CN105157028B - 一种无引风机无换向阀钢/铁包蓄热燃烧方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种无引风机无换向阀钢/铁包蓄热燃烧方法及其装置，蓄热烘烤技术是烘烤加热技术的重要发展方向之一，传统装置中的引风机、换向阀等部件存在易损坏，维护周期频繁等问题，故提出本申请。所述的无引风机无换向阀钢/铁包蓄热燃烧方法通过助燃空气、燃气的输送预热以及废气热回收排放进行实现。无引风机无换向阀钢/铁包蓄热燃烧装置包括：燃烧器、助燃空气输气系统、燃气输气系统、废气排放系统。通过实施本发明所提出的技术方案，可为企业节省大笔维护费用，降低能源消耗，从而达到节能减排的效果，维修人员可以很容易更换故障装置，缩短了维修、维护所需要的时间，从而使生产周期相应缩短，为提高产量提供了保障。
Description
技术领域
一种应用于冶金领域，主要涉及一种无引风机无换向阀钢/铁包蓄热燃烧方法及其装置。
背景技术
蓄热烘烤技术是烘烤加热技术的重要发展方向之一，本专利就是突破传统蓄热观念，介绍一种无引风机、无换向阀的钢/铁包蓄热烘烤方法及其装置，从而克服传统蓄热在使用过程中的五大类高故障问题分别是：
1．换向问题：传统蓄热装置中的换向阀平均半年就要维修和更换；
2．引风机寿命低问题：由于通过引风机引出的气体为高温气体一般在200度左右或更高，而高温气体对引风机的影响很大，寿命降低明显；
3. 耗电量大的问题：一套设备同时至少需要两台或以上的高压风机；
4．维修维护工作量大：传统设备结构复杂，各种气体管路交织一起，部分气动和电动元器件还处于高温区,影响使用寿命维修和维护周期短；
5.传统蓄热体寿命低对热气体的阻力大：传统蓄热无论是蓄热球或蓄热体都为很多块按一定的规律摆放在一起，热气体在蓄热体或蓄热球之间没有固定的通道，在蓄热箱内乱串，加上气体受热后体积膨胀对传统蓄热体的热压力较大，造成寿命降低。根据背景技术中所提出的现有技术所存在的不足之处，故提出本发明申请。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种无引风机无换向阀钢/铁包蓄热燃烧的方法。
本发明的另一发明目的在于提供一种无引风机无换向阀钢/铁包/中间包/加热炉蓄热燃烧装置。
本发明的目的可以通过以下方式实现。
一种无引风机无换向阀钢/铁包蓄热燃烧的方法是通过下列步骤同时进行实现的：
步骤一：助燃空气通过由助燃空气箱体、设置在助燃空气箱体上的引风管道、与助燃空气箱体相连通的蓄热箱体以及与蓄热箱体相连通的热气箱组成的助燃空气输气系统进行输送、预热工作，其工况为：助燃空气通过助燃空气箱体和引风管道进入蓄热箱体进行预加热，而后预热好的助燃空气通过热气箱，最终持续的进入燃烧器；
步骤二：燃气通过由燃气管路和与燃气管路相连的热气箱组成的燃气输气系统进行输送、预热工作，其工况为：燃气通过燃气管路进入热气箱，在热气箱中完成预加热过程的燃气最终持续的进入燃烧器中；
步骤三：钢/铁包中的热废气通过蓄热箱体后由设置在蓄热箱体上端的引风支管以及与引风支管连通的废气排放管路组成的废气排放系统排出。
所述的步骤一中助燃空气是通过送风装置以及引风管道输入至助燃空气箱体中的。
所述的步骤三中废气体排放时还通过废气检测系统对废气进行检测，所述废气检测系统包括设置在废气排放出口上的热气体引力箱和设置在废气排放出口上的废气检测热电偶。
一种无引风机无换向阀钢/铁包蓄热燃烧装置包括：燃烧器、助燃空气输气系统、燃气输气系统、废气排放系统，所述的助燃空气输气系统由助燃空气箱体、设置在助燃空气箱体上的引风管道、与助燃空气箱体相连通的蓄热箱体以及与蓄热箱体相连通的热气箱组成；燃气输气系统由燃气管路和与燃气管路相连的热气箱组成；废气排放系统由设置在蓄热箱体上端的引风支管以及与引风支管连通的废气排放管路组成。
