CN109706282A - 提高热风炉出口风温的方法以及热风炉系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种提高热风炉出口风温的方法，配置两座或两座以上的热风炉并采用交替送风的方式为高炉送风时，通过降低处于送风状态的热风炉的入口风温，以延长处于烧炉状态的热风炉的烧炉时间。另外还提供一种热风炉系统，包括热风炉和鼓风机组，所述热风炉与所述鼓风机组通过热风管路连接，于所述热风管路上设有换热装置，用于与鼓风机鼓风进行换热，以降低热风炉的入口风温。本发明提供的提高热风炉出口风温的方法及热风炉系统，通过降低处于送风状态的热风炉的入口风温，以延长处于烧炉状态的热风炉的烧炉时间，达到提高热风炉出口风温的目的，对于降低焦比、增加钢铁产量等较为有利。

Description

提高热风炉出口风温的方法以及热风炉系统

技术领域

本发明属于高炉生产技术领域，具体涉及一种提高热风炉出口风温的方法及一种热风炉系统。

背景技术

高炉热风炉作用是把鼓风加热到要求的温度，用以提高高炉的效益和效率，可以降低焦比、增加钢铁产量，节约能源。热风炉是按蓄热原理工作的：在燃烧室里燃烧煤气，高温废气通过格子砖并使之蓄热，当格子砖充分加热后，鼓风机向热风炉内送风，冷风经格子砖而被加热并送出。高炉一般配置有两座或两座以上的热风炉，采用交替送风的方式，即其中一座热风炉送风时，其它热风炉进行烧炉，保证对高炉持续送风。

如何提高热风炉出口热风风温是热风炉主要的研究方向，常用的办法是混烧高热值燃气，或增加热风炉格子砖的换热面积，或改变格子砖的材质、密度，或改变蓄热体的形状，以及将煤气和助燃空气预热等。这些方法都会相应增加生产成本。

发明内容

本发明实施例涉及一种提高热风炉出口风温的方法及一种热风炉系统，至少可解决现有技术的部分缺陷。

本发明实施例涉及一种提高热风炉出口风温的方法，配置两座或两座以上的热风炉并采用交替送风的方式为高炉送风时，通过降低处于送风状态的热风炉的入口风温，以延长处于烧炉状态的热风炉的烧炉时间。

作为实施例之一，采用锅炉给水与鼓风机鼓风换热以降低热风炉的入口风温。

作为实施例之一，鼓风机为由鼓风汽轮机驱动的气动鼓风机，所述鼓风汽轮机由鼓风锅炉供应蒸汽，采用所述鼓风锅炉的给水与鼓风机鼓风换热。

作为实施例之一，采用鼓风机脱湿鼓风所用溴化锂机组的热媒回水与鼓风机鼓风换热以降低热风炉的入口风温。

本发明实施例涉及一种热风炉系统，包括热风炉和鼓风机组，所述热风炉与所述鼓风机组通过热风管路连接，于所述热风管路上设有换热装置，用于与鼓风机鼓风进行换热，以降低热风炉的入口风温。

作为实施例之一，所述换热装置为前置换热器，所述前置换热器为间接式换热器，所采用的冷介质为锅炉给水或鼓风机脱湿鼓风所用热水型溴化锂机组的热媒回水。

作为实施例之一，所采用的冷介质为锅炉给水时，所用锅炉为高炉煤气锅炉。

作为实施例之一，于所述热风管路上还设有后置换热器，所述后置换热器位于所述前置换热器的热风出口侧，用于防止所述前置换热器的出口风温过高。

作为实施例之一，所述换热装置为余热锅炉，所述余热锅炉所产蒸汽送入蒸汽型溴化锂机组用于鼓风脱湿，或者用于发电。

本发明实施例至少具有如下有益效果：

本发明提供的提高热风炉出口风温的方法及热风炉系统，通过降低处于送风状态的热风炉的入口风温，以延长处于烧炉状态的热风炉的烧炉时间，达到提高热风炉出口风温的目的，对于降低焦比、增加钢铁产量等较为有利。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例二提供的热风炉系统的一种实施方式示意图；

