實(shí)際單耗綜合值高于1. 35GJ/噸坯(技術(shù)附件規(guī)定單耗為1. 25GJ/噸 坯)。6、加熱質(zhì)量基本能夠滿足生產(chǎn)要求，但溫差較大，鋼坯中間溫度大于兩側(cè)50 100°C，水平很低。7、均熱段上加熱仍然采用常規(guī)燃燒技術(shù)，并非全蓄熱加熱爐。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于設(shè)計(jì)一種復(fù)合燃料蓄熱式加熱爐，結(jié)合蓄熱式燃燒技術(shù)的自身特點(diǎn)，將不同種的燃料單獨(dú)供熱，各自采用不同的燃燒方式，充分發(fā)揮各種燃料以及燃 燒方式的特點(diǎn)，最終實(shí)現(xiàn)低能耗、高產(chǎn)能、低氧化燒損，自動(dòng)化系統(tǒng)投用穩(wěn)定的目的。為達(dá)到 上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種復(fù)合燃料蓄熱式加熱爐，其包括，爐體，其沿長(zhǎng)度方向形成至少三個(gè)加熱段， 即第一 第三加熱段，其中，第一、第二加熱段為高熱值加熱段，第三加熱段為低熱值加熱 段；蓄熱式燒嘴，分別設(shè)置于爐體各加熱段；對(duì)應(yīng)高熱值加熱段的蓄熱式燒嘴接高熱值氣 體管道；對(duì)應(yīng)低熱值加熱段的蓄熱式燒嘴接低熱值氣體管道；各氣體管道分別設(shè)有相應(yīng)的 控制閥。進(jìn)一步，所述的高熱值氣體管道接焦?fàn)t煤氣管道；低熱值氣體管道接高爐或轉(zhuǎn)爐 煤氣管道。所述的蓄熱式燒嘴為單蓄熱式燒嘴或雙蓄熱式燒嘴。所述爐體后部還設(shè)均熱段。在沒(méi)有蓄熱式燃燒技術(shù)之前，由于單一的低熱值高爐煤氣的實(shí)際燃燒溫度不足以 達(dá)到鋼坯軋制所需要的溫度，故要摻混一定比例的焦?fàn)t煤氣，即所謂的高焦混合煤氣，一般 熱值在1800 2400 Kcal/m3之間。通過(guò)提高煤氣熱值，從而提高燃料的理論燃燒溫度，從 而實(shí)現(xiàn)加熱爐所必要的溫度。對(duì)于鋼坯企業(yè)而言，焦?fàn)t煤氣是一種寶貴的資源。冷軋工序、取向硅鋼加熱、回轉(zhuǎn) 窯等均需要焦?fàn)t煤氣。有些企業(yè)將焦?fàn)t煤氣回收作為生產(chǎn)復(fù)合肥、二甲醚等產(chǎn)品的原料，其 價(jià)值與管網(wǎng)剩余煤氣用于發(fā)電相比，效益好出幾倍。因此鋼鐵聯(lián)合企業(yè)內(nèi)部的燃?xì)馄胶馍蠎?yīng)該立足于在蓄熱式燃燒技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn) 行燃?xì)夥峙?、平衡。?yīng)該盡可能少用或不用焦?fàn)t煤氣這一寶貴資源。很多企業(yè)，單一的燃料不能滿足產(chǎn)能的要求，因此需要兩種以上不同熱值的燃料 以滿足生產(chǎn)要求。傳統(tǒng)的做法是將兩種燃料摻混到一起，其結(jié)果是能耗高、產(chǎn)量低、加熱質(zhì) 量低，自動(dòng)化系統(tǒng)很難投用。本實(shí)用新型兩種燃料分別進(jìn)入各自不同的供熱段，再根據(jù)燃料的不同特點(diǎn)采用不 同的燃燒方式。根據(jù)鋼坯在不同溫度下的自身導(dǎo)熱系數(shù)，提高的第一、第二加熱段爐溫，強(qiáng)化輻射 傳熱，使鋼坯在此區(qū)域吸收更多的熱量。本實(shí)用新型復(fù)合燃料單雙蓄熱組合燃燒方式產(chǎn)生氧化鐵皮多的第三加熱段(均熱 段)采用高爐煤氣，熱值相對(duì)穩(wěn)定，氣氛易于控制。由于爐內(nèi)高溫，復(fù)合燃料單雙蓄熱組合燃燒方式使第一、第二加熱段爐溫較高，但 鋼坯自身溫度相對(duì)較低(鋼坯自身溫度< 90(TC幾乎不生產(chǎn)氧化鐵皮)，由于鋼皮剛一入爐 就有蓄熱式燒嘴的加熱，以及高熱值煤氣燃燒的高溫，使得鋼坯在第一、第二加熱段區(qū)域已 獲得較高的熱量，在第三加熱段(均熱段)無(wú)需強(qiáng)化加熱，不必在第三加熱段(均熱段)設(shè)置 過(guò)高溫度。