所述的双通道蓄热箱体的下端和上端分别设有热废气进口和热废气出口，双通道蓄热箱体的前端和后端分别设有冷空气进口和热空气出口；所述的双通道蓄热箱体内设置有双通道蓄热腔体，所述的双通道蓄热腔体上设置有蓄热通道、预热通道，其中蓄热通道下方与热废气进口连通，上方连通热废气出口，预热通道前后两端分别连通冷空气进口和热空气出口。
所述的蓄热燃烧装置中还包括废气检测系统，所述的废气检测系统由设置在废气排放出口上的热气体引力箱和设置在废气排放出口上的废气检测热电偶组成。
所述的热气体引力箱与助燃空气支路、废气排放管路和废气排放出口相连通。
所述的燃气管路与热气箱间不连通。
所述的燃烧器数量大于等于1。
所述的蓄热燃烧装置同样可用于中间包/加热炉上。
优点效果：
本发明所提供的无换向蓄热燃烧装置很好的解决了由于传统装置中的换向阀、蓄热体与引风机需要长时间在高温环境下工作，经常需要维护、更换所产生的不便及费用；由于本发明所提供的无换向蓄热燃烧装置中不需要使用引风机，且另一个助燃风机也可降低功率，使得本发明在工作时更加省电；同时还解决了传统蓄热体寿命低、等问题；通过实施本发明所提出的技术方案，可为企业节省大笔维护费用，降低能源消耗，从而达到节能减排的效果，同时也降低了维护人员在维护过程中的危险程度，通过实施本发明，维修人员可以很容易更换故障装置，在提高安全性的同时也缩短了维修、维护所需要的时间，从而使生产周期相应缩短，为提高产量提供了保障。
附图说明：
图1为实施例1中无换向蓄热燃烧一体装置主视结构示意图；
图2为实施例1中无换向蓄热燃烧一体装置俯视结构示意图；
图3为实施例1中钢/铁包包盖结构示意图；
图4为实施例1的俯视示意图；
图5为实施例2的主视结构示意图；
图6为实施例2的俯视结构示意图；
图7为实施例2中钢/铁包包盖结构示意图；
图8为实施例2的装置总装主视结构示意图；
图9为实施例3的装置俯视结构示意图；
图10为实施例3中钢/铁包包盖结构示意图；
图11为实施例4中结构示意图；
图12为实施例5中结构示意图；
图13为实施例1中无换向蓄热燃烧一体装置A向结构示意图；
图14为双通道蓄热箱体结构示意图；
图15为双通道蓄热腔体结构示意图 。
图中标记为：2-1蓄热箱体，2-2助燃空气进口连接法兰，2-3引风支管，2-4热气箱，2-5燃气连接进口法兰，2-6空气出管，2-7空气进管，2-8燃气连接管，2-9燃烧器，2-10助燃空气箱体，2-11送风管道，2-12引风管道，2-13天圆地方，2-14热废气体进口，2-15自动安装点火孔，3-1蓄热箱体安装孔，3-2热电偶安装孔，3-3连接板，4-1废气排放出口，4-2助燃风机管路，4-3燃气管路，4-4废气排放管路，4-5燃气连接管路，7-4燃烧器安装孔，8-1助燃风机支管路，8-3废气检测热电偶，8-5热气体引力箱，8-8钢包，8-9调节阀门，9蓄热通道，10预热通道，101a冷空气进口，101b热空气出口, 101d热废气进口,101双通道蓄热腔体,9蓄热通道,10预热通道。
具体实施方式：
为了更好的说明本发明中的内容，下面结合附图来对发明内容进行更好的说明。
实施例1：
如图1、图2、图13所示，本发明提供了一种无引风机无换向阀钢/铁包蓄热燃烧装置，其结构包括：燃烧器2-9、助燃空气输气系统、燃气输气系统、废气排放系统。
本发明所提供的无引风机无换向阀钢/铁包蓄热燃烧装置可安装在钢/铁包的包盖上，包盖结构如图3所示，在包盖之上预留出热电偶安装孔3-2、包盖连接板3-3以及蓄热箱体安装孔3-1以方便无换向蓄热燃烧一体装置的安装。
所述的无引风机无换向阀钢/铁包蓄热燃烧装置结构为：中心部分是燃烧器2-9，燃烧器2-9安装在蓄热箱体2-1的中间位置，蓄热箱体2-1左右两侧分别设置有助燃空气箱体2-10与热气箱2-4。
所述的助燃空气输气系统由助燃空气箱体2-10、设置在助燃空气箱体2-10上的引风管道2-12、与助燃空气箱体2-10相连通的蓄热箱体2-1以及与蓄热箱体2-1相连通的热气箱2-4组成。
