一種新型熱風爐格子磚的製作方法

2023-10-08 18:45:04 2

一種新型熱風爐格子磚的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種新型熱風爐格子磚，格子磚中間為通孔，所述格子磚的格孔呈錐形，格子磚低溫端格孔截面積小，高溫端格孔截面積大，所述格子磚低溫端孔徑為21-32mm，所述格子磚冷熱兩端孔徑36-52mm。採用該方法可以通過改變熱風爐格子磚的格孔結構，強化換熱介質對格子磚的換熱係數，進而實現提高熱風爐整體換熱效率的目的。有效解決現熱風爐工藝中熱風溫度低，波動大的問題。
【專利說明】一種新型熱風爐格子磚

【技術領域】
[0001]本發明屬於熱工節能領域，尤其涉及提高熱風爐換熱效率的新型熱風爐格子磚。

【背景技術】
[0002]熱風爐基本燃燒流程為，燃燒室產生的廢煙氣通過拱頂進入格子磚，格子磚將煙氣中的熱量儲存在其內部，換熱後的低溫煙氣經過擋磚、爐篦排出爐外；空氣由進風口經由爐篦、擋磚進入格子磚，帶走格子磚儲存的熱量，熱風由熱風通道進入高爐。傳統的格子磚格孔直徑相同，在熱風爐內形成等截面積的通道。
[0003]高爐熱風爐通過格子磚的蓄熱-放熱作用，預熱高爐熱風。由于格子磚的蓄熱-換熱存在周期性，因此在供熱周期內由於換熱產生溫度波動，影響高爐的生產。通過傳熱學原理來看，氣體傳熱過程輻射和對流傳熱佔主導過程，氣體溫度較高時傳熱過程主要為輻射傳熱，氣體溫度較低時對流傳熱佔主導位置。而氣體輻射主要影響因素為氣體分壓，取決於氣體輻射的厚度，輻射厚度越大，輻射效率越高。而對流傳熱主要影響因素為氣體流速，氣體流速越快，傳熱效率越高。
[0004]《凹槽連通的小孔徑格子磚》(CN201672805U)，公開了涉及凹槽連通的小孔徑格子磚，可有效解決在砌築時錯孔能有效避免上下層格子磚孔間的錯位所造成通孔率低甚至完全堵死得現象，又藉助流場在通道中交替改變流速而達到增強傳熱的目的。發明從改變磚的連接方式，解決掛灰的問題，雖然改變流速，但不存在規律性，易形成渦流區增加阻力，同時使渦流邊緣的磚縫積灰。
[0005]《凹槽連通的錐形孔格子磚》(CN201614383U)公開了涉及凹槽連通的錐形孔格子磚，可有效解決提高格子磚通孔率，改善傳熱效果，調節格子磚孔間的流體流速，防止粉塵堵塞格子磚孔的問題。單個格子換的錐形設計使熱風或煙氣在單個蓄熱體內發生流速的變化，這種變化時無序的，無法從根本上提高熱風爐的換熱效率。
[0006]《由兩種不同磚型結構的組合格子磚》(CN102352420A)，涉及由兩種不同磚型結構的組合格子磚，可有效解決對蓄熱體格子磚在給定單位體積換熱面積的條件下提高熱交換能力的問題。兩種不同格孔個數的磚組合在一起，在連接處出現短路，嚴重的影響熱風及煙氣的均勻布置，同時在連接處由於氣體的渦流形成高灰區，造成換熱效率下降。
[0007]《高效熱風爐》(CN201973878U)，提供的高效熱風爐，其爐殼體內的燃燒室，換熱煙氣管束連通於燃燒室與集煙室之間構成燃燒室的煙氣排放通道，燃燒室、煙氣管束與爐殼體之間形成冷空氣換熱空間，煙氣管束由耐熱不鏽鋼管制成，管兩端分別與燃燒室管束連接頭和集煙室管束連接頭插裝連接，冷風進口部分正對於燃燒室與煙氣管束的連接位。採用耐熱不鏽鋼材質在高溫下重複使用，並由於高爐煤氣含硫含硝，壽命將受到影響。
[0008]綜上所述，現階段熱風爐研宄主要體現在如何解決格子磚堵塞的問題，在強化傳熱上的研宄較少。本發明從傳熱學原理出發，通過合理設計格子磚的結構，提高熱風爐的換熱效率，解決風溫波動大的問題。實用新型內容
[0009]本實用新型的目的在於克服上述問題和不足而提供一種新型熱風爐格子磚。
[0010]本實用新型目的是這樣實現的:
[0011]一種新型熱風爐格子磚，格子磚中間為通孔，所述格子磚的格孔呈錐形，格子磚低溫端格孔截面積小，高溫端格孔截面積大，所述格子磚低溫端孔徑為21-32_，所述格子磚冷熱兩端孔徑36_52mm。
[0012]本實用新型通過改變熱風爐格子磚的孔徑，實現強化熱風爐低溫段的對流換熱係數，增加高溫段的輻射換熱係數，進而提高熱風爐整體換熱效率的目標。通過傳熱學可知，氣體傳熱主要取決於傳熱係數，高溫煙氣的傳熱係數主要取決於輻射傳熱，低溫氣體的傳熱取決於對流傳熱。而影響氣體輻射傳熱係數的主要參數是氣體的輻射厚度，也就是高溫煙氣的體積；影響氣體對流傳熱的主要參數是氣體的流速，在流量一定的條件下，流速取決於流通的截面積。而在熱風爐格子磚的傳熱過程中，煙氣經過格子磚的吸熱經歷高溫向低溫轉換的過程，而空氣則通過格子磚的放熱經歷由低溫到高溫轉換的過程。本發明通過減小格子磚冷端的截面積，增大熱端的截面積，進而提高冷端的對流換熱係數和熱端的輻射換熱係數。
[0013]本實用新型的有益效果在於:採用該方法可以通過改變熱風爐格子磚的格孔結構，強化換熱介質對格子磚的換熱係數，進而實現提高熱風爐整體換熱效率的目的。有效解決現熱風爐工藝中熱風溫度低，波動大的問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型結構剖視圖。
[0015]圖2為本實用新型結構主視圖。

