低熱值煤氣蓄熱式燒結機點火爐的製作方法

2023-05-24 15:32:31

專利名稱：低熱值煤氣蓄熱式燒結機點火爐的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及冶金行業的燒結機點火爐，特別是使用低熱值煤氣的蓄熱式燒結機點火爐。
背景技術：
燒結是冶金行業，特別是鋼鐵冶煉中礦石準備過程的重要組成部分，同時也是影響整個冶煉工藝能耗指標的關鍵作業之一。為優化能源結構，目前大多數燒結廠點火爐都採用低熱值煤氣為燃料，由於低熱值煤氣熱值低，必須對煤氣和空氣進行預熱才能滿足燒結工藝所需的點火溫度要求，因此建低熱值煤氣點火爐，必須配套建設預熱爐預熱煤氣和空氣，造成點火爐外形大，投資高；加之普遍採用的預熱方式是冷空氣和煤氣在管道內流動、加熱介質對管道加熱的間接加熱方式，熱效率低，點火爐燃料消耗高；預熱溫度受到設備材質等相關條件限制，經預熱後的空氣溫度一般小於450℃，而煤氣因受安全因素的限制，一般預熱溫度小於300℃；預熱爐使用時間長，更容易造成預熱溫度降低，使燒結礦成品率下降。

發明內容
本實用新型目的是克服上述已有技術的缺陷，提供一種不用預熱爐，且只預熱空氣或煤氣的一種，即能將空氣或低熱值煤氣預熱至高溫，達到點火溫度，使低熱值煤氣能直接用於高溫點火爐的低熱值煤氣蓄熱式燒結機點火爐。
實現本實用新型目的採用的技術方案是按高熱值燃料點火爐設計，包括點火段和保溫段，點火段和保溫段都由鋼結構外壁和耐火材料內牆組成，底部皆設置有走輪裝置，點火段中部設置引火燒嘴，燒結臺車經點火段至保溫段在其爐膛內水平移動，使待燒結礦得到點火。點火段爐頂上設置蓄熱式燃燒器，蓄熱式燃燒器包括2個對稱布置的具有相同數量蓄熱燒嘴的蓄熱燒嘴組，每個蓄熱燒嘴由鋼結構外殼、外殼內四周砌築的保溫層、保溫層形成的箱體內填充的蓄熱體和底部設置的噴口組成，每個蓄熱燒嘴的連接支管通過爐前調節閥與同一組的蓄熱燒嘴組連接總管連通。氣動二位四通換向閥的四個接口分別與2個蓄熱燒嘴組的2根連接總管、一種燃燒介質輸入管和抽菸量調節閥連接，使一種燃燒介質經一個蓄熱燒嘴組預熱後噴入點火段爐膛，而點火段爐膛中部分高溫煙氣經另一個蓄熱燒嘴組吸熱後從抽菸量調節閥及吸風機和煙囪排出；每經一定時間後2個蓄熱燒嘴組的運行狀態換向進行。點火段爐頂上設置若干根直噴管，每根直噴管位於2個蓄熱燒嘴組的兩兩相對稱的蓄熱燒嘴之間，並通過其爐前調節閥與另一種燃燒介質輸入管連通，分別經過蓄熱燒嘴噴口和爐頂直噴管按一定噴射角噴入點火段爐膛中的煤氣和空氣邊混合邊燃燒。一端連接二位四通換向閥的抽菸量調節閥另一端通過排煙集管與引風機和煙囪連接。空氣、煤氣輸入管道上分別設置調節其輸入量的電動調節閥和流量計，煤氣輸入管道上還加設一個氣動快切閥。點火爐的燃燒控制和空氣或煤氣的換向控制採用工業計算機，工業計算機按設定程序發出指令，通過電動或氣動執行機構開關各調節閥門。
本實用新型採用單預熱方式運行，與二位四通換向閥連接的燃燒介質輸入管道為空氣輸入管，則與點火段爐頂直噴管連接的燃燒介質輸入管道為煤氣輸入管，或者與二位四通換向閥連接的燃燒介質輸入管道為煤氣輸入管，則與點火段爐頂直噴管連接的燃燒介質輸入管道為空氣輸入管。
本實用新型蓄熱燒嘴內箱體中填充的蓄熱體最好採用陶瓷蜂窩體。
本實用新型蓄熱燒嘴的保溫層最好採用粘土結合輕質澆注料澆注，噴口最好採用高鋁質低水泥澆注料整體澆注。
本實用新型的優點是取消了傳統設計的空氣、煤氣預熱爐，縮小了點火爐外形尺寸，節約投資；採用僅預熱空氣或煤氣中一種的單預熱方式，實現了高溫預熱，使低熱值燃料得到直接利用，用低熱值煤氣，點火爐溫度仍可達到1200℃，同時對煤氣壓力要求較低，煤氣壓力為3000Pa也可穩定運行；預熱用煙氣排煙溫度小於150℃，接近餘熱回收的極限值，燃料消耗大幅度降低，節約能源；外形與高熱值煤氣點火爐完全相同，結構緊湊，外形尺寸小，熱能利用率高，操作、維護方便。