无引风机无换向阀钢/铁包蓄热燃烧装置的助燃空气进气工况：当助燃空气通过助燃空气进口连接法兰2-2进入到助燃空气箱体2-10后，在助燃风箱2-10内部会形成一个引力，由于引风管道2-12为对空连通的管路，此时引风管道2-12会成为空气的进口，从而也可以有效降低助燃风机的功率。经过空气进管2-7和天圆地方2-13进入蓄热箱体2-1内部的双通道蓄热体进行加热后再经过空气出管2-6进入热气箱2-4中进行混合，最后通过送风管道2-11将完成预热的空气送入燃烧器2-9中进行助燃以及对钢/铁包烘烤工作。
其中进入的空气由助燃风机管路4-2和助燃空气进口连接法兰2-2通过管路或空腔结构直接连接相通。
如图14、图15所示，蓄热箱体2-1为双通道蓄热箱体，蓄热箱体2-1内部的蓄热体为双通道蓄热体。所述的双通道蓄热箱体的下端和上端分别设有热废气进口101d和热废气出口101c，双通道蓄热箱体的前端和后端分别设有冷空气进口101a和热空气出口101b；所述的双通道蓄热箱体内设置有双通道蓄热腔体101，所述的双通道蓄热腔体上设置有蓄热通道9、预热通道10，其中蓄热通道9下方与热废气进口101d连通，上方连通热废气出口101c，预热通道10前后两端分别连通冷空气进口101a和热空气出口101b。
燃气输气系统由燃气管路4-3和与燃气管路相连的热气箱2-4组成。如图4所示，无引风机无换向阀钢/铁包蓄热燃烧装置的燃气进气工况：燃气管路4-3通过燃气连接进口法兰2-5接入热气箱2-4内，且二者不连通，继而与燃气管路4-3连通的燃气连接管2-8将预热后的燃气送入2-9内。
其中燃气连接管2-8也可以用金属软管连接；燃气管路4-3，助燃风机管路4-2，废气出口管路4-1，送风管道2-11，引风管道2-12即可以为方管连接也可以为圆管连接。
废气排放系统由设置在蓄热箱体2-1上端的引风支管2-3以及与引风支管2-3连通的废气排放管路4-4组成。装置的废气排放工况：钢包8-8内的热气体通过蓄热箱体2-1的热废气体进口2-14进入后通过蓄热箱体内的蓄热体，此处蓄热体采用如图14、图15所示的双通道蓄热体装置，热废气在经过蓄热箱体2-1后，经引风支管2-3引出。引风支管2-3和废气排放管路4-4连接后从废气出口管路4-1排出。
其原理是：由于随着钢包8-8温度的增加，钢包8-8内部的热气体压力增大，引风支路2-3出口的压力会明显的低于钢包8-8内部的压力，热气体会从压力高的方向流向压力低的方向。
其中装置中的引风支管2-3，废气体连接管路4-4，废气出口管路4-1，空气出管2-6，空气进管2-7，燃气连接管2-8之间的连接视具体情况即可用金属软管连接、也可为用管路组成连接，即可以使圆管连接也可以是方管连接。
进一步如果把燃烧器2-9换成自吸式燃烧器时，对于空燃比较小的燃气如高炉煤气、转炉煤气，助燃风机完全不用开启，该装置由无引风机无换向阀钢/铁包蓄热燃烧装置变为无风机、无换向阀钢/铁包蓄热燃烧一体装置，把助燃风机和引风机同时去掉。电量更节省，更节能。进一步对于空燃比较大的燃气如焦炉气、天然气，助燃风机需要开启，但功率可以进行降低，减少的风量可以有2-12进气口得到补充，但引风机可以完全省掉，也可以完全节省电能。
进一步2-15为自动点火安装位置，该为距离燃烧器2-9较近，不仅结构紧凑也能更容易引燃主燃烧器，方便模块化设计和安装。
通过采用本实施例所提供的装置，可解决现有技术中，由于必须加入换向阀和引风机，并由此所带来的费电、维护时间、维护费用以及维护时的安全问题，避免了传统装置每隔半年就需要的相关检修工作，同时在保留原有功能的前提下，本装置的设计还有助于延长装置中组成部分的使用寿命，对缩短生产周期、降低成本具有促进作用，通过对热废气的热回收功能，本装置实现了节能减排、减少热污染的作用。由于本实施例中所采用的装置结构，省去了引风机，同时还可降低助燃风机的功率，使得整个装置的用电量降低。
实施例2
