專(zhuān)利名稱(chēng)：一種環(huán)形爐和環(huán)形爐供熱工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于爐、窯工程類(lèi)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種環(huán)形爐和環(huán)形爐 供熱工藝，特別是采用高爐煤氣雙蓄熱式燒嘴和常規(guī)燒嘴聯(lián)合供熱的 環(huán)形爐和環(huán)形爐供熱工藝。
背景技術(shù)：
蓄熱燃燒(HTAC)技術(shù)可以極限回收廢氣余熱，節(jié)約能源，并 實(shí)現(xiàn)800 110(TC的高溫空、煤氣預(yù)熱，有效解決了低熱值的高爐煤 氣在推鋼式加熱爐、板坯爐等加熱溫度較高的熱工設(shè)備上的利用問(wèn) 題，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。近年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)能源緊缺問(wèn) 題的逐步突顯，蓄熱燃燒技術(shù)逐步為各大行業(yè)、尤其是鋼鐵行業(yè)所青 睞。
HTAC技術(shù)需要周期性的換向來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)于供熱負(fù)荷對(duì)稱(chēng)的加 熱設(shè)備更易于實(shí)現(xiàn)，事實(shí)上HTAC技術(shù)也在推鋼式加熱爐、板坯加熱 爐、均熱爐、退火爐、臺(tái)車(chē)爐、步進(jìn)爐、罩式爐以及鋼包烘烤器等供 熱負(fù)荷對(duì)稱(chēng)的加熱設(shè)備上得到了成功應(yīng)用。但是，要實(shí)現(xiàn)雙蓄熱燒嘴 在大型環(huán)形爐上應(yīng)用，有很多技術(shù)難題
(1) HTAC技術(shù)需要周期性換向來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)供熱負(fù)荷對(duì)稱(chēng)性要 求較高，而環(huán)形爐內(nèi)環(huán)相對(duì)于外環(huán)而言，爐表面積小，加上爐內(nèi)輻射 傳熱特性所決定，內(nèi)環(huán)的供入熱負(fù)荷比外環(huán)要小得多。供熱負(fù)荷的不 對(duì)稱(chēng)，是對(duì)稱(chēng)性要求相當(dāng)強(qiáng)的HTAC技術(shù)很難適應(yīng)的。(2) 環(huán)形爐工藝復(fù)雜，爐溫加熱工藝溫度要求高，單靠蓄熱式 燒嘴很難提供滿足工藝要求的溫度場(chǎng)。
(3) 環(huán)形爐結(jié)構(gòu)特殊，內(nèi)環(huán)可用空間相對(duì)較小，難以滿足龐大
的雙蓄熱燒嘴的安裝要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種環(huán)形爐和環(huán)形爐供熱工藝，解決蓄熱燒 嘴應(yīng)用到環(huán)形爐上問(wèn)題。本發(fā)明在整個(gè)環(huán)形爐上，采用蓄熱式燒嘴和 常規(guī)燒嘴聯(lián)合供熱。從爐尾到爐頭，環(huán)形爐依次分為熱回收段、預(yù)熱