鋼坯在自身超過(guò)900°C高溫下停留時(shí)間，在第一、二加熱段鋼坯的自身導(dǎo)熱率處于 最高值，第一、第二加熱段大幅度供熱使得鋼坯芯部溫度也較高，故在高溫區(qū)的均熱段、第 三加熱段無(wú)須長(zhǎng)時(shí)間的均溫，在高溫區(qū)停留時(shí)間較短。高溫區(qū)域中的硫化物 氧化燒損大部分產(chǎn)生第三加熱段(均熱段)，而復(fù)合燃料單雙蓄熱組合燃燒方式中該部分采用高爐煤氣，煤氣中很少有硫化物的成分，故可將一步 降低燒損。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于1.節(jié)能 采用本實(shí)用新型可節(jié)能10%以上。以一條年產(chǎn)400萬(wàn)噸的帶鋼生產(chǎn)線來(lái)說(shuō)為例 當(dāng)煤氣熱值為2000 Kcal/m3，在采用常規(guī)燃燒方式或單蓄熱方式的情況下，小時(shí)煤氣耗量 250000m3/h,可節(jié)能10%考慮，則小時(shí)節(jié)約煤氣25000 m3/h，按每m3混合煤氣單價(jià)0. 4元人 民幣計(jì)算，小時(shí)節(jié)能效益10000元，按年作業(yè)7000小時(shí)計(jì)，年節(jié)能效益7000萬(wàn)元。2.降低氧化燒損效果顯著采用本實(shí)用新型氧化燒損率可降低0. 2%，以年產(chǎn)400萬(wàn)噸的帶鋼生產(chǎn)線為例，則 每年增產(chǎn)鋼材8000噸，年經(jīng)濟(jì)效益4000萬(wàn)元。氧化燒損的減少延長(zhǎng)了加熱爐的停爐清渣 周期，根據(jù)我們的推算可以將傳統(tǒng)燃燒方式的5 6個(gè)月延長(zhǎng)至8 9個(gè)月，提高了設(shè)備的 作業(yè)率，減少了維護(hù)成本，同時(shí)對(duì)于延長(zhǎng)加熱爐的使用壽命非常有利。3.提高加熱質(zhì)量可以將采用一般單蓄熱方式鋼坯溫差的彡士25°C，提高到彡士 12.5°C的范圍內(nèi)， 對(duì)于提高軋制后的成品質(zhì)量十分有益。4.減少有毒有害氣體排放減少隧道爐溫室氣體CO2向大氣排放量10%，可將產(chǎn)生酸雨和光化學(xué)煙霧的NOx排 放量由300 PPm，減少到50 PPm以下。5.自動(dòng)化投用效果摻混后的高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣受各種條件的制約，摻入量是不斷在發(fā)生變化的，而 煤氣熱值經(jīng)常性的變化，使得自動(dòng)化系統(tǒng)難以投用。兩種單一的煤氣熱值基本上是穩(wěn)定的， 自動(dòng)化投用穩(wěn)定。6. 一次性投資小復(fù)合燃料單雙蓄熱組合從爐尾排出的煙氣量小、沒(méi)有換熱器阻力小，因此砼煙囪 及基礎(chǔ)、煙道基礎(chǔ)可以比單蓄熱常規(guī)加熱爐降低投資近500萬(wàn)元左右。

圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型復(fù)合燃料蓄熱式加熱爐的一實(shí)施例，其包括，爐體1，其沿長(zhǎng) 度方向形成三個(gè)加熱段，即第一 第三加熱段11、12、13，其中，第一、第二加熱段11、12為 高熱值加熱段，第三加熱段13為低熱值加熱段；蓄熱式燒嘴2、3、4，分別設(shè)置于爐體各加熱 段11、12、13 ；對(duì)應(yīng)高熱值加熱段的蓄熱式燒嘴接高熱值氣體管道5、6 ；對(duì)應(yīng)低熱值加熱段 的蓄熱式燒嘴接低熱值氣體管道7;各氣體管道分別設(shè)有相應(yīng)的控制閥8、9、10，其為流量 調(diào)節(jié)閥。所述的高熱值氣體管道5、6接焦?fàn)t煤氣管道；低熱值氣體管道7接高爐或轉(zhuǎn)爐煤
