專利名稱：聯(lián)合式雙預(yù)熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高爐熱風(fēng)爐的附屬設(shè)備，特別是一種帶有煙氣發(fā)生爐的助燃 空氣和高爐煤氣聯(lián)合式雙預(yù)熱裝置。
背景技術(shù)：
隨著高爐冶煉技術(shù)的進(jìn)步，如逐步增大噴煤量，高爐焦比以及高爐煤氣熱值 隨之降低。高爐煤氣熱值現(xiàn)在一般在3000KJ/Nm3左右。在全燒高爐煤氣的情況 下，即使采用了余熱回收裝置送風(fēng)溫度只能達(dá)到1050 1100℃左右。根本達(dá)不 到較為先進(jìn)的高風(fēng)溫水平1200 1250℃。要達(dá)到這個(gè)先進(jìn)的高風(fēng)溫水平，必須 提高熱風(fēng)爐燃燒室的火焰溫度。為此，要么就必須摻燒高熱值的焦?fàn)t煤氣或天然
氣；要么就提高進(jìn)熱風(fēng)爐燃燒的助燃空氣和高爐煤氣的初始溫度。即前者是提高 化學(xué)熱，后者是提高物理熱。為達(dá)到高風(fēng)溫的技術(shù)水平，二者必居其一。鋼鐵廠
焦?fàn)t煤氣或天然氣都十分緊張，而且價(jià)格昂貴。在沒有高熱值煤氣的條件下，必 須采取提高進(jìn)熱風(fēng)爐的助燃空氣和高爐煤初始溫度的辦法。根據(jù)熱平衡計(jì)算和實(shí) 踐的驗(yàn)證，為了確保送風(fēng)溫度達(dá)到1200 1250℃，必須將助燃空氣和高爐煤氣 預(yù)熱到250 300℃;或者把高爐煤氣預(yù)熱到200℃把助燃空氣預(yù)熱到500℃左 右。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明的目的是提供一種能利用熱風(fēng)爐排出的煙氣余熱加熱助燃 空氣和高爐煤氣，并利用煙氣發(fā)生爐和高溫空氣換熱器將助燃空氣最終加熱到 500℃左右的聯(lián)合式預(yù)熱裝置。
技術(shù)方案本發(fā)明所述的聯(lián)合式預(yù)熱裝置，它由第一級預(yù)熱裝置和第二級預(yù) 熱裝置組成；第一級預(yù)熱裝置為分離型熱管換熱器，由分別與煙氣、空氣和煤氣 連通的煙氣換熱器、低溫空氣換熱器和煤氣換熱器以及上升管和下降管組成；熱 風(fēng)爐的煙氣進(jìn)入煙氣熱管換熱器中加熱熱管中的媒體介質(zhì)，汽化成蒸汽的介質(zhì)沿 著上升管分別進(jìn)入空氣熱管換熱器和煤氣熱管換熱器，空氣經(jīng)一級預(yù)熱后再進(jìn)入 第二級列管式高溫空氣換熱器，被煙氣發(fā)生爐送來的高溫?zé)煔膺M(jìn)行第二級加熱， 加熱后的空氣被送進(jìn)熱風(fēng)爐的燃燒室；煤氣經(jīng)預(yù)熱后直接進(jìn)入熱風(fēng)爐的燃燒室， 熱管內(nèi)的介質(zhì)被冷卻為水后沿著下降管流回到煙氣熱管換熱器再被加熱，完成一
次循環(huán)。
其中所述的煙氣換熱器、空氣換熱器和煤氣換熱器可以為整體式，相互之間 用隔板隔開，每支熱管的下部即加熱端在煙氣換熱器內(nèi)，其上部即冷卻端在空氣 換熱器或煤氣換熱器內(nèi)。
本發(fā)明的工作原理本發(fā)明所述的聯(lián)合預(yù)熱裝置分為一級預(yù)熱和二級預(yù)熱裝置。
一級預(yù)熱是指采用熱管換熱器(分離式熱管換熱器或整體式熱管換熱器皆 可)利用熱風(fēng)爐排出的280 300'C的煙氣余熱，把助燃空氣加熱到18CTC左右， 把高爐煤氣加熱到200'C左右。
二級預(yù)熱器是指采用煙氣發(fā)生爐，燃燒部分高爐煤氣產(chǎn)生高溫?zé)煔?，再利?循環(huán)風(fēng)機(jī)將一級預(yù)熱裝置(煙氣換熱器)排出的部分煙氣升壓后送進(jìn)煙氣發(fā)生爐 內(nèi)，使之與高溫?zé)煔饣旌蠟?00 70(TC的煙氣，再進(jìn)入高溫空氣換熱器，把從 一級空氣換熱器排出的180'C左右的助燃空氣加熱至50(TC左右。即通過一級預(yù) 熱和二級預(yù)熱裝置，使送進(jìn)熱風(fēng)爐燃燒的助燃空氣經(jīng)兩級預(yù)熱達(dá)到50(TC左右， 高爐煤氣經(jīng)一級預(yù)熱達(dá)到200'C左右，以確保熱風(fēng)爐送風(fēng)溫度達(dá)到1200 1250 。C。