段、加熱段和均熱段；環(huán)形爐的熱回收段不布置供熱設(shè)備，爐內(nèi)煙氣 在流經(jīng)此段時(shí)把熱量傳遞給料坯，對(duì)料坯進(jìn)行初步預(yù)熱；環(huán)形爐的預(yù) 熱段內(nèi)外環(huán)爐墻上布置調(diào)焰燒嘴，對(duì)環(huán)形爐供熱，進(jìn)一步預(yù)熱料坯； 環(huán)形爐加熱段內(nèi)外環(huán)爐墻布置蓄熱式燒嘴，加熱料坯；環(huán)形爐的均熱 段爐頂布置常規(guī)平焰燒嘴，均熱料坯。本發(fā)明可滿足龐大的蓄熱燒嘴 的安裝要求和工藝要求的溫度場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)了低熱值的高爐煤氣在加熱溫 度高的環(huán)形爐上的應(yīng)用，可以極限回收廢氣余熱，節(jié)約能源，并實(shí)現(xiàn) 800 110(TC的高溫空、煤氣預(yù)熱，有效解決了低熱值的高爐煤氣在 環(huán)形爐的應(yīng)用，可廣泛應(yīng)用在鋼鐵行業(yè)。 本發(fā)明的技術(shù)方案如下
整個(gè)環(huán)形爐劃分為熱回收段、預(yù)熱段、 一加熱段、二加熱段、三 加熱段、 一均熱段和二均熱段七個(gè)部分；熱回收段不布置供熱設(shè)備， 在預(yù)熱段環(huán)形爐的內(nèi)外環(huán)爐墻上布置調(diào)焰燒嘴，在環(huán)形爐的一加熱 段、二加熱段和三加熱段內(nèi)外環(huán)布置蓄熱式燒嘴；在環(huán)形爐的一均熱段、二均熱段爐頂布置平焰燒嘴，對(duì)料坯均勻加熱。
高爐煤氣熱值低， 一般只有800X4.18kJ/Nm3，理論燃燒溫度低， 利用傳統(tǒng)的燃燒技術(shù)，高爐煤氣的燃燒溫度不能滿足環(huán)形爐加熱工藝 要求。采用高爐煤氣蓄熱式燒嘴，能把空、煤氣預(yù)熱到800 1100°C， 大幅度提高了高爐煤氣的燃燒溫度，使低熱值的高爐煤氣在加熱溫度 高的環(huán)形爐爐上的應(yīng)用具備了可行性。
環(huán)形爐內(nèi)環(huán)空間相對(duì)狹窄，可供的燒嘴安裝空間相對(duì)較小。同時(shí)， 環(huán)形爐內(nèi)環(huán)相對(duì)于外環(huán)而言，爐表面積小，加上爐內(nèi)輻射傳熱特性所 決定，內(nèi)環(huán)的供入熱負(fù)荷比外環(huán)要小得多。因此，減少環(huán)形爐內(nèi)環(huán)的 燒嘴數(shù)量和供熱負(fù)荷，環(huán)形爐內(nèi)外環(huán)蓄熱式燒嘴配比為2: 3。
環(huán)形爐加熱工藝要求高，后續(xù)軋制工藝要求料坯具有很高的溫度 均勻性，僅靠蓄熱式燒嘴很難提供滿足工藝要求的溫度場(chǎng)，因此，在 加熱段之后設(shè)置采用常規(guī)平焰燒嘴供熱的均熱段，對(duì)料坯進(jìn)行均勻加 熱。在整個(gè)環(huán)形爐上，布置了調(diào)焰燒嘴、平焰燒嘴和高爐煤氣蓄熱式 燒嘴對(duì)環(huán)形爐進(jìn)行聯(lián)合供熱，實(shí)現(xiàn)了高爐煤氣蓄熱燒嘴在供熱負(fù)荷非 對(duì)稱(chēng)的環(huán)形爐上應(yīng)用，確保了爐內(nèi)溫度場(chǎng)滿足加熱工藝的要求。
高爐煤氣熱值較低，火焰穩(wěn)定性較差，為確保高爐煤氣雙蓄熱式 燒嘴的穩(wěn)定運(yùn)行，尤其是在低溫情況的正常工作，在雙蓄熱式燒嘴的 空氣箱和煤氣箱之間設(shè)置了長(zhǎng)明火，在低溫工況下，用長(zhǎng)明火點(diǎn)燃高 爐煤氣蓄熱燒嘴。
在爐尾設(shè)置強(qiáng)制排煙風(fēng)機(jī)，形成環(huán)形爐圓周方向上的抽力，把加 熱段的部分煙氣抽到預(yù)熱段和熱回收段，而均熱段的煙氣則被抽吸到加熱段，補(bǔ)充加熱段部分煙氣被抽走而留下得空缺；蓄熱燒嘴配套的