如图5、图6、图7所示，根据实施例1中所述的装置，本实施例在实施例1的基础上做出改进的是：将燃烧器2-9从蓄热箱体2-1的中部分离，并将其独立设置在包盖燃烧器安装孔7-4上，将蓄热箱体2-1安装在包盖的蓄热箱体安装孔3-1上，并通过连接板3-3将蓄热箱体2-1与包盖进行连接。
如图8所示，本实施例做出的改进还包括在废气排放管路中加入废气检测系统，该检测系统由设置在废气排放出口4-1上的热气体引力箱8-5和设置在废气排放出口4-1上的废气检测热电偶8-3组成，其中热气体引力箱8-5与助燃空气支路8-1、废气排放管路4-4和废气排放出口4-1相连通。废气排放检测装置：助燃风机支管路8-1、废气出口管路4-1、废气排放管路4-4、热气体引力箱8-5,整体放置在包盖的上部，装置上原有的废气排气口废气出口管路4-1上可以加装废气检测热电偶8-3用来监控废气的排烟温度，也可以加装其他传感器，为自动控制系统提供检测信号。
进一步把助燃风机的气体分出一部分，通过助燃风机支管路8-1输送至热气体引力箱8-5上，在废气排放管路4-4的内部形成一定的引力，把钢包8-8内的热废气通过蓄热箱体2-1的下部蓄热箱体安装孔3-1引出，通过设置在蓄热箱体2-1内部的蓄热体，此处的蓄热体可以是一个或多个，最终热废气从废气出口管路4-1内排出。可有效降低待排出的热废气的温度，从而避免了热废气在排除时温度过高，在助燃风机支管路8-1上安装调节阀门8-9用来调节引出废气量的大小，从而来满足蓄热的效果。
将实施例1中的热气箱2-4和助燃空气箱体2-10省去，通过实施本实施例，使得本装置进一步满足现场钢包和燃气种类的变化所引起设备的变化来适应现场条件，减少了热污染的同时还可以通过加入传感器的手段实现被监测的功能，将蓄热箱体2-1和燃烧器2-9进行分体设置，一旦蓄热箱体2-1或燃烧器2-9出现故障，维修人员可以将其之一单独维修或更换，不必同时更换作为一个整体的整个装置，省时省力的同时更避免了不必要的浪费。
实施例3
如图9、图10所示，根据实施例2中所述的装置，本实施例在实施例2的基础上做出改进的是：设置两个燃烧器2-9，同时在包盖上开设与蓄热箱体2-1、燃烧器2-9相匹配的蓄热箱体安装孔3-1，燃烧器安装孔7-4，以及热电偶安装孔3-2。
由于将原来的燃烧器2-9改进为双燃烧器，使得燃烧效率提高，用来满足大型钢包如280吨钢包的快速加热需求，在节省了燃料的同时还避免由于燃料不能进行完全燃烧而产生了大量有害人体、污染环境的废气、废料，通过这一改进可以增加装置的燃烧效率，节省燃料，降低生产成本，同时降低了对环境的污染。
实施例4
如图11所示，根据实施例3中所述的装置，本实施例在实施例3的基础上做出改进的是：将实施例2中所设置的两个燃烧器2-9的数量增加至四个或更多个，同时将空气出管2-6和燃气连接管2-8分别接入每个燃烧器2-9，从燃烧器2-9中排出的热废气经过蓄热箱体2-1后由引风支管2-3引出，最终从废气出口管路4-1排出。
由于将原来的燃烧器2-9改进为4个或多个燃烧器，通过调节每个燃烧器2-9之间的间距从而可以满足中间包烘烤的需求。
如实施例1、实施例2、实施例3中所提供的装置都可以进行模块化设计，将上述模块一个或多个组合成为如图12所示的燃烧系统，则该燃烧系统则可作为冶金行业的加热炉，更进一步拓宽使用范围，使得该节省燃烧方式获得更多应用领域。
传统的加热炉12-1为多个装置模块组成的燃烧系统，这里的燃烧系统中包括的装置模块，不局限于图中所示的12个装置模块所组成的组成方式，可根据实际需要来对燃烧系统中装置模块进行调整。
传统的燃烧系统中的换向阀往往需要采用几十个之多，引风机功率高达几百千瓦，一年的耗电量更是达到几百万元之多，单换向阀一项的年维护和维修费用更是有百万元之多，运用本发明能为企业节约更多资金，带来显著地经济效益和社会效益。
Claims (9)
1.一种无引风机无换向阀钢/铁包蓄热燃烧的方法，其特征在于：所述的方法是通过下列步骤同时进行实现的：