【具體實施方式】
[0016]如圖1所不，一種新型熱風爐格子磚，格子磚3中間為通孔，所述格子磚3的格孔2呈錐形，格子磚3低溫端格孔I截面積小，高溫端格孔4截面積大，所述格子磚3低溫端格孔2孔徑為21-32_，所述格子磚3高溫端格孔孔徑36-52_。
[0017]實施例1
[0018]2580m3高爐，頂燃熱風爐，其熱風流量為5000Nm3/min，供熱煙氣量為146910Nm3/min，熱風溫度由200°C提高到1230°C，進口煙氣溫度1300°C，出口煙氣溫度420°C，蓄熱室高度為25m。格子磚原始孔徑為30mm，煙氣流速為1.78Nm3/s，空氣流速為3.65Nm3/s，空氣側換熱係數為94.77kj/°C m2，煙氣側換熱係數為111.61kj/°C m2。
[0019]減小低溫端孔徑至22mm，增加高溫端孔徑至38mm後，計算空氣側換熱係數為98.86kj/°C m2，煙氣側換熱係數為128.45kj/°C m2。阻力係數僅提高50%左右。
[0020]折算電機功率消耗可以實現節能17%。
[0021]實施例2
[0022]3200m3高爐，外燃熱風爐，其熱風流量為5300Nm 3/min，供熱煙氣量為140250Nm3/min，熱風溫度由200°C提高到1210°C，進口煙氣溫度1288°C，出口煙氣溫度300°C，蓄熱室高度為30m。格子磚原始孔徑為30mm，煙氣流速為1.70Nm3/s,空氣流速為3.86Nm3/s，空氣側換熱係數為92.85kj/°C m2，煙氣側換熱係數為109.75kj/°C m2。
[0023]減小低溫端孔徑至22mm，增加高溫端孔徑至38mm後，空氣側換熱係數為98.86kj/°C m2，煙氣側換熱係數為125.33kj/°C m2。阻力係數僅提高50%左右。
[0024]將阻力折算電機功率消耗可以實現節能16.3%。
【權利要求】
1.一種新型熱風爐格子磚，格子磚(3)中間為通孔(2)，其特徵在於，所述格子磚(3)的格孔⑵呈錐形，格子磚⑶低溫端格孔⑴截面積小，高溫端格孔⑷截面積大，所述格子磚(3)低溫端格孔(2)孔徑為21-32_，所述格子磚(3)高溫端格孔(2)孔徑36_52_。
【文檔編號】C21B9/02GK204251639SQ201420562366
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年9月26日 優先權日:2014年9月26日
【發明者】劉常鵬, 馬光宇, 張宇, 王東山, 劉德軍, 龍承俊, 張天賦, 李衛東, 孫守斌, 賈振 申請人:鞍鋼股份有限公司