專利名稱：一種用于模擬高爐噴吹煤粉燃燒的實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于模擬高爐噴吹煤粉燃燒的實(shí)驗(yàn)裝置，屬于高爐煉鐵技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
煤粉氣化燃燒后才能發(fā)揮代替焦炭提供還原劑和熱能的作用，所以高爐要求煤粉 的燃燒性能要好。煤粉在高爐風(fēng)口區(qū)的燃燒率，直接關(guān)系到噴吹煤粉量的多少和置換比。煤粉燃燒率的大小，表明了煤粉在高爐風(fēng)口的氣化的完全程度。如果煤粉燃燒率較低，煤粉燃燒不完全，不僅會(huì)降低煤粉在高爐內(nèi)的利用率，還會(huì)影響爐料的透氣性和爐渣黏度，從而影響高爐生產(chǎn)。因此，對(duì)高爐噴煤來說，煤粉燃燒率是衡量煤粉性能憂劣和評(píng)價(jià)高爐風(fēng)口燃燒狀況好壞的一個(gè)重要指標(biāo)，強(qiáng)化煤粉在風(fēng)口的燃燒是高爐進(jìn)行大噴吹的一個(gè)最基本的前提。但在研究煤粉燃燒率的方法，目前還沒有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。輸送系統(tǒng)是實(shí)驗(yàn)裝置中的關(guān)鍵組成部分之一，保證給料的均勻性、連續(xù)性是保證實(shí)驗(yàn)可靠性、精度和重現(xiàn)性的關(guān)鍵，在現(xiàn)有煤粉燃燒率測(cè)定裝置的攜帶流反應(yīng)器中，采用較多的是流化床加料形式，但這種給料裝置存在易堵、給料不均勻等特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏差較大。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有煤粉燃燒率測(cè)定裝置存在的上述不足，提供一種用于模擬高爐噴吹煤粉燃燒的實(shí)驗(yàn)裝置。本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下一種用于模擬高爐噴吹煤粉燃燒的實(shí)驗(yàn)裝置包括送風(fēng)機(jī)，所述送風(fēng)機(jī)處連接有第一流量計(jì)和第二流量計(jì)，所述第一流量計(jì)上連接有一次風(fēng)管，所述第二流量計(jì)上連接有二次風(fēng)管，所述一次風(fēng)管通過第一空氣電加熱器連接在高溫燃燒爐的頂部上，所述二次風(fēng)管通過第二空氣電加熱器連接在高溫燃燒爐的頂部上，所述第一空氣電加熱器上連接有螺旋給煤機(jī)，所述高溫燃燒爐的頂部中間部位安裝有一次風(fēng)嘴，所述一次風(fēng)嘴的四周安裝有二次風(fēng)嘴，所述一次風(fēng)嘴和二次風(fēng)嘴上各安裝有一熱電偶，所述高溫燃燒爐的側(cè)壁上插入一個(gè)高溫爐溫控儀，所述高溫燃燒爐通過氣體收集器相連和真空泵的左側(cè)相連，所述真空泵的右側(cè)通過紅外氣體分析儀和計(jì)算機(jī)相連，所述高溫燃燒爐的底部連接有慣性分離器，所述重力除塵器的左側(cè)連接在高溫燃燒爐和慣性分離器之間，所述重力除塵器的右側(cè)和引風(fēng)機(jī)相連，所述一次風(fēng)管、二次風(fēng)管、一次風(fēng)嘴和二次風(fēng)嘴均連接在計(jì)算機(jī)上。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型還可以做如下改進(jìn)。進(jìn)一步，所述第一空氣電加熱器連接在一次風(fēng)管和一次風(fēng)嘴之間，所述第二空氣電加熱器連接在二次風(fēng)管和二次風(fēng)嘴之間。進(jìn)一步，所述送風(fēng)機(jī)通過不銹鋼管與第一流量計(jì)之間螺紋連接，所述送風(fēng)機(jī)通過不銹鋼管與第二流量計(jì)之間螺紋連接。[0009]進(jìn)一步，所述一次風(fēng)管通過不銹鋼管焊接導(dǎo)通第一空氣電加熱器，所述二次風(fēng)管通過不銹鋼管焊接導(dǎo)通第二空氣電加熱器。進(jìn)一步，所述螺旋給煤機(jī)的下料口與一次風(fēng)管通過不銹鋼管焊接導(dǎo)通。進(jìn)一步，所述高溫燃燒爐通過不銹鋼管和氣體收集器螺紋連接，所述真空泵通過不銹鋼管螺紋連接在氣體收集器和紅外氣體分析儀之間，所述高爐燃燒爐和慣性分離器之間通過不銹鋼管螺紋連接，所述重力除塵器的左側(cè)與高溫燃燒爐的下部通過不銹鋼管焊接導(dǎo)通，所述重力除塵器的右側(cè)與引風(fēng)機(jī)之間通過不銹鋼管螺紋連接。