步骤一：助燃空气通过由助燃空气箱体（2-10）、设置在助燃空气箱体（2-10）上的引风管道（2-12）、与助燃空气箱体（2-10）相连通的蓄热箱体（2-1）以及与蓄热箱体（2-1）相连通的热气箱（2-4）组成的助燃空气输气系统进行输送、预热工作，其工况为：助燃空气通过助燃空气箱体（2-10）和引风管道（2-12）进入蓄热箱体（2-1）进行预加热，而后预热好的助燃空气通过热气箱（2-4），最终持续的进入燃烧器（2-9）；
步骤二：燃气通过由燃气管路（4-3）和与燃气管路（4-3）相连的热气箱（2-4）组成的燃气输气系统进行输送、预热工作，其工况为：燃气通过燃气管路（4-3）进入热气箱（2-4），在热气箱（2-4）中完成预加热过程的燃气最终持续的进入燃烧器（2-9）中；
步骤三：钢/铁包中的热废气通过蓄热箱体（2-1）后由设置在蓄热箱体（2-1）上端的引风支管（2-3）以及与引风支管（2-3）连通的废气排放管路（4-4）组成的废气排放系统排出。
2.根据权利要求1所述的无引风机无换向阀钢/铁包蓄热燃烧的方法，其特征在于：所述的步骤一中助燃空气是通过送风装置以及引风管道（2-12）输入至助燃空气箱体（2-10）中的。
3.根据权利要求1所述的无引风机无换向阀钢/铁包蓄热燃烧的方法，其特征在于：所述的步骤三中废气体排放时还通过废气检测系统对废气进行检测，所述废气检测系统包括设置在废气排放出口（4-1）上的热气体引力箱（8-5）和设置在废气排放出口（4-1）上的废气检测热电偶（8-3）。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的无引风机无换向阀钢/铁包蓄热燃烧的方法的无引风机无换向阀钢/铁包蓄热燃烧装置包括：燃烧器（2-9）、助燃空气输气系统、燃气输气系统、废气排放系统，其特征在于：所述的助燃空气输气系统由助燃空气箱体（2-10）、设置在助燃空气箱体（2-10）上的引风管道（2-12）、与助燃空气箱体（2-10）相连通的蓄热箱体（2-1）以及与蓄热箱体（2-1）相连通的热气箱（2-4）组成；燃气输气系统由燃气管路（4-3）和与燃气管路相连的热气箱（2-4）组成；废气排放系统由设置在蓄热箱体（2-1）上端的引风支管（2-3）以及与引风支管（2-3）连通的废气排放管路（4-4）组成。
5.根据权利要求4所述的无引风机无换向阀钢/铁包蓄热燃烧装置，其特征在于：所述的蓄热箱体（2-1）为双通道蓄热箱体，所述的双通道蓄热箱体的下端和上端分别设有热废气进口（101d）和热废气出口（101c），双通道蓄热箱体的前端和后端分别设有冷空气进口（101a）和热空气出口（101b）；所述的双通道蓄热箱体内设置有双通道蓄热腔体（101），所述的双通道蓄热腔体上设置有蓄热通道（9）、预热通道（10），其中蓄热通道（9）下方与热废气进口（101d）连通，上方连通热废气出口（101c），预热通道（10）前后两端分别连通冷空气进口（101a）和热空气出口（101b）。
6.根据权利要求4所述的无引风机无换向阀钢/铁包蓄热燃烧装置，其特征在于：所述的蓄热燃烧装置中还包括废气检测系统，所述的废气检测系统由设置在废气排放出口（4-1）上的热气体引力箱（8-5）和设置在废气排放出口（4-1）上的废气检测热电偶（8-3）组成。
7.根据权利要求6所述的无引风机无换向阀钢/铁包蓄热燃烧装置，其特征在于：所述的热气体引力箱（8-5）与助燃空气支路（8-1）、废气排放管路（4-4）和废气排放出口（4-1）相连通。
8.根据权利要求4所述的无引风机无换向阀钢/铁包蓄热燃烧装置，其特征在于：所述的燃气管路（4-3）与热气箱（2-4）间不连通。
9.根据权利要求4所述的无引风机无换向阀钢/铁包蓄热燃烧装置，其特征在于：所述的燃烧器（2-9）数量大于等于1。
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