图2为本发明实施例二提供的热风炉系统的另一种实施方式示意图；

图3为本发明实施例三提供的热风炉系统的结构示意图；

图4为本发明实施例四提供的热风炉系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

一般而言，提高鼓风机出口风温有利于热风炉出口风温的提高。但申请人发现：在实际生产中，适当降低鼓风机出口风温能够提高热风炉出口风温，这是因为，鼓风机出口风温降低，其达到预设温度所需的加热时间则延长，这就相应地延长了处于烧炉状态的热风炉的烧炉时间，热风炉蓄热量更多，则热风炉出口热风风温可相应提高。因而，鼓风机出口风温的降低，可使热风炉格子砖量减少，降低热风炉系统初投资，另外还能使冷风管道系统的初投资降低。

因此，本实施例中，提供一种提高热风炉出口风温的方法，配置两座或两座以上的热风炉并采用交替送风的方式为高炉送风时，通过降低处于送风状态的热风炉的入口风温，以延长处于烧炉状态的热风炉的烧炉时间，达到提高热风炉出口风温的目的。

在其中一个实施例中，对于出口风温在200℃以上的轴流鼓风机，将该鼓风机的鼓风温度(即热风炉的入口风温)降低至150℃以下，对于降低焦比、增加钢铁产量等较为有利。

在上述方法中，可采用锅炉给水与鼓风机鼓风换热以降低热风炉的入口风温；或者，采用鼓风机脱湿鼓风所用溴化锂机组的热媒回水与鼓风机鼓风换热以降低热风炉的入口风温。

实施例二

本实施例可对上述实施例一进行补充。

本实施例提供一种热风炉系统，包括热风炉104和鼓风机组，该鼓风机组包括鼓风机101、鼓风汽轮机102和鼓风锅炉105，鼓风机101连接有用于延伸至热风炉104的热风管路，鼓风汽轮机102的输出轴与鼓风机101的转轴连接，鼓风汽轮机102通过蒸汽管路与鼓风锅炉105的蒸汽出口连接，热风管路上布置有用于降低鼓风温度的换热机构。

易于理解地，一般每台鼓风机101配置一台鼓风汽轮机102，通过鼓风汽轮机102驱使鼓风机101工作。一台热风炉104可以配置一台鼓风机101，也可配置两台或两台以上的鼓风机101为其供风，对于两台或两台以上的鼓风机101 与同一台热风炉104连接的结构，可采用鼓风总管与多条鼓风支管连接的方式，即每台鼓风机101通过鼓风支管与鼓风总管连接，该鼓风总管与热风炉104连接，上述换热机构优选为设置于鼓风总管上。

如图1和图2，上述鼓风汽轮机102配置有鼓风锅炉105为其供应蒸汽，以驱使该鼓风汽轮机102工作。一般地，鼓风汽轮机102的乏汽经冷凝后可回流至鼓风锅炉105中进行循环利用，即鼓风锅炉105连接有给水管路，给水管路与鼓风汽轮机102的乏汽出口连接，沿给水方向于给水管路上依次布置有凝汽器1061、凝结水泵1062和除氧器1063。传统的高炉气动鼓风机组中，需要大量蒸汽将除氧器出口水加热至一定温度，运行成本较高，热效率较低。因此，本实施例中，优选为采用鼓风机101出口热风余热对上述给水管路中的凝结水进行加热，具体地：

如图1，换热机构包括前置换热器1031，前置换热器1031的热介质出入口分别与热风管路连接，前置换热器1031的冷介质入口与凝汽器出水口连通，前置换热器1031的冷介质出口与除氧器入水口连通。

在另外的实施例中，上述前置换热器1031布置于除氧器1063与鼓风锅炉 105之间，即对除氧后的凝结水进行换热。

上述前置换热器1031可采用常规的换热器，可以理解地，其优选为是间接式换热器，实现鼓风机101出口热风与凝结水之间的换热；在其中一个实施方式中，在该前置换热器1031中，鼓风机101出口热风走壳程，凝结水走管程。

本实施例中，采用鼓风机101出口热风余热加热鼓风汽轮机102组的凝结水，可以节省加热除氧器出口水所需蒸汽耗量，实现该高炉气动鼓风机组自供热运行，有效地提高该高炉气动鼓风机组的整体热效率，降低生产成本。

在另外的实施方式中，采用鼓风机101出口热风余热对上述鼓风锅炉105 的补水进行加热，具体地：

如图2，给水管路上旁接有补水管路且旁接点位于除氧器1063的入水口侧，补水管路连接有补水池1071并于补水管路上布置有补水泵1072。换热机构包括补水换热器1033，补水换热器1033的热介质出入口分别与热风管路连接，补水换热器1033的冷介质出入口分别与补水管路连接。