進(jìn)一步，所述一次風(fēng)管、二次風(fēng)管、一次風(fēng)嘴、二次風(fēng)嘴和紅外氣體分析儀均通過計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)線和計(jì)算機(jī)相連。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型用于模擬高爐噴吹煤粉燃燒的實(shí)驗(yàn)裝置操作方便，調(diào)節(jié)靈活，運(yùn)行穩(wěn)定，可以對(duì)比不同工況下的煤粉燃燒率，不僅可以更加準(zhǔn)確地得 到單種煤、混合煤粉的燃燒率，煤粉不同粒度組成的燃燒率、煤粉含添加劑的燃燒率，而且可以得到預(yù)熱煤粉的燃燒率，；還可使煤粉在輸送過程中更均勻、更連續(xù)，彌補(bǔ)了現(xiàn)有煤粉燃燒實(shí)驗(yàn)無法調(diào)整噴吹煤粉溫度的不足，豐富了高爐噴吹煤粉燃燒實(shí)驗(yàn)室的研究?jī)?nèi)容，完善了實(shí)驗(yàn)室研究手段。

圖I為本實(shí)用新型用于模擬高爐噴吹煤粉燃燒的實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。如圖I所示，所述用于模擬高爐噴吹煤粉燃燒的實(shí)驗(yàn)裝置包括送風(fēng)機(jī)1，所述送風(fēng)機(jī)I處連接有第一流量計(jì)20和第二流量計(jì)2，所述第一流量計(jì)20上連接有一次風(fēng)管3，所述第二流量計(jì)上連接有二次風(fēng)管4，所述一次風(fēng)管3通過第一空氣電加熱器21連接在高溫燃燒爐11的頂部上，所述二次風(fēng)管4通過第二空氣電加熱器5連接在高溫燃燒爐11的頂部上，所述第一空氣電加熱器21上連接有螺旋給煤機(jī)6，所述高溫燃燒爐11的頂部中間部位安裝有一次風(fēng)嘴8，所述一次風(fēng)嘴8的四周安裝有二次風(fēng)嘴9，所述一次風(fēng)嘴8和二次風(fēng)嘴9上各安裝有一熱電偶7，所述高溫燃燒爐11的側(cè)壁上插入一個(gè)高溫爐溫控儀10，所述高溫燃燒爐11通過氣體收集器12相連和真空泵13的左側(cè)相連，所述真空泵13的右側(cè)通過紅外氣體分析儀14和計(jì)算機(jī)19相連，所述高溫燃燒爐11的底部連接有慣性分離器17，所述重力除塵器15的左側(cè)連接在高溫燃燒爐11和慣性分離器17之間，所述重力除塵器15的右側(cè)和引風(fēng)機(jī)16相連，所述一次風(fēng)管3、二次風(fēng)管4、一次風(fēng)嘴8和二次風(fēng)嘴4均連接在計(jì)算機(jī)19上。所述高溫爐溫控儀10用于測(cè)定高溫燃燒爐11爐膛的溫度。所述第一空氣電加熱器21連接在一次風(fēng)管3和一次風(fēng)嘴8之間，所述第二空氣電加熱器5連接在二次風(fēng)管4和二次風(fēng)嘴9之間。所述送風(fēng)機(jī)I通過不銹鋼管與第一流量計(jì)20之間螺紋連接，所述送風(fēng)機(jī)I通過不銹鋼管與第二流量計(jì)2之間螺紋連接。所述一次風(fēng)管3通過不銹鋼管焊接導(dǎo)通第一空氣電加熱器21，所述二次風(fēng)管4通過不銹鋼管焊接導(dǎo)通第二空氣電加熱器5。所述螺旋給煤機(jī)6的下料口與一次風(fēng)管3通過不銹鋼管焊接導(dǎo)通。所述高溫燃燒爐11通過不銹鋼管和氣體收集器12螺紋連接，所述真空泵13通過不銹鋼管螺紋連接在氣體收集器12和紅外氣體分析儀14之間，所述高爐燃燒爐11和慣性分離器17之間通過不銹鋼管螺紋連接，所述重力除塵器15的左側(cè)與高溫燃燒爐11的下部通過不銹鋼管焊接導(dǎo)通，所述重力除塵器15的右側(cè)與引風(fēng)機(jī)16之間通過不銹鋼管螺紋連接。所述一次風(fēng)管3、二次風(fēng)管4、一次風(fēng)嘴8、二次風(fēng)嘴4和紅外氣體分析儀14均通過計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)線18和計(jì)算機(jī)19相連。高溫燃燒爐11本體從內(nèi)到外依次為燃燒反應(yīng)區(qū)(剛玉管)、發(fā)熱元件、保溫層、鋼外套，主體設(shè)備的高溫燃燒爐采用硅鑰棒發(fā)熱體為加熱元件，爐膛溫度可加熱至1300 Ieoo0C，模擬高爐風(fēng)口，使煤粉與熱風(fēng)混合燃燒。兩個(gè)流量計(jì)可以根據(jù)不同工況需要，可以調(diào)整一次風(fēng)和二次風(fēng)的進(jìn)風(fēng)流量。兩個(gè)空氣電加熱器采用鐵鉻鋁加熱，溫度最高可達(dá)1200°C，起到加熱氣體的作用，可以將氣體加熱至高爐熱風(fēng)的溫度。