高爐高風溫節能減排組合式預熱系統的製作方法
2023-06-14 04:48:51
專利名稱：高爐高風溫節能減排組合式預熱系統的製作方法
技術領域：
本發明屬於節能減排及鋼鐵冶煉設備技術領域，特別涉及一種煉鐵高爐熱風爐使 用的組合預熱系統。
背景技術：
現有鋼鐵生產設備中，有一種「高爐高風溫組合換熱系統」(專利號 ZL200420024014. 9)，主要由熱風爐、前置燃燒爐、空氣擾流子換熱器、煤氣熱管換熱器、空 氣熱管換熱器、排煙引風機、前置爐鼓風機、冷煤氣總管、冷空氣總管以及應有的管路和閥 門等構成。在工作時，採用多個熱風爐輪流給高爐提供熱風。在同等前提下，熱風爐拱頂 溫度越高，熱風爐送出的熱風溫度就越高，並且通過高爐下部調節手段，易於保持相對較高 較穩定的送風溫度。其技術方案是使熱風爐燒爐用的冷煤氣和助燃冷空氣在進入熱風爐 前由相應的熱管換熱器進行一次預熱，而一次預熱後的空氣再經擾流子換熱器進行二次預 熱，使熱風爐拱頂溫度相應地得到了提高，從而使進入高爐的送風溫度得到提高。該技術方 案已經取得了顯著效果，能夠使高爐獲得1250°C以上的高風溫，並且取得了顯著的經濟效 益。但該技術方案仍有如下不足(1)系統內由於設置了空氣二級預熱的擾流子換熱器，使設備總重仍嫌偏大；(2)空氣側、煙氣側流動阻力較大；(3)系統內閥門數量偏多；(4)擾流子換熱器為立式布置，換熱管為水平布置，當混煙管內的煙氣溫度控制不 當而超過650°C時，容易使換熱管變形燒壞，並發生漏氣現象。
發明內容
本發明的目的是提供一種新型高風溫的組合預熱系統，使高爐在獲得1250°C以上 的高風溫前提下，節能減排、減小設備體積，金屬消耗少，製造和運行費用低。本發明的技術方案是高爐高風溫節能減排組合式預熱系統，包括冷煤氣進氣管 道、冷空氣進氣管道、熱風爐、燃燒器、前置燃燒爐、前置爐鼓風機、空氣預熱組合式熱管換 熱器、煤氣預熱組合式熱管換熱器、引風機和煙 ；其特點是所述冷空氣進氣管道連接在 所述空氣預熱組合式熱管換熱器的空氣進氣端，所述空氣預熱組合式熱管換熱器的空氣出 氣端在熱風爐的空氣進氣端；所述冷煤氣進氣管道連接在所述煤氣預熱組合式熱管換熱器 的煤氣進氣端，所述煤氣預熱組合式熱管換熱器的煤氣出氣端分別連接在所述熱風爐的煤 氣進氣端和所述燃燒器的煤氣進氣端；所述前置爐鼓風機的出氣端連接在所述燃燒器的空 氣進氣端；所述燃燒器的出口端連接在所述前置燃燒爐的進口端，所述位於置燃燒爐上頂 的排煙口分別連接在所述空氣預熱組合式熱管換熱器的煙氣進口端和煤氣預熱組合式熱 管換熱器的煙氣進口端，所述空氣預熱組合式熱管換熱器的煙氣出口端和煤氣預熱組合式 熱管換熱器的煙氣出口端分別通過引風機和煙 連接；所述熱風爐的煙氣出口端分別連接 在所述空氣預熱組合式熱管換熱器的煙氣進口端和煤氣預熱組合式熱管換熱器的煙氣進□端。本發明主要功能如下1、保留了「高爐高風溫的組合換熱系統」(專利號為ZL200420024014. 9)的技術特 點，即預熱後的煤氣和空氣送往熱風爐燃燒，可使高爐實現1250°C以上的鼓風溫度，綜合節 能6 7Kgce/t鐵。