CN112762742A - 一种高炉煤粉整体式加热器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高炉煤粉预热技术领域，尤其涉及一种高炉煤粉整体式加热器。包括封闭筒状结构的加热器本体，所述本体中穿入有至少一根输煤换热管，所述输煤换热管的外壁与所述本体的内壁形成换热腔，所述换热腔的一端设置有加热介质进口，所述换热腔的另一端设置有加热介质出口，所述本体侧壁中设置有膨胀补偿器段。所述换热腔内等距的设置有多个加热单元。该装置热利用率高、结构紧凑加热后的煤粉在高炉内燃尽率可以大幅提高，高炉单位能耗降低明显。

Description

一种高炉煤粉整体式加热器

技术领域

本发明涉及高炉煤粉预热技术领域，尤其涉及一种高炉煤粉整体式加热器。

背景技术

煤粉喷吹是高炉生产中提高冶炼强度、降低生产成本最重要的手段之一。现有技术中煤粉自煤粉喷枪喷出后进入高炉的风口，与高速热风气流混合、对流和热辐射，在直吹管和风口内完成被加热、气化及燃烧。煤粉在该区域停留时间很短，通常为几毫秒，当喷吹煤比超过一定限度时，一部分温度较低的煤粉颗粒在燃烧区因为没有足够的飞行距离而无法燃尽，在离开燃烧区后，又因为温度降低、氧含量更低，便很少有机会参加反应，只能成为炉尘进入焦炭及烧结矿的孔隙中或随煤气排出成为高炉瓦斯灰，造成煤粉的利用降低，不紧浪费大量的燃料，还降低了高炉料柱的透气性，限制了高炉的生产能力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，是针对上述存在的技术不足，提供了一种高炉煤粉整体式加热器，采用在加热器本体内设置的折向板或双螺旋加热介质导向片，使加热介质在加热器本体的换热腔内反复折向或螺旋运动，增加接触面积和停留时间，高效利用换热介质为煤粉充分预热，解决了煤粉利用降低，高炉生产单位燃料消耗高的能力的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种高炉煤粉整体式加热器，包括封闭筒状结构的加热器本体，所述本体中穿入有至少一根输煤换热管，所述输煤换热管的外壁与所述本体的内壁形成换热腔，所述换热腔的一端设置有加热介质进口，所述换热腔的另一端设置有加热介质出口，所述本体侧壁中设置有膨胀补偿器段。

进一步优化本技术方案，所述输煤换热管的外壁上环绕有换热翅片，所述本体的外部包覆有纤维保温隔热层，所述加热介质进口、加热介质出口和输煤换热管的进、出口各自设置温度传感器，各自所述温度传感器与加热介质流速控制器电性连接。

进一步优化本技术方案，所述换热腔内等距的设置有多个加热单元，所述加热单元包括折向板和分流板，所述折向板外侧紧贴加热器本体内壁，所述折向板与所述本体的轴线呈一定的倾斜角度设置，所述换热翅片中套设有支撑套，所述折向板内侧固定在所述支撑套上，所述折向板呈半椭环状的设置在所述换热腔内，每个加热单元中设置有上、下两个折向板，两个所述折向板的倾斜方向上下水平镜像，且左右错开一定距离。

进一步优化本技术方案，所述折向板与所述本体的轴线呈135度角，所述支撑套与所述换热翅片之间间隙配合。

进一步优化本技术方案，所述换热腔内设置有双螺旋加热介质导向片，所述双螺旋加热介质导向片外周侧与所述本体内壁连接固定，所述双螺旋加热介质导向片的内周侧与所述输煤换热管的外壁连接。

进一步优化本技术方案，所述加热介质进口处设置有流量计，所述流量计与加热介质流速控制器电性连接。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：1、该装置热利用率高、结构紧凑加热后的煤粉在高炉内燃尽率可以大幅提高，高炉单位能耗降低明显；2、通过设置的膨胀补偿器段，可用于匹配加热器本体与输煤换热管之间的热形变，提高系统可靠性；3、通过设置的折向板，此结构使加热介质在加热器本体的换热腔内反复折向运动，能充分使加热介质与输煤换热管接触提高换热效率；4、设置双螺旋加热介质导向片，此结构使加热介质在加热器本体的换热腔内呈螺旋状反复折向运动，能充分使加热介质与输煤换热管接触提高换热效率；5、加热介质进口、加热介质出口和输煤换热管的进、出口各自设置温度传感器，可根据加热介质的温度变化，控制器自动控制加热介质流速使输煤换热管内的煤粉温度恒定，保证温度控制的安全可靠；6、加热单元在加热介质进出口均设置有流量器，应用于加热介质温度合理范围内的配合调节装置对控制加热介质流量监测与控制。

附图说明

图1为一种高炉煤粉整体式加热器实施例一的全剖视图。

图2为实施例一的俯视图。

图3为一种高炉煤粉整体式加热器实施例二中本体和纤维保温隔热层剖开后的结构示意图。

图中：1、本体；10、换热腔；101、加热介质进口；102、加热介质出口；103、膨胀补偿器段；1031、耐温衬套；104、折向板；105、分流板；1041、支撑套；2、输煤换热管；20、进煤口；201、换热翅片；211、煤出口温度传感器；3、纤维保温隔热层；4、双螺旋加热介质导向片；5、流量计。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式的参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