其中一次風(fēng)管模擬噴煤槍噴吹煤粉，二次風(fēng)管模擬高爐風(fēng)口提供熱風(fēng)。一、二次風(fēng)管的熱電偶材質(zhì)選用單鉬銠，高溫爐溫控儀的材質(zhì)為雙鉬銠。螺旋給煤機(jī)的下料管與一次風(fēng)管相連，攜帶煤粉顆粒的一次風(fēng)通過一次風(fēng)嘴噴射進(jìn)爐膛，該噴嘴布置在爐膛頂部中間部位。經(jīng)空氣電加熱器加熱的二 次風(fēng)通過二次風(fēng)嘴噴射進(jìn)爐膛，該噴嘴布置在一次風(fēng)嘴四周，能調(diào)節(jié)火焰溫度和氧氣濃度，且對(duì)一維的火焰影響較小。煤粉氣流與二次風(fēng)混合在高溫燃燒爐爐膛內(nèi)完成，混合氣流在高溫燃燒爐內(nèi)受到強(qiáng)烈的加熱作用而燃燒。利用真空泵產(chǎn)生的負(fù)壓，把煙氣從爐膛弓丨出，進(jìn)入紅外氣體分析儀。該氣體分析儀可分析煙氣中02、CO、NO、SO2等的濃度。該裝置配有控制盤和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源主要有溫度、壓力和煙氣成分。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定程序可以計(jì)算出煤粉燃燒率。燃燒產(chǎn)生的廢氣經(jīng)重力除塵器除塵，經(jīng)引風(fēng)機(jī)排出實(shí)驗(yàn)室，產(chǎn)生的灰渣匯集在慣性分離器，慣性分離器要定期清理。本實(shí)用新型采用螺旋加料方式可使煤粉在實(shí)驗(yàn)輸送過程中更均勻、更連續(xù)，燃燒實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確，該裝置一次風(fēng)管前端安裝了空氣電加熱器，可對(duì)噴吹煤粉加熱至所需溫度，可以進(jìn)行預(yù)熱煤粉的燃燒實(shí)驗(yàn)本實(shí)用新型實(shí)驗(yàn)裝置采用了螺旋加料方式，克服了原有給料裝置易堵，給料不均等特點(diǎn)，在輸料量10 40g / min范圍內(nèi)，可使料量的均勻性、連續(xù)性得到保證。螺旋加料機(jī)通過I :40的變速箱與調(diào)速電機(jī)相連。通過調(diào)節(jié)調(diào)速電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)不同的輸料速率。螺旋加料器的下料管與一次風(fēng)管相連，把煤粉輸送到燃燒器的一次風(fēng)嘴。另外，實(shí)驗(yàn)工況可以調(diào)整，滿足變濃度煤粉燃燒的需要，實(shí)驗(yàn)參數(shù)如壓力、溫度、流量、燃燒產(chǎn)物(氣體)成分等工藝參數(shù)可以實(shí)時(shí)檢測(cè)，通過自動(dòng)數(shù)據(jù)采集記錄系統(tǒng)，便于對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。另外，該裝置一次風(fēng)管前端安裝了一個(gè)空氣電加熱器，可以將煤粉加熱至300 V，因此該裝置可以進(jìn)行煤粉預(yù)熱燃燒的實(shí)驗(yàn)。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于模擬高爐噴吹煤粉燃燒的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，包括送風(fēng)機(jī)(1)，所述送風(fēng)機(jī)(I)處連接有第一流量計(jì)(20)和第二流量計(jì)(2)，所述第一流量計(jì)(20)上連接有一次風(fēng)管(3)，所述第二流量計(jì)上連接有二次風(fēng)管(4)，所述一次風(fēng)管(3)通過第一空氣電加熱器(21)連接在高溫燃燒爐(11)的頂部上，所述二次風(fēng)管(4)通過第二空氣電加熱器(5)連接在高溫燃燒爐(11)的頂部上，所述第一空氣電加熱器(21)上連接有螺旋給煤機(jī)￠)，所述高溫燃燒爐(11)的頂部中間部位安裝有一次風(fēng)嘴(8)，所述一次風(fēng)嘴⑶的四周安裝有二次風(fēng)嘴(9)，所述一次風(fēng)嘴(8)和二次風(fēng)嘴(9)上各安裝有一熱電偶(7)，所述高溫燃燒爐(11)的側(cè)壁上插入一個(gè)高溫爐溫控儀(10)，所述高溫燃燒爐(11)通過氣體收集器(12)相連和真空泵(13)的左側(cè)相連，所述真空泵(13)的右側(cè)通過紅外氣體分析儀(14)和計(jì)算機(jī)(19)相連，所述高溫燃燒爐(11)的底部連接有慣性分離器(17)，所述重力除塵器(15)的左側(cè)連接在高溫燃燒爐(11)和慣性分離器(17)之間