排煙風(fēng)機(jī)形成徑向抽力，在圓周方向抽力和徑向抽力的共同作用下， 環(huán)形爐內(nèi)煙氣主流運(yùn)動(dòng)是從均熱段到熱回收段的環(huán)形流動(dòng)，其中，部 分煙氣從蓄熱式燒嘴排出，其余煙氣從爐尾排出。


附圖1為本發(fā)明的環(huán)形爐結(jié)構(gòu)及燒嘴布置示意圖
附圖2為本發(fā)明的長(zhǎng)明火布置示意圖
圖中件l為熱回收段，件2為預(yù)熱段，件3為一加熱段，件4
為二加熱段，件5為三加熱段，件6為一均熱段，件7為二均熱段，
件8為調(diào)焰燒嘴，件9為蓄熱式燒嘴，件9a為空氣箱，件9b為煤氣
箱，件10為平焰燒嘴。
具體實(shí)施例方式
參照附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施作進(jìn)一步說(shuō)明
根據(jù)供熱特點(diǎn)，整個(gè)環(huán)形爐劃分及燒嘴布置如附圖l所示熱回
收段l、預(yù)熱段2、 一加熱段3、 二加熱段4、三加熱段5、 一均熱段 6和二均熱段7七個(gè)部分；熱回收段1不布置供熱設(shè)備，料坯在此段 吸收煙氣的余熱；在預(yù)熱段2，環(huán)形爐的內(nèi)外環(huán)爐墻上布置調(diào)焰燒嘴 8,當(dāng)產(chǎn)量加大，熱回收段對(duì)料坯的預(yù)熱溫度不能達(dá)到工藝要求時(shí)， 啟用調(diào)焰燒嘴8，對(duì)料坯進(jìn)行進(jìn)一步預(yù)熱；在環(huán)形爐的一加熱段3、 二加熱段4和三加熱段5內(nèi)外環(huán)布置高爐煤氣蓄熱式燒嘴9，環(huán)形爐 內(nèi)外環(huán)蓄熱式燒嘴配比為2: 3;在環(huán)形爐的一均熱段6、 二均熱段7 爐頂布置平焰燒嘴10，對(duì)料坯均勻加熱；使用高爐煤氣時(shí)，高爐煤氣熱值較低，火焰穩(wěn)定性較差，為確保高爐煤氣雙蓄熱式燒嘴的穩(wěn)定 運(yùn)行，尤其是在低溫情況的正常工作，如附圖2所示在蓄熱式燒嘴
的空氣箱9a和煤氣箱9b之間設(shè)置了長(zhǎng)明火11，在低溫工況下，用長(zhǎng) 明火11點(diǎn)燃高爐煤氣蓄熱燒嘴。
在爐尾設(shè)置強(qiáng)制排煙風(fēng)機(jī)，形成環(huán)形爐圓周方向上的抽力，把加 熱段3、 4、 5的部分煙氣抽到預(yù)熱段2和熱回收段1，而均熱段6、 7 的煙氣則被抽吸到加熱段3、 4、 5，補(bǔ)充加熱段3、 4、 5部分煙氣被 抽走而留下得空缺；而蓄熱燒嘴9配套的排煙風(fēng)機(jī)形成徑向抽力，在 圓周方向抽力和徑向抽力的共同作用下，環(huán)形爐內(nèi)煙氣主流運(yùn)動(dòng)是從 均熱段到熱回收段的環(huán)形流動(dòng)。其中，部分煙氣從雙蓄熱式燒嘴9排 出，其余煙氣從爐尾排出。
蓄熱式燒嘴可以是雙蓄熱式燒嘴。
本發(fā)明可滿足龐大的蓄熱燒嘴的安裝要求和工藝要求的溫度場(chǎng)， 可以極限回收廢氣余熱，節(jié)約能源，并實(shí)現(xiàn)800 1100。C的高溫空、 煤氣預(yù)熱，有效解決了低熱值的高爐煤氣在環(huán)形爐的應(yīng)用，可廣泛應(yīng) 用在鋼鐵行業(yè)。
權(quán)利要求