氣管道。[0045]所述的蓄熱式燒嘴2、3為單蓄熱式燒嘴，蓄熱式燒嘴4為雙蓄熱式燒嘴。在本實(shí)施例中，所述爐體1后部還設(shè)均熱段14及相應(yīng)的燒嘴141和氣體管道142。第一、第二加熱段采用高熱值燃料(第三加熱段、均熱采用高爐煤氣可以節(jié)省出的焦?fàn)t煤氣用于增加第一加熱段、第二加熱段混合煤氣熱值)提高爐膛溫度；由于第一、第二 加熱段采用高熱值，只有不到11%的煙氣從爐尾排出，故此不必留設(shè)較長(zhǎng)的不供熱段，這樣 蓄熱式燒嘴后移，最大限度減少了不供熱段的長(zhǎng)度，鋼坯提前進(jìn)入高溫區(qū)加熱，產(chǎn)能得以提 尚O當(dāng)鋼坯溫度到達(dá)一定高度后，其自身的導(dǎo)熱系數(shù)有大幅度的下降，因此需要緩慢 加熱，過(guò)快的加熱速度將加大坯料斷面溫差，增大氧化燒損，而實(shí)際的產(chǎn)量提高仍然有限， 故此均熱段、第三加熱段采用低熱值的高爐煤氣為燃料是十分合適的。從熱工原理上講燃燒容積熱強(qiáng)度是一定的，也就是說(shuō)單純依靠加大燒嘴能力實(shí)際 上就是強(qiáng)化加熱，其造成的危害是有目共睹的，出現(xiàn)爐膛壓力大冒火、燒損加大、斷面溫差 大、單耗高等問(wèn)題是必然的。同一座加熱爐上采用不同的單一燃料、不同的燃燒方式工作這是在以往的加熱爐 上從未有過(guò)的想法和實(shí)踐。本實(shí)用新型在同一座加熱爐上采用單雙蓄熱組合的方式分別對(duì)不同的控制段進(jìn) 行加熱。首次根據(jù)鋼坯的導(dǎo)熱率的變化進(jìn)行不同燃料的配置。提高加熱質(zhì)量。復(fù)合燃料單 雙蓄熱組合的供熱、燃料分配方式符合下面的鋼坯在不同溫度時(shí)的導(dǎo)熱系數(shù)，在自身導(dǎo)熱 率高的情況下快速加熱，在自身導(dǎo)熱率低的情況下慢速加熱，故斷面溫差小。均熱段、第三加熱段采用高爐煤氣，高爐煤氣熱值低，不會(huì)產(chǎn)生局部高溫區(qū)，噴入 爐內(nèi)的煤氣量，形成擴(kuò)散燃燒，故沿長(zhǎng)度方案溫度均勻性好。完全可以滿足軋高質(zhì)量鋼種的 需要。
權(quán)利要求1.一種復(fù)合燃料蓄熱式加熱爐，其特征是，包括，爐體，其沿長(zhǎng)度方向形成至少三個(gè)加熱段，即第一 第三加熱段，其中，第一、第二加熱 段為高熱值加熱段，第三加熱段為低熱值加熱段；蓄熱式燒嘴，分別設(shè)置于爐體各加熱段；對(duì)應(yīng)高熱值加熱段的蓄熱式燒嘴接高熱值氣 體管道；對(duì)應(yīng)低熱值加熱段的蓄熱式燒嘴接低熱值氣體管道；各氣體管道分別設(shè)有相應(yīng)的 控制閥。
2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合燃料蓄熱式加熱爐，其特征是，所述的高熱值氣體管道接 焦?fàn)t煤氣管道；低熱值氣體管道接高爐或轉(zhuǎn)爐煤氣管道。
3.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合燃料蓄熱式加熱爐，其特征是，所述的蓄熱式燒嘴為單蓄 熱式燒嘴或雙蓄熱式燒嘴。
4.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合燃料蓄熱式加熱爐，其特征是，所述爐體后部還設(shè)均熱段。
專利摘要—種復(fù)合燃料蓄熱式加熱爐，其包括，爐體，其沿長(zhǎng)度方向形成至少三個(gè)加熱段，即第一~第三加熱段，其中，第一、第二加熱段為高熱值加熱段，第三加熱段為低熱值加熱段；蓄熱式燒嘴，分別設(shè)置于爐體各加熱段；對(duì)應(yīng)高熱值加熱段的蓄熱式燒嘴接高熱值氣體管道；對(duì)應(yīng)低熱值加熱段的蓄熱式燒嘴接低熱值氣體管道；各氣體管道分別設(shè)有相應(yīng)的控制閥。本實(shí)用新型結(jié)合蓄熱式燃燒技術(shù)的自身特點(diǎn)，將不同種的燃料單獨(dú)供熱，各自采用不同的燃燒方式，充分發(fā)揮各種燃料以及燃燒方式的特點(diǎn)，最終實(shí)現(xiàn)低能耗、高產(chǎn)能、低氧化燒損，自動(dòng)化系統(tǒng)投用穩(wěn)定的目的。
文檔編號(hào)F27B9/02GK201876105SQ20102062899
公開(kāi)日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2010年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月29日
發(fā)明者趙猛 申請(qǐng)人:上海嘉德環(huán)境能源科技有限公司