圖1為本實用新型低熱值煤氣蓄熱式燒結機點火爐的平面俯視圖；圖2為圖1的A-A立面剖視圖；
圖3為圖1的B-B斷面剖視圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
本實用新型按高熱值燃料點火爐設計，分為點火段2和保溫段1兩段，煤氣和空氣在點火段2混合、燃燒供熱，保溫段1利用點火段2的幅射熱不單獨供熱，燒結機的燒結臺車29先進入點火段2，再進入保溫段1，在平行移動的過程中完成對燒結臺車中礦石28的燒結點火。點火爐爐頂採用平爐頂，點火段2和保溫段1爐底皆安裝若干個支撐整個爐體的走輪裝置23。點火爐爐牆也按傳統設計，由鋼結構外壁21和耐火材料內牆22構成，點火段2和保溫段1均單獨預製，施工時在現場組裝。點火段2的中部設置有按傳統設計的引火燒嘴20，在點火段2的爐頂設置蓄熱式燃燒器，它是由對稱布置的2個蓄熱燒嘴組3和4組成，每個蓄熱燒嘴組都有若干個緊密平行布置的蓄熱燒嘴，且2個組的蓄熱燒嘴數量相同，具體數量由燒結機的規格大小決定，本實施例中每組有3個蓄熱燒嘴。每個蓄熱燒嘴都採用鋼結構外殼24，四周砌築有保溫層26，保溫層內形成的箱體填充蓄熱體25，下部為與點火段2爐膛相通並與爐膛中垂線呈一定傾角的噴口27。保溫層26最好採用粘土結合輕質澆注料澆注，噴口27最好採用高鋁質低水泥澆注料整體澆注，蓄熱體25最好採用陶瓷峰窩體疊成。每個蓄熱燒嘴上部側面的連接支管道與該組蓄熱燒嘴的連接總管道5連通，2組蓄熱燒嘴各自的連接總管道5分別與二位四通換向閥6的2個接口連接，二位四通換向閥6的另2個接口分別與待預熱空氣或低熱值煤氣輸入管道9和連接引風機8及煙囪15的排煙集管連接。低熱值煤氣或空氣通過管道12直接送入點火段2爐頂上的若干根直噴管18，經直噴管18向爐膛內噴射，每根直噴管位於2個蓄熱燒嘴組的兩兩相對稱的蓄熱燒嘴之間。在實際運行中，引風機8通過換向閥6經蓄熱燒嘴組4的總連接管道5和每個蓄熱燒嘴從點火段2的爐膛中抽出一定量的高溫氣體，高溫氣體在通過蓄熱體25時，大量熱量被蓄熱體吸收，可使蓄熱體溫度達到1100℃以上，並通過調節抽出煙氣量控制煙氣排出溫度小於150℃，再從煙囪15排出；同時，管道9內輸入的空氣通過換向閥6經蓄熱燒嘴組3被每個蓄熱燒嘴內已蓄熱的蓄熱體25預熱達到1000℃左右，再經蓄熱燒嘴噴口27以一定的噴角噴入點火段2的爐膛內，並與經管道12和點火段2爐頂上的多個直噴管18噴出的煤氣邊混合邊燃燒；運行一定時間後，二位四通換向閥6按設計計算由控制系統控制進行換向，運行狀態改變為蓄熱燒嘴組4預熱輸入的空氣，蓄熱燒嘴組3吸收抽出煙氣的熱量；運行一定時間換向閥再次換向改變2組蓄熱燒嘴的運行狀態，如此循環，使點火爐始終保持高爐溫，順利完成礦石燒結點火；在點火爐啟動運行時，要從引火燒嘴20點火燃燒，使1個蓄熱燒嘴組穩定燃燒，點火爐溫達到800℃以上，即可仃止引火燒嘴20的運行，進入上述燃燒循環。二位四通換向閥6為氣動閥，由工業計算機發出指令，控制系統通過執行機構的氣缸(附圖中皆未畫出)控制它的換向。本實用新型的特點是採用單預熱，即只需預熱空氣和低熱值煤氣中的一種，若管道9輸入空氣，管道12就輸入低熱值煤氣(如上所述運行狀態)；反之亦可，即管道9輸入低熱值煤氣，管道12輸入空氣，具體需根據設計確定。輸入低熱值煤氣的管道上應增加一個氣動快切閥14，二位四通閥6換向時先關閉快切閥14，切斷煤氣，換向完成後再打開快切閥，以保證換向過程的安全及節約煤氣。在管道9和管道12上分別設置有電動管網調節閥10和16，用以調節和控制供入點火爐的空氣和煤氣用量，並分別由安裝在管道上的孔板流量計11和13計量。