1. 一種環(huán)形爐，其特征在于在整個(gè)環(huán)形爐上，同時(shí)布置有調(diào)焰燒嘴、平焰燒嘴和蓄熱式燒嘴對(duì)環(huán)形爐進(jìn)行聯(lián)合供熱。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述環(huán)形爐的供熱工藝，其特征在于從爐 尾到爐頭，環(huán)形爐依次分為熱回收段、預(yù)熱段、加熱段和均熱段；環(huán)形爐的熱回收段不布置供熱設(shè)備，爐內(nèi)煙氣在流經(jīng)此段時(shí)把熱量傳遞給料坯，對(duì)料坯進(jìn)行初步預(yù)熱；環(huán)形爐的預(yù)熱段內(nèi)外環(huán)爐墻上布置調(diào) 焰燒嘴，對(duì)環(huán)形爐供熱，進(jìn)一步預(yù)熱料坯；環(huán)形爐加熱段內(nèi)外環(huán)爐墻 布置蓄熱式燒嘴，加熱料坯；環(huán)形爐的均熱段爐頂布置常規(guī)平焰燒嘴， 均熱料坯。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的環(huán)形爐的供熱工藝，其特征在于加 熱段布置的蓄熱式燒嘴為高爐煤氣蓄熱式燒嘴，環(huán)形爐內(nèi)外環(huán)高爐煤 氣蓄熱式燒嘴供熱負(fù)荷的配比為2: 3，對(duì)環(huán)形爐進(jìn)行非對(duì)稱(chēng)供熱。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述環(huán)形爐的供熱工藝，其特征在于在高 爐煤氣蓄熱燒嘴(9)空煤氣噴口之間上設(shè)置長(zhǎng)明火(11)，確保蓄熱 式燒嘴(9)穩(wěn)定工作。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的環(huán)形爐的供熱工藝，其特征在于蓄 熱式燒嘴是雙蓄熱式燒嘴。
全文摘要
本發(fā)明屬于爐、窯工程類(lèi)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種環(huán)形爐和環(huán)形爐供熱工藝。本發(fā)明在整個(gè)環(huán)形爐上，采用蓄熱式燒嘴和常規(guī)燒嘴聯(lián)合供熱；從爐尾到爐頭，環(huán)形爐依次分為熱回收段、預(yù)熱段、加熱段和均熱段；環(huán)形爐的熱回收段不布置供熱設(shè)備，爐內(nèi)煙氣在流經(jīng)此段時(shí)把熱量傳遞給料坯，對(duì)料坯進(jìn)行初步預(yù)熱；環(huán)形爐的預(yù)熱段內(nèi)外環(huán)爐墻上布置調(diào)焰燒嘴，對(duì)環(huán)形爐供熱，進(jìn)一步預(yù)熱料坯；環(huán)形爐加熱段內(nèi)外環(huán)爐墻布置蓄熱式燒嘴，加熱料坯；環(huán)形爐的均熱段爐頂布置常規(guī)平焰燒嘴，均熱料坯。本發(fā)明可滿足龐大的雙蓄熱燒嘴的安裝要求和工藝要求的溫度場(chǎng)，有效解決了低熱值的高爐煤氣在環(huán)形爐的應(yīng)用，可廣泛應(yīng)用在鋼鐵行業(yè)的環(huán)形爐上。
文檔編號(hào)F23C5/00GK101441037SQ20071009301
公開(kāi)日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2007年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月21日
發(fā)明者衛(wèi)恩澤, 吳華兵, 張阿福, 李志堅(jiān), 潘登洪, 肖海東, 婉 陳 申請(qǐng)人:中冶賽迪工程技術(shù)股份有限公司