2、高爐運行工況受多種因素制約，當高爐接受不了高風溫時，本發明便於將高風 溫換熱系統進行切換，即減少前置爐煤氣消耗量，降低混合煙氣溫度，降低助燃空氣及煤氣 預熱溫度或停止前置爐運行，直接利用熱風爐煙氣對空氣及煤氣進行預熱，然後送往熱風 爐熱空氣及熱煤氣總管，仍可使高爐獲得1100°c 1200°C的鼓風溫度。本發明技術既保留了現有技術的所有功能，又對現有技術的預熱方式進行創新、 簡化，使系統更為先進、安全，具體如下1、專利號為ZL200420024014. 9的「高爐高風溫的組合換熱系統」實現高爐送風溫 度1250°C以上的途徑是通過熱管預熱器將助燃空氣、煤氣進行一級預熱(空氣、煤氣皆預 熱至200°C左右)，通過擾流子換熱器對助燃空氣進行再預熱(即二級預熱，空氣由200°C預 熱至400°C以上)。本發明簡化了工藝流程，分別採用空氣預熱組合式熱管換熱器和煤氣預 熱組合式熱管換熱器，一次性將助燃空氣、煤氣預熱至250 350°C，去掉了二級空氣擾流 子換熱器，同樣實現高爐1250°C以上送風溫度，系統操作及控制更為簡單、方便，使廢氣溫 度降至150°C以下排放。2、由於換熱器全部採用空氣預熱組合式熱管換熱器和煤氣預熱組合式熱管換熱 器，整個系統冷熱流體不會相互洩漏，使系統運行更為安全可靠。3、專利號為ZL200420024014. 9的「高爐高風溫的組合換熱系統」需將助燃空氣預 熱到400°C以上，對空氣管道保溫、閥門耐溫及二級空氣擾流子換熱器用材要求高，投資費 用高。本發明由於空氣、煤氣預熱溫度在250 350°C左右，用材及對閥門耐溫要求大為降 低，投資費用低。4、由於省去了二級空氣擾流子換熱器，本發明不但使空氣側、煙氣側流動阻力較 小，可大大節約前置爐鼓風機的運行能耗。5、由於省去了二級空氣擾流子換熱器，本發明系統結構更為緊湊，佔地面積、金屬 消耗、系統阻損，投資費用及運行費用都有較大的減少，系統更經濟、更節能。6、由於省去了二級空氣擾流子換熱器，本發明所採用的控制閥門和連接管道大量 減少，不但利於安裝、降低成本，還利於降低洩漏機率，方便維護。總之，本發明克服了現有技術中實際運行中存在的一些不足，使系統運行更加經 濟、更加節能，可廣泛應用於鋼鐵冶煉行業。本發明所述熱風爐的煙氣出口端連接在前置燃燒爐的上方。目的是1、熱風爐排 放的廢煙氣溫度一般在300°C左右，要想將空、煤氣溫度預熱到250 350°C，必須提高熱風 爐的廢氣溫度。2、前置燃燒爐燃料是低熱值煤氣，一般爐溫在1000 °C左右，所以將熱風爐煙 氣出口端連接在前置燃燒爐的上方，即前置爐的煙氣出口，兩者煙氣混合後控制在500 550°C之間進空、煤氣預熱組合式熱管換熱器。混合煙氣溫度的調節依靠前置燃燒爐的燃燒 煤氣量來控制即可。