有益效果本發(fā)明聯(lián)合式預(yù)熱裝置不但采用了氣-氣熱交換最適用的熱管式 換熱器以充分利用高爐熱風(fēng)爐排出的煙氣顯熱加熱助燃空氣和高爐煤氣，即充分 利用了煙氣余熱資源，達(dá)到節(jié)能效果最佳化；而且采用最新型的煙氣發(fā)生爐燃燒 部分低熱值的高爐煤氣產(chǎn)生高溫?zé)煔?，與循環(huán)風(fēng)機(jī)抽入的低溫?zé)煔饣旌蠟?00 700'C的中溫?zé)煔庾鳛榧訜峤橘|(zhì)，把經(jīng)第一級預(yù)熱到180'C左右的助燃空氣進(jìn)一 步加熱到50(TC，這樣就大大增加了進(jìn)入熱風(fēng)爐燃燒室的氣體介質(zhì)的物理熱，從 而可以大大提高熱風(fēng)爐燃燒室內(nèi)火焰溫度和蓄熱室格子磚的溫度，以確保送風(fēng)溫 度達(dá)到1200 1250'C以上。


圖1是第一級采用分離型熱管換熱器的聯(lián)合式雙預(yù)熱裝置的工藝流程示意圖。
圖2是第一級采用整體式熱管換熱器的聯(lián)合式雙預(yù)熱裝置的工藝流程示意圖。
圖3是聯(lián)合式雙預(yù)熱裝置中采用的煙氣發(fā)生爐的結(jié)構(gòu)示意圖。 '
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例l:如圖1所示，該聯(lián)合式預(yù)熱裝置的一級預(yù)熱裝置為分離型熱管換 熱器；二級為列管式換熱器并配有新型的煙氣發(fā)生爐。分離型熱管換熱器由煙氣 1、空氣2和煤氣3的三臺(tái)換熱器4、 5、 6和聯(lián)絡(luò)管(上升管13和下降管14) 組成。 一級預(yù)熱是利用熱風(fēng)爐煙氣顯熱在煙氣熱管換熱器4中加熱熱管中的媒體 介質(zhì)，使之汽化成蒸汽并沿著上升管13分別進(jìn)入空氣熱管換熱器5和煤氣熱管 換熱器6，把空氣加熱至180'C左右，把煤氣加熱至20(TC左右。熱管內(nèi)的介質(zhì) 把熱量交給空氣、煤氣后，自身被冷卻為水并沿著下降管14再流回到煙氣熱管 換熱器4再被加熱，完成一次循環(huán)。被加熱至18(TC左右的空氣再進(jìn)入第二級列 管式高溫空氣換熱器7，被新型煙氣發(fā)生爐8送來的高溫?zé)煔?600 70(TC)加 熱至50(TC左右。
目前國內(nèi)采用的煙氣發(fā)生爐都用了大量的保溫磚和鋼材，體積龐大，占大量 空間，重量達(dá)到200噸以上，制造成本較高。本實(shí)施例所采用的新型煙氣發(fā)生爐 8不用保溫磚，采用輕質(zhì)巖棉板作外保溫。燃燒室采用了少量的澆注料作為內(nèi)保 溫。爐體體積小，重量輕，約40 50噸，價(jià)格較低，在國內(nèi)很有推廣價(jià)值，在 市場很有競爭能力。
工作過程如下熱風(fēng)爐9的煙氣1進(jìn)入煙氣換熱器4，加熱熱管內(nèi)部的介質(zhì) 并使之汽化。熱風(fēng)爐煙氣被熱管冷卻后進(jìn)入煙囪12排放到大氣。熱管內(nèi)部的介 質(zhì)被汽化后沿著上升管13分別被送入低溫空氣換熱器5和煤氣換熱器6的熱管 管束內(nèi)部?？諝?進(jìn)入低溫空氣換熱器5、煤氣3進(jìn)入煤氣換熱器6分別流過熱 管管束的外部并被管內(nèi)的介質(zhì)加熱到150'C至180°C。熱管管束內(nèi)部的介質(zhì)被冷 卻為水并沿著下降管14流回?zé)煔鈸Q熱器4內(nèi)部的熱管管束內(nèi)部，再次被加熱汽。 即管內(nèi)介質(zhì)就這樣在三臺(tái)換熱器的熱管內(nèi)部周而復(fù)始地循環(huán)，把煙氣熱量帶給空 氣和煤氣。被加熱到150至180'C的煤氣就直接送入熱風(fēng)爐9的燃燒室燃燒。被 加熱到150至18(TC的空氣再次送入高溫空預(yù)器7被進(jìn)一步加熱。