具体实施方式：

实施例一，结合图1-2所示，一种高炉煤粉整体式加热器，包括封闭筒状结构的加热器本体1，所述本体1中穿入有一根或多跟输煤换热管2，所述输煤换热管2的外壁与所述本体1的内壁形成换热腔10，所述换热腔10的一端设置有加热介质进口101，所述换热腔10的另一端设置有加热介质出口102，所述本体1侧壁中设置有膨胀补偿器段103，所述膨胀补偿器段103内部与所述换热腔10对应的位置设置有耐温衬套1031。所述输煤换热管2的外壁上环绕有换热翅片201，所述本体1的外部包覆有纤维保温隔热层3，所述加热介质进口101、加热介质出口102和输煤换热管2的进、出口各自设置温度传感器，各自所述温度传感器与加热介质流速控制器电性连接。所述加热介质进口101处设置有流量计5，所述流量计5与加热介质流速控制器电性连接。所述换热腔10内等距的设置有多个加热单元，所述加热单元包括折向板104和分流板105，所述折向板104外侧紧贴加热器本体1内壁，所述折向板104与所述本体1的轴线呈135度角，所述换热翅片201中套设有支撑套1041，所述折向板104内侧固定在所述支撑套1041上，所述支撑套1041与所述换热翅片201之间间隙配合，所述折向板104呈半椭环状的设置在所述换热腔10内，每个加热单元中设置有上、下两个折向板104，两个所述折向板104的倾斜方向上下水平镜像，且左右错开一定距离。

使用时，结合图1所示，通过加热介质进口101通入热介质，热介质在加热器本体1的换热腔10内经过折向板104的导向作用，使热介质反复折向运动，最后在加热介质出口102流出，煤粉通过进煤口20进入输煤换热管2进行加热，最后导入到高炉内参与燃烧。当煤出口温度传感器211检测到煤温低于设定值时，煤出口温度传感器211将温度信号传输给加热介质流速控制器，加热介质流速控制器控制加热介质泵送装置提高流速，或控制提高加热介质升温，通过设置的流量计5检测热介质的流速情况，将流速信号反馈给加热介质流速控制器，形成控制闭环，提高系统可靠性。

实施例二，结合图3所示，一种高炉煤粉整体式加热器，包括封闭筒状结构的加热器本体1，所述本体1中穿入有一根或多跟输煤换热管2，所述输煤换热管2的外壁与所述本体1的内壁形成换热腔10，所述换热腔10的一端设置有加热介质进口101，所述换热腔10的另一端设置有加热介质出口102，所述本体1侧壁中设置有膨胀补偿器段103。所述输煤换热管2的外壁上环绕有换热翅片201，所述本体1的外部包覆有纤维保温隔热层3，所述加热介质进口101、加热介质出口102和输煤换热管2的进、出口各自设置温度传感器，各自所述温度传感器与加热介质流速控制器电性连接。所述加热介质进口101处设置有流量计5，所述流量计5与加热介质流速控制器电性连接。所述换热腔10内设置有双螺旋加热介质导向片4。使用时，加热介质在双螺旋加热介质导向片4之间流动，增加了加热介质的停留时间和换热面积。

本发明的控制方式是通过控制器来自动控制，控制器的控制电路通过本领域的技术人员简单编程即可实现，属于本领域的公知常识，所以本发明不再详细解释控制方式和电路连接。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (6)

1.一种高炉煤粉整体式加热器，其特征在于：包括封闭筒状结构的加热器本体(1)，所述本体(1)中穿入有至少一根输煤换热管(2)，所述输煤换热管(2)的外壁与所述本体(1)的内壁形成换热腔(10)，所述换热腔(10)的一端设置有加热介质进口(101)，所述换热腔(10)的另一端设置有加热介质出口(102)，所述本体(1)侧壁中设置有膨胀补偿器段(103)。

2.根据权利要求1所述的一种高炉煤粉整体式加热器，其特征在于：所述输煤换热管(2)的外壁上环绕有换热翅片(201)，所述本体(1)的外部包覆有纤维保温隔热层(3)，所述加热介质进口(101)、加热介质出口(102)和输煤换热管(2)的进、出口各自设置温度传感器，各自所述温度传感器与加热介质流速控制器电性连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种高炉煤粉整体式加热器，其特征在于：所述换热腔(10)内等距的设置有多个加热单元，所述加热单元包括折向板(104)和分流板(105)，所述折向板(104)外侧紧贴加热器本体(1)内壁，所述折向板(104)与所述本体(1)的轴线呈一定的倾斜角度设置，所述换热翅片(201)中套设有支撑套(1041)，所述折向板(104)内侧固定在所述支撑套(1041)上，所述折向板(104)呈半椭环状的设置在所述换热腔(10)内，每个加热单元中设置有上、下两个折向板(104)，两个所述折向板(104)的倾斜方向上下水平镜像，且左右错开一定距离。

4.根据权利要求3所述的一种高炉煤粉整体式加热器，其特征在于：所述折向板(104)与所述本体(1)的轴线呈135度角，所述支撑套(1041)与所述换热翅片(201)之间间隙配合。

5.根据权利要求1或2所述所述的一种高炉煤粉整体式加热器，其特征在于：所述换热腔(10)内设置有双螺旋加热介质导向片(4)，所述双螺旋加热介质导向片(4)外周侧与所述本体(1)内壁连接固定，所述双螺旋加热介质导向片(4)的内周侧与所述输煤换热管(2)，的外壁连接。

6.根据权利要求3-5任意一项所述的一种高炉煤粉整体式加热器，其特征在于：所述加热介质进口(101)处设置有流量计(5)，所述流量计(5)与加热介质流速控制器电性连接。

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