，所述重力除塵器(15)的右側(cè)和引風(fēng)機(jī)(16)相連，所述一次風(fēng)管(3)、二次風(fēng)管(4)、一次風(fēng)嘴⑶和二次風(fēng)嘴⑷均連接在計(jì)算機(jī)(19)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于模擬高爐噴吹煤粉燃燒的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述第一空氣電加熱器(21)連接在一次風(fēng)管(3)和一次風(fēng)嘴(8)之間，所述第二空氣電加熱器(5)連接在二次風(fēng)管(4)和二次風(fēng)嘴(9)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于模擬高爐噴吹煤粉燃燒的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述送風(fēng)機(jī)(I)通過不銹鋼管與第一流量計(jì)(20)之間螺紋連接，所述送風(fēng)機(jī)(I)通過不銹鋼管與第二流量計(jì)(2)之間螺紋連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于模擬高爐噴吹煤粉燃燒的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述一次風(fēng)管(3)通過不銹鋼管焊接導(dǎo)通第一空氣電加熱器(21)，所述二次風(fēng)管(4)通過不銹鋼管焊接導(dǎo)通第二空氣電加熱器(5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于模擬高爐噴吹煤粉燃燒的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述螺旋給煤機(jī)出)的下料口與一次風(fēng)管(3)通過不銹鋼管焊接導(dǎo)通。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于模擬高爐噴吹煤粉燃燒的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述高溫燃燒爐(11)通過不銹鋼管和氣體收集器(12)螺紋連接，所述真空泵(13)通過不銹鋼管螺紋連接在氣體收集器(12)和紅外氣體分析儀(14)之間，所述高爐燃燒爐(11)和慣性分離器(17)之間通過不銹鋼管螺紋連接，所述重力除塵器(15)的左側(cè)與高溫燃燒爐(11)的下部通過不銹鋼管焊接導(dǎo)通，所述重力除塵器(15)的右側(cè)與引風(fēng)機(jī)(16)之間通過不銹鋼管螺紋連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于模擬高爐噴吹煤粉燃燒的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述一次風(fēng)管(3)、二次風(fēng)管(4)、一次風(fēng)嘴(8)、二次風(fēng)嘴(4)和紅外氣體分析儀(14)均通過計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)線(18)和計(jì)算機(jī)(19)相連。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于模擬高爐噴吹煤粉燃燒的實(shí)驗(yàn)裝置。所述實(shí)驗(yàn)裝置包括送風(fēng)機(jī)、流量計(jì)、一次風(fēng)管、二次風(fēng)管、空氣電加熱器、螺旋給煤機(jī)、熱電偶、一次風(fēng)嘴、二次風(fēng)嘴、高溫爐溫控儀、高溫燃燒爐、氣體收集器、真空泵、紅外氣體分析儀、重力除塵器、引風(fēng)機(jī)、慣性分離器、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)線和計(jì)算機(jī)。本實(shí)用新型實(shí)驗(yàn)裝置可使煤粉在實(shí)驗(yàn)輸送過程中更均勻、更連續(xù)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確、可靠，可以對(duì)比不同工況下的煤粉燃燒率，不僅可以得到單種煤、混合煤粉的燃燒率，而且可以得到預(yù)熱煤粉的燃燒率。
文檔編號(hào)C21B5/00GK202430239SQ20112051158
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月9日
發(fā)明者王冬青, 竺維春, 青格勒 申請(qǐng)人:首鋼總公司