同样地，上述补水换热器1033可采用常规的换热器，可以理解地，其优选为是间接式换热器，实现鼓风机101出口热风与鼓风锅炉补水之间的换热；在其中一个实施方式中，在该补水换热器1033中，鼓风机101出口热风走壳程，鼓风锅炉补水走管程。

同样地，采用鼓风机101出口热风余热加热鼓风汽轮机102组的补水，可以节省加热除氧器出口水所需蒸汽耗量，实现该高炉气动鼓风机组自供热运行，有效地提高该高炉气动鼓风机组的整体热效率，降低生产成本。

另外，补水与凝结水也可共用一套换热器，例如，采用上述前置换热器1031 布置于除氧器1063与鼓风锅炉105之间的结构；或者，上述补水管路的旁接点位于前置换热器1031的入口侧(即前置换热器1031的远离除氧器1063的一侧)。则，可省去上述的补水换热器1033。

进一步优化上述实施方式，如图1和图2，换热机构还包括后置换热器1032，后置换热器1032布置于热风管路上且位于前置换热器1031与热风炉104之间，后置换热器1032连接有冷却介质管路。该后置换热器1032可作为应急备用设备，防止上述前置换热器1031/补水换热器1033出口风温过高，该后置换热器 1032可采用循环冷却水等常规冷却介质，例如，冷却水介质管路与循环冷却水源连接。进一步地，可在上述冷却介质管路上设置控制阀，以控制该后置换热器1032是否投入工作；可在后置换热器1032与热风炉104之间的热风管路上或在热风炉104的入风口处设置测温设备，以检测热风炉104的入口风温，从而指导上述后置换热器1032是否投入工作，以及该后置换热器1032所需的循环冷却水流速等。

进一步地，鼓风锅炉105为高炉煤气鼓风锅炉105，充分运用高炉自身副产品，降低高炉生产运行能耗。在另外的实施例中，该鼓风锅炉105为余热鼓风锅炉105，采用热风炉104产生的烟气加热以生产蒸汽，即该鼓风锅炉105的烟气入口与热风炉104的排烟口连通。

实施例三

本实施例可对上述实施例一进行补充。

如图3，本实施例提供一种热风炉系统，包括热风炉204和鼓风机组，热风炉204与鼓风机组通过热风管路连接，还包括布置于鼓风机201吸风管道上的脱湿器206以及通过冷水管道与脱湿器206连接的热水型溴化锂机组207，热风管路上布置有第一换热器202，第一换热器202的冷介质出口与热水型溴化锂机组207的热媒水入口管连通，第一换热器202的冷介质入口与热水型溴化锂机组207的热媒水出口管连通。

上述脱湿器206和热水型溴化锂机组207是本领域常规设备，具体结构此处不作赘述。

上述第一换热器202可采用常规的换热器，可以理解地，其优选为是间接式换热器，实现鼓风机201出口热风与溴化锂机组207热媒水之间的换热；在其中一个实施方式中，在该第一换热器202中，鼓风机201出口热风走壳程，溴化锂机组207热媒水走管程。低温的热媒水回水经过第一换热器202加热后变成高温的热媒水并进入热水型溴化锂机组207，溴化锂机组207制取的冷媒水进入脱湿器206以冷却高温湿空气，使高温湿空气降温从而脱出水分，吸热后的冷媒水回流至溴化锂机组207，如此循环。

进一步地，如图3，热水型溴化锂机组207配置有冷却塔208，该热水型溴化锂机组207的冷却水循环通过冷却塔208实现，这是本领域的常规配置，具体结构此处不作赘述。

进一步地，如图3，脱湿器206的进风侧设有空气过滤器205，改善高温湿空气的洁净度，提高脱湿器206、鼓风机201等的使用寿命和使用效果。

本实施例中，通过在热风管路上布置第一换热器202以回收鼓风机201鼓风余热并加热溴化锂机组207热媒水，可以提高热风炉204的出口风温，从而降低高炉燃料消耗、增加钢铁产量，同时解决了现有技术中高炉鼓风脱湿需要消耗大量电力或蒸汽资源的问题，有效地节约能源，显著地降低高炉生产成本。