高溫空預(yù)器7用以加熱空氣的熱源是來自煙氣發(fā)生爐8排出的600至700°C 的中溫?zé)煔?。這一中溫?zé)煔馐菬煔獍l(fā)生爐8燃燒高爐煤氣產(chǎn)生的高溫?zé)煔馀c煙氣 引風(fēng)機(jī)10抽引上述煙氣換熱器4排出的部分低溫?zé)煔饣旌隙伞?1為助燃風(fēng)機(jī)， 為煙氣發(fā)生爐8抽入空氣。
高溫空預(yù)器7是列管式換熱器。煙氣走管內(nèi)、空氣走管外進(jìn)行熱交換。中溫
煙氣把空氣進(jìn)一步預(yù)熱到50(TC左右，熱空氣最后被送進(jìn)熱風(fēng)爐9的燃燒室燃燒。 煙氣發(fā)生爐8有位于蝸殼16內(nèi)的燃燒室15，它把送入的煤氣3和助燃風(fēng)機(jī) 11送入的空氣一起燃燒為約110(TC高溫?zé)煔?。煙氣發(fā)生爐8由外殼17和多孔板 18組成混合室。煙氣引風(fēng)機(jī)10將一級預(yù)熱的煙氣換熱器4排出的約18(TC部分 低溫?zé)煔獬檫M(jìn)煙氣發(fā)生爐8，在其混合室內(nèi)將高溫?zé)煔夂偷蜏責(zé)煔饣旌蠟?00至 70(TC的中溫?zé)煔?。這一中溫?zé)煔獗凰瓦M(jìn)高溫空預(yù)器7，作為第二級加熱空氣的 熱源。
實(shí)施例2:如圖2所示，該聯(lián)合式預(yù)熱裝置的一級預(yù)熱裝置為整體式熱管換 熱器；第二級為列管式換熱器，并配有新型的煙氣發(fā)生爐。整體式熱管換熱器由 若干支單支熱管、箱體和隔板等組成(實(shí)施例2與實(shí)施例1的差異僅在于第一級
預(yù)熱裝置)。單支熱管的加熱端置于整體式熱管換熱器的煙氣換熱側(cè)箱內(nèi)；冷卻 端置于空氣換熱側(cè)箱內(nèi)或煤氣換熱側(cè)箱內(nèi)。憑借每支熱管的熱傳遞作用，就把煙 氣的部分熱量傳給了空氣和煤氣。使空氣溫度達(dá)到18(TC左右；使煤氣溫度達(dá)到 20(TC左右。
第二級的預(yù)熱工藝流程同于實(shí)施例l，不再贅述。
工作過程如下本實(shí)施例與實(shí)施例1的差別是一級預(yù)熱的換熱器結(jié)構(gòu)形式不 同。實(shí)施例1中煙氣換熱器4、空氣換熱器5和煤氣換熱器6是分開的，它們之 間用聯(lián)絡(luò)管連接。實(shí)施例2中的煙氣換熱器4、空氣換熱器5和煤氣換熱器6則 是組成一臺(tái)大型換熱器，它們之間用隔板隔開。每支熱管的下部即加熱端在煙氣 換熱器內(nèi)；其上部即冷卻端在空氣換熱器或煤氣換熱器內(nèi)。
熱風(fēng)爐的煙氣1進(jìn)入煙氣換熱器4，加熱熱管內(nèi)部的介質(zhì)并使之汽化。風(fēng)爐 煙氣被熱管冷卻后進(jìn)入煙囪12排放到大氣。煙氣換熱器4內(nèi)熱管內(nèi)部的介質(zhì)被 汽化成蒸汽后在其內(nèi)部上升到空氣換熱器5或煤氣換熱器6內(nèi)部的熱管內(nèi)。蒸汽 把熱量傳遞給管外的空氣或煤氣，自身被冷卻為水沿著管壁流回下部再被管外的 煙氣加熱。熱管內(nèi)部的介質(zhì)就這樣周而復(fù)始地循環(huán)，把煙氣1熱量傳遞給空氣2 或煤氣3。煤氣被加熱到150至18(TC就直接送入熱風(fēng)爐燃燒室燃燒。空氣被加 熱到150至18(TC再次送入高溫空預(yù)器7被進(jìn)一步加熱。
高溫空預(yù)器7用以加熱空氣的熱源是來自煙氣發(fā)生爐8排出的600至700°C 的中溫?zé)煔狻＿@一中溫?zé)煔馐菬煔獍l(fā)生爐8燃燒高爐煤氣產(chǎn)生的高溫?zé)煔馀c煙氣 引風(fēng)機(jī)10抽引上述煙氣換熱器4排出的部分低溫?zé)煔饣旌隙伞?br> 權(quán)利要求