在通往每個蓄熱燒嘴的連接支管道上設置有電動爐前調節閥17，在管道12通往直噴管18的分管道上也設置有電動爐前調節閥19，通過調節爐前調節閥17和19的大小，可控制點火爐斷面的溫度分布，提高燒結質量。在引風機8和二位四通閥6之間設置有電動抽菸氣量調節閥7，根據經過蓄熱體後的排煙溫度應小於150℃，及蓄熟體蓄熱值應能滿足將空氣或低熱值煤氣預熱到1000℃左右的技術要求，通過調節抽菸氣量調節閥7，控制從點火爐內抽菸量的大小，實現空氣或煤氣預熱溫度及二位四通換向閥換向時間的控制。運行中，通過調節點火爐管網中設置的各種閥門實現點火爐燃燒控制，調節換向閥和快切閥實現點火爐換向控制，燃燒控制和換向控制都由工業計算機按設計的操作程序發出指令，由控制系統通過執行機構(可逆電機或氣缸)分別調節各閥門的開閉或開閉的大小。
權利要求1.一種低熱值煤氣蓄熱式燒結機點火爐，包括由鋼結構外壁[21]和耐火材料內牆[22]組成的、燒結臺車[29]在其爐膛內水平移動的點火段[2]和保溫段[1]，點火段[2]和保溫段[1]底部設置的走輪裝置[23]，點火段[2]中部設置的引火燒嘴[20]，空氣、煤氣輸入管道上分別設置的調節閥和流量計，用於點火爐燃燒控制和空氣或煤氣換向控制的工業計算機，根據工業電腦程式調節閥門的執行機構，其特徵在於還包括點火段[2]的爐頂上設置的蓄熱式燃燒器，蓄熱式燃燒器含有2個對稱布置具有相同數量蓄熱燒嘴的蓄熱燒嘴組[3]和[4]，每個蓄熱燒嘴由鋼結構外殼[24]、外殼內四周砌築的保溫層[26]、保溫層內箱體中填充的蓄熱體[25]和底部設置的噴口[27]組成，分別與同一組各個蓄熱燒嘴連接支管及其爐前調節閥[17]相連通的2根蓄熱燒嘴組連接總管[5]，四個接口分別與2個蓄熱燒嘴組[3]和[4]的連接總管[5]，一種燃燒介質輸入管道[9]和抽菸量調節閥[7]連接的二位四通換向閥[6]，抽菸量調節閥[7]另一端連接的引風機[8]、煙囪[15]及其排煙集管，點火段爐頂上位於兩兩相對稱的蓄熱燒嘴之間設置的與另一種燃燒介質輸入管道[12]連通的若干根直噴管[18]及其爐前調節閥[19]，設在煤氣輸入管道上的快切閥。
2.根據權利要求1所述的低熱值煤氣蓄熱式燒結機點火爐，其特徵在於與換向閥[6]連接的輸入管道[9]為空氣輸入管，與爐頂直噴管[18]連接的輸入管道[12]為煤氣輸入管，或者與換向閥[6]連接的輸入管道[9]為煤氣輸入管，與爐頂直噴管[18]連接的輸入管道[12]為空氣輸入管。
3.根據權利要求1或2所述的低熱值煤氣蓄熱式燒結機點火爐，其特徵在於蓄熱燒嘴內箱體中填充的蓄熱體[25]為陶瓷蜂窩體蓄熱體。
4.根據權利要求1或2所述的低熱值煤氣蓄熱式燒結機點火爐，其特徵在於蓄熱燒嘴的保溫層[26]為粘土結合輕質澆注料澆注的保溫層，噴口[27]為高鋁質低水泥澆注料整體澆注的噴口。
專利摘要本實用新型公開了一種低熱值煤氣的蓄熱式燒結機點火爐，包括由鋼結構外壁、耐火材料內牆和底部走輪裝置組成的點火段和保溫段，爐牆設有引火燒嘴，爐頂上設置蓄熱式燃燒器和若干根直噴管，蓄熱式燃燒器包括2個由若干個蓄熱燒嘴組成的蓄熱燒嘴組，二位四通換向閥分別與2個蓄熱燒嘴組的2根連接總管、空氣或煤氣輸入管和抽菸量調節閥連接，經蓄熱燒嘴噴口和直噴管噴入的煤氣和空氣邊混合邊燃燒。煤氣輸入管上還加設一快切閥。本實用新型取消了空氣、煤氣預熱爐，節約投資，採用僅預熱空氣或煤氣中一種的單預熱方式，使用低熱值煤氣，點火溫度達到1200℃，排煙溫度小於150℃，燃料消耗大降低，外形結構緊湊，尺寸小，操作維護方便。
文檔編號F23Q7/00GK2708125SQ20042003567
公開日2005年7月6日 申請日期2004年4月22日 優先權日2004年4月22日
發明者王群禮 申請人:長沙欣業天宸爐窯工程有限公司