进一步优化上述供风系统的结构，如图3，热风管路上还布置有第二换热器 203，第二换热器203位于第一换热器202与热风炉204之间，第二换热器203 连接有冷却介质管路。该第二换热器203可作为应急备用设备，防止上述第一换热器202出口风温过高，该第二换热器203可采用循环冷却水等常规冷却介质，例如，冷却水介质管路与循环冷却水源连接。进一步地，可在上述冷却介质管路上设置控制阀，以控制该第二换热器203是否投入工作；可在第二换热器203与热风炉204之间的鼓风管路上或在热风炉204的入风口处设置测温设备，以检测热风炉204的入口风温，从而指导上述第二换热器203是否投入工作，以及该第二换热器203所需的循环冷却水流速等。

进一步优化上述供风系统的结构，如图3，热媒水入口管及热媒水出口管上均设有第一控制阀209，可以控制热媒水的循环流量以及控制溴化锂机组207和脱湿器206是否运行等。进一步优选地，如图3，热媒水入口管上旁接有采暖水入口管，热媒水出口管上旁接有采暖水回水管，采暖水入口管旁接点及采暖水出口管旁接点分别位于第一换热器202与相应管道上的第一控制阀209之间，采暖水入口管及采暖水出口管均与采暖用户211连接且均设有第二控制阀210。即由第一换热器202制取的热水/蒸汽可部分用于采暖，例如送入厂区采暖用户 211或附近生活区采暖用户211等；或者，上述溴化锂机组207的热媒水回水与采暖回水切换进入第一换热器202，具体地：切断第一控制阀209，开启第二控制阀210，采暖回水可进入第一换热器202进行换热；切断第二控制阀210，开启第一控制阀209，热媒水回水进入第一换热器202进行换热。

实施例四

本实施例可对上述实施例一进行补充。

如图4，本实施例提供一种热风炉系统，包括热风炉303和鼓风机组，热风炉303与鼓风机组通过热风管路连接，还包括布置于鼓风机301吸风管道上的脱湿器306以及通过冷水管道与脱湿器306连接的溴化锂机组307，溴化锂机组 307为蒸汽型溴化锂机组307；热风管道上布置有余热锅炉302，余热锅炉302 的锅炉蒸汽管道与溴化锂机组307的热媒蒸汽入口管连接。

上述脱湿器306和蒸汽型溴化锂机组307是本领域常规设备，具体结构此处不作赘述。

上述余热锅炉302是现有设备，其具体结构此处从略；鼓风机301出口热风进入该余热锅炉302内，与该余热锅炉302内的给水进行换热，以制取蒸汽，制取的蒸汽进入蒸汽型溴化锂机组307，溴化锂机组307制取的冷媒水进入脱湿器306以冷却高温湿空气，使高温湿空气降温从而脱出水分，吸热后的冷媒水回流至溴化锂机组307，如此循环。进一步地，余热锅炉302制取的蒸汽在溴化锂机组307内工作后变为热媒水回水再进入余热锅炉302内，即溴化锂机组307 的热媒水出口管与余热锅炉302的给水口连通，实现溴化锂机组307的热媒循环。

进一步地，如图4，余热锅炉302连接有给水管道，热媒水出口管旁接于给水管道上。该给水管道可连接补水池304等给水水源。进一步优选为在该给水管道上设置除氧器，该除氧器位于热媒水出口管旁接点与余热锅炉302之间，保证余热锅炉302的有效运行。

进一步优选地，如图4，给水管道与热媒水出口管上均设有给水控制阀(已图示，未标注)，且给水管道上的给水控制阀位于给水设备与热媒水出口管旁接点之间，可以控制蒸汽型溴化锂机组307的热媒的循环流量，以及保证余热锅炉302的充足给水。

在其中一个实施例中，在该给水管道上进一步设置加热器，以对余热锅炉 302的给水进行预热，该加热器可布置于热媒水出口管旁接点与除氧器之间，或者布置于除氧器与余热锅炉302之间；本实施例中，仍采用自供热的方式实现该高炉鼓风机组的运行，优选地，该加热器为间接式换热器，该间接式换热器的热介质管与热风炉303的排烟口连接，即采用热风炉303自身副产品(约 200～300℃的排烟)预热余热锅炉302的给水，不需要另外配置热源；在另外的实施例中，上述加热器为间接式换热器且采用鼓风机301鼓风余热作为热介质源，同样实现该高炉鼓风机组自供热运行，即热风管道上设有热风支管，该热风支管旁接点位于鼓风机301与余热锅炉302之间，该热风支管与间接式换热器的热介质入口管连接，该间接式换热器的热介质出口管连接至热风炉303。