圖1為本發明的一種結構示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，來自於冷空氣總管14的空氣經空氣進口管12、空氣切斷閥18連接 在空氣預熱組合式熱管換熱器20的空氣進氣口，空氣預熱組合式熱管換熱器20的空氣出 氣口經空氣出口管22、閥門7接通熱空氣總管4，送往熱風爐1的空氣進氣端。冷空氣總管 14和熱空氣總管4之間通過切斷閥15連接。冷煤氣總管13經煤氣切斷閥11、煤氣管17連接在煤氣預熱組合式熱管換熱器16 的煤氣進氣口，煤氣預熱組合式熱管換熱器16的煤氣出氣口經熱煤氣管15、閥門8接通熱 煤氣總管6。冷煤氣總管13和熱煤氣總管6之間通過切斷閥10連接。熱煤氣總管6分為兩路一路直接連接熱風爐1的煤氣進氣口，另一路經煤氣支管 2、調節閥40、煤氣切斷閥39接通燃燒器38的煤氣進氣端。前置爐鼓風機34排出的空氣經 空氣管35、調節閥36接通燃燒器38的空氣進氣端。燃燒器38的出口端連接在前置燃燒爐 3的進口端，在前置燃燒爐3的上頂部連接混合煙管5，在混合煙管5上設置切斷閥30。熱風爐1的煙氣出口端連接煙道總管37，煙道總管37的管路分成兩支路一路經 前置爐兌煙管道31、閥門33、32接通前置燃燒爐3的上；還有一路經煙氣調節閥29、熱風 爐煙氣引出管28與混合煙管5的煙氣匯合後，再分別經煙氣切斷閥21和27分別接通煤氣 預熱組合式熱管換熱器16、空氣預熱組合式熱管換熱器20的煙氣進口端，分別進行熱交換 後，煤氣預熱組合式熱管換熱器16、空氣預熱組合式熱管換熱器20的煙氣出口端分別經排 煙管23接通引風機25，再經閥門24接通煙囪19。煙道總管37通過總煙道閘閥26連接煙囪19。
權利要求
高爐高風溫節能減排組合式預熱系統，包括冷煤氣進氣管道、冷空氣進氣管道、熱風爐、燃燒器、前置燃燒爐、前置爐鼓風機、空氣預熱組合式熱管換熱器、煤氣預熱組合式熱管換熱器、引風機和煙囪；其特徵在於所述冷空氣進氣管道連接在所述空氣預熱組合式熱管換熱器的空氣進氣端，所述空氣預熱組合式熱管換熱器的空氣出氣端在熱風爐的空氣進氣端；所述冷煤氣進氣管道連接在所述煤氣預熱組合式熱管換熱器的煤氣進氣端，所述煤氣預熱組合式熱管換熱器的煤氣出氣端分別連接在所述熱風爐的煤氣進氣端和所述燃燒器的煤氣進氣端；所述前置爐鼓風機的出氣端連接在所述燃燒器的空氣進氣端；所述燃燒器的出口端連接在所述前置燃燒爐的進口端，所述位於置燃燒爐上頂的排煙口分別連接在所述空氣預熱組合式熱管換熱器的煙氣進口端和煤氣預熱組合式熱管換熱器的煙氣進口端，所述空氣預熱組合式熱管換熱器的煙氣出口端和煤氣預熱組合式熱管換熱器的煙氣出口端分別通過引風機和煙囪連接；所述熱風爐的煙氣出口端分別連接在所述空氣預熱組合式熱管換熱器的煙氣進口端和煤氣預熱組合式熱管換熱器的煙氣進口端。
2.根據權利要求1所述高爐高風溫節能減排組合式預熱系統，其特徵在於所述前置熱 風爐的煙氣出口端連接在前置燃燒爐的上方。
全文摘要
高爐高風溫節能減排組合式預熱系統，屬於節能減排及鋼鐵冶煉設備技術領域，包括冷煤氣進氣管道、冷空氣進氣管道、熱風爐、燃燒器、前置燃燒爐、前置爐鼓風機、空氣預熱組合式熱管換熱器、煤氣預熱組合式熱管換熱器、引風機和煙囪，本發明可使系統運行更加經濟、更加節能，可廣泛應用於鋼鐵冶煉行業。
文檔編號C21B9/14GK101928797SQ20101024361
公開日2010年12月29日 申請日期2010年7月29日 優先權日2010年7月29日
發明者梁懷奇, 許永貴 申請人:江蘇中天能源設備有限公司