1、一種聯(lián)合式預(yù)熱裝置，其特征是它由第一級預(yù)熱裝置和第二級預(yù)熱裝置組成；第一級預(yù)熱裝置為分離型熱管換熱器，由分別與煙氣(1)、空氣(2)和煤氣(3)連通的煙氣換熱器(4)、低溫空氣換熱器(5)和煤氣換熱器(6)以及上升管(13)和下降管(14)組成；熱風(fēng)爐的煙氣(1)進(jìn)入煙氣熱管換熱器(4)中加熱熱管中的媒體介質(zhì)，汽化成蒸汽的介質(zhì)沿著上升管(13)分別進(jìn)入空氣熱管換熱器(5)和煤氣熱管換熱器(6)，空氣(2)經(jīng)一級預(yù)熱后再進(jìn)入第二級列管式高溫空氣換熱器(7)，被煙氣發(fā)生爐(8)送來的高溫?zé)煔膺M(jìn)行第二級加熱，加熱后的空氣被送進(jìn)熱風(fēng)爐(9)的燃燒室；煤氣(3)經(jīng)預(yù)熱后直接進(jìn)入熱風(fēng)爐(9)的燃燒室，熱管內(nèi)的介質(zhì)被冷卻為水后沿著下降管(14)流回到煙氣熱管換熱器(4)再被加熱，完成一次循環(huán)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聯(lián)合式預(yù)熱裝置，其特征是煙氣發(fā)生爐(8)引 入高爐煤氣產(chǎn)生的高溫?zé)煔夂蜔煔鈸Q熱器(4)排出的部分低溫?zé)煔狻?br> 3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的聯(lián)合式預(yù)熱裝置，其特征是煙氣發(fā)生爐(8) 包括燃燒室(15)，以及由外^ (17)和多孔板18組成的混合室，低溫?zé)煔獬檫M(jìn) 煙氣發(fā)生爐(8)，在混合室內(nèi)將高溫?zé)煔夂偷蜏責(zé)煔饣旌闲纬芍袦責(zé)煔?，中溫?zé)?氣送進(jìn)高溫空氣換熱器(7)，作為第二級加熱空氣的熱源。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聯(lián)合式預(yù)熱裝置，其特征是所述的煙氣換熱器 (4)、空氣換熱器(5)和煤氣換熱器(6)為整體式，相互之間用隔板隔開，每支熱管的下部即加熱端在煙氣換熱器內(nèi)，其上部即冷卻端在空氣換熱器或煤氣換 熱器內(nèi)；熱風(fēng)爐(9)的煙氣(1)進(jìn)入煙氣換熱器(4)，加熱熱管內(nèi)部的介質(zhì)并 使之汽化，介質(zhì)被汽化成蒸汽后在其內(nèi)部上升到空氣換熱器(5)或煤氣換熱器 (6)內(nèi)部的熱管內(nèi)，蒸汽把熱量傳遞給管外的空氣或煤氣，自身被冷卻為水沿 著管壁流回下部再被管外的煙氣加熱；煤氣被加熱后直接送入熱風(fēng)爐(9)的燃 燒室，空氣被第一級加熱后再送入高溫空氣換熱器(7)進(jìn)行第二級加熱。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種聯(lián)合式預(yù)熱裝置，它由第一級預(yù)熱裝置和第二級預(yù)熱裝置組成；煙氣進(jìn)入煙氣熱管換熱器中加熱熱管中汽化成蒸汽后分別進(jìn)入空氣熱管換熱器和煤氣熱管換熱器，空氣經(jīng)一級預(yù)熱后再進(jìn)入第二級列管式高溫空氣換熱器，被煙氣發(fā)生爐送來的高溫?zé)煔膺M(jìn)行第二級加熱，加熱后的空氣被送進(jìn)熱風(fēng)爐的燃燒室；煤氣經(jīng)預(yù)熱后直接進(jìn)入熱風(fēng)爐的燃燒室。本發(fā)明既充分利用了煙氣余熱資源，達(dá)到節(jié)能效果最佳化；而且采用煙氣發(fā)生爐，把經(jīng)第一級預(yù)熱后的助燃空氣進(jìn)一步加熱到500℃，這樣就大大增加了進(jìn)入熱風(fēng)爐燃燒室的氣體介質(zhì)的物理熱，從而可以大大提高熱風(fēng)爐燃燒室內(nèi)火焰溫度和蓄熱室格子磚的溫度，以確保送風(fēng)溫度達(dá)到1200～1250℃以上。
文檔編號C21B9/00GK101363067SQ20081015609
公開日2009年2月11日 申請日期2008年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月27日
發(fā)明者袁長勝 申請人:袁長勝