进一步地，如图4，蒸汽型溴化锂机组307配置有冷却塔308，该蒸汽型溴化锂机组307的冷却水循环通过冷却塔308实现，这是本领域的常规配置，具体结构此处不作赘述。

进一步地，如图4，脱湿器306的进风侧设有空气过滤器305，改善高温湿空气的洁净度，提高脱湿器306、鼓风机301等的使用寿命和使用效果。

本实施例中，通过在热风管道上设置余热锅炉302以制取蒸汽并作为蒸汽型溴化锂机组307的蒸汽热媒，实现高炉鼓风机组的自供热脱湿操作，解决了现有技术中高炉鼓风脱湿需要消耗大量电力或蒸汽资源的问题，有效地节约能源，显著地降低高炉生产成本；同时可以降低鼓风机301组的鼓风风温，可以提高热风炉303的出口风温，从而降低高炉燃料消耗、增加钢铁产量。

进一步优化上述自供热脱湿的高炉鼓风机组的结构，如图4，锅炉蒸汽管道上旁接有蒸汽旁管，蒸汽旁管连接至蒸汽用户309，该蒸汽用户309可以是汽轮机或蒸汽采暖用户等。当脱湿单元(脱湿器306、蒸汽型溴化锂机组307)无需运行时，余热锅炉302产生的蒸汽可送至蒸汽用户309，保证鼓风余热的充分利用；或者，当余热锅炉302产生的蒸汽量大于蒸汽型溴化锂机组307所需蒸汽量时，多余的蒸汽可送至蒸汽用户309。相应地，优选为在锅炉蒸汽管道及蒸汽旁管上均设置蒸汽控制阀(已图示，未标注)，且锅炉蒸汽管道上的蒸汽控制阀位于热媒蒸汽入口管与蒸汽旁管旁接点之间，通过控制相应管路上的蒸汽控制阀，可以控制蒸汽流通方向及流通量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种提高热风炉出口风温的方法，其特征在于：配置两座或两座以上的热风炉并采用交替送风的方式为高炉送风时，通过降低处于送风状态的热风炉的入口风温，以延长处于烧炉状态的热风炉的烧炉时间。

2.如权利要求1所述的提高热风炉出口风温的方法，其特征在于：采用锅炉给水与鼓风机鼓风换热以降低热风炉的入口风温。

3.如权利要求2所述的提高热风炉出口风温的方法，其特征在于：鼓风机为由鼓风汽轮机驱动的气动鼓风机，所述鼓风汽轮机由鼓风锅炉供应蒸汽，采用所述鼓风锅炉的给水与鼓风机鼓风换热。

4.如权利要求1所述的提高热风炉出口风温的方法，其特征在于：采用鼓风机脱湿鼓风所用溴化锂机组的热媒回水与鼓风机鼓风换热以降低热风炉的入口风温。

5.一种热风炉系统，包括热风炉和鼓风机组，所述热风炉与所述鼓风机组通过热风管路连接，其特征在于：于所述热风管路上设有换热装置，用于与鼓风机鼓风进行换热，以降低热风炉的入口风温。

6.如权利要求5所述的热风炉系统，其特征在于：所述换热装置为前置换热器，所述前置换热器为间接式换热器，所采用的冷介质为锅炉给水或鼓风机脱湿鼓风所用热水型溴化锂机组的热媒回水。

7.如权利要求6所述的热风炉系统，其特征在于：所采用的冷介质为锅炉给水时，所用锅炉为高炉煤气锅炉。

8.如权利要求6所述的热风炉系统，其特征在于：于所述热风管路上还设有后置换热器，所述后置换热器位于所述前置换热器的热风出口侧，用于防止所述前置换热器的出口风温过高。

9.如权利要求5所述的热风炉系统，其特征在于：所述换热装置为余热锅炉，所述余热锅炉所产蒸汽送入蒸汽型溴化锂机组用于鼓风脱湿，或者用于发电。