CN115838843B - 热风炉的余留热风回收装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于冶金领域，尤其涉及一种热风炉的余留热风回收装置及方法，可以回收热风炉产生的余留热风，减少能耗，降低安全隐患。技术方案包括至少两个热风炉和余留热风回收管道。其中每个热风炉被交替配置为燃烧炉或送风炉。所述至少两个热风炉中的一个热风炉的热交换件与所述余留热风回收管道的一端连通，所述余留热风回收管道的另一端与所述热风炉的燃烧室连通。所述热风炉由送风炉被配置为燃烧炉时，所述送风炉的热交换件中的气体注入所述燃烧炉的燃烧室。

Description

热风炉的余留热风回收装置及方法

技术领域

本发明属于冶金领域，尤其涉及一种热风炉的余留热风回收装置及方法。

背景技术

高炉是冶金领域常见的冶炼设备之一。一般地，一座高炉配备有3座或4座热风炉，其中一座热风炉用于送风，其他几座热风炉燃烧蓄热，如此交替进行。

在热风炉被配置为送风炉后，可以向高炉提供高温气体，提高高炉内部温度以及燃烧效率。在送风炉换炉为燃烧炉时，部分向高炉输送的高温气体不能完全输送至高炉而产生余留热风。为安全考虑，每次送风炉换炉为燃烧炉，送风炉产生余留热风量是通过烟道或者烟囱排空放掉。

以热风炉的实际炉容1150m³为例，风量在3100-3300m³/min，送风炉截留的高温气体在1625m³，高炉每日出铁次数按照16-18次计算，热风炉需要换炉18次，全天产生的余留热风量预计在：1625*18*70%=2.0475万m³。

喷煤用高炉的热风烟气排放至烟道或者烟囱，余留热风排放过程造成烟道或者烟囱中含氧增加，对利用热风炉烟气加热制粉喷煤瞬间含氧产生波动，特别对高烟煤制粉安全方面，影响更大。

发明内容

为克服上述相关技术中的缺陷，本发明提供一种热风炉的余留热风回收装置及方法，可以回收热风炉产生的余留热风，减少能耗，降低安全隐患。

为实现上述技术目的，一方面，本发明提供一种热风炉的余留热风回收装置，包括：至少两个热风炉和余留热风回收管道。其中，每个热风炉被交替配置为燃烧炉或送风炉。所述至少两个热风炉中的一个热风炉的热交换件与所述余留热风回收管道的一端连通，所述余留热风回收管道的另一端与所述热风炉的燃烧室连通。所述热风炉由送风炉被配置为燃烧炉时，所述送风炉的热交换件中的气体注入所述燃烧炉的燃烧室。

优选地，所述热风炉的余留热风回收装置还包括余留热风回收室，所述余留热风回收管道的另一端与所述余留热风回收室连通，所述余留热风回收室还与所述燃烧室连通。

优选地，所述余留热风回收室包括回收腔室和设置于所述回收腔室内的温度传感器。所述热风炉的余留热风回收装置还包括第一管道，连通所述回收腔室和所述燃烧室，所述第一管道上沿其内部气流方向依次设置有第一切断阀和第一调节阀，所述第一管道被配置为将所述回收腔室内的气体传输至所述燃烧室。

优选地，所述热风炉的余留热风回收装置还包括助燃风管道，所述助燃风管道与所述外界和所述燃烧室连通。所述第一管道与所述燃烧室通过所述助燃风管道连通。所述热风炉的余留热风回收装置还包括第二管道，所述第二管道分别连通所述回收腔室和所述助燃风管道，且所述第二管道与所述助燃风管道的连接点位于所述外界和所述第一管道与所述助燃风管道的连接点之间，所述第二管道上沿其内部气流方向依次设置有第二切断阀和第二调节阀，所述第二管道被配置为，将所述助燃风管道中的助燃风传输至所述回收腔室。

优选地，所述热风炉的燃烧室与外界之间通过烟道连通，所述烟道中设置有烟道阀；所述热风炉的热交换件与所述烟道之间还设置有废气管道，所述废气管道上设置有废气阀。

优选地，所述余留热风回收管道上沿其内部气流方向依次设置有第三切断阀和第三调节阀。

另一方面，适用于上述任一项实施例所述的热风炉的余留热风回收装置，所述热风炉的余留热风回收装置包括至少两个热风炉，所述至少两个热风炉中的至少一个热风炉被配置为第一燃烧炉，所述至少两个热风炉中的至少一个热风炉被配置为送风炉。

所述热风炉的余留热风回收的方法包括：将所述热风炉由所述送风炉配置为第二燃烧炉，所述第一燃烧炉和所述第二燃烧炉并联送风3min~5min后，所述第二燃烧炉停止送风。将所述第二燃烧炉的换热件与被配置为燃烧炉的燃烧室连通，将第二燃烧炉的换热件中的余量热风注入被配置为燃烧炉的所述燃烧室中。

优选地，所述热风炉的余留热风回收装置还包括余留热风回收室，所述将所述第二燃烧炉的换热件与被配置为燃烧炉的燃烧室连通的方法包括：将所述第二燃烧炉的换热件与所述余留热风回收室连通。将所述余留热风回收室与所述被配置为燃烧炉的燃烧室连通。所述余留热风回收室内温度小于150℃时，将所述余留热风回收室与所述燃烧室之间的气流通路截止。

优选地，所述热风炉的余留热风回收装置还包括助燃风管道，所述余留热风回收室和所述助燃风管道之间设置有第一管道和第二管道，所述第二管道上设置有第二调节阀。

所述将所述第二燃烧炉的换热件与所述余留热风回收室连通的方法包括：所述余留热风回收室内的温度大于300℃，将所述第二管道打开，将所述助燃风管道内的助燃风传输至所述余留热风回收室内。调节所述第二调节阀，使余留热风回收室内的温度为200℃~300℃。将所述第一管道打开，将所述余留热风回收室内的气体传输至所述燃风管道中。

优选地，所述热风炉的余留热风回收装置还包括余留热风回收管道，所述余留热风回收管道上沿其内部气流方向设置有第三切断阀和第三调节阀。所述将所述第二燃烧炉的换热件与所述余留热风回收室连通的方法还包括：打开所述第三切断阀。将所述第三调节阀在3~5 min内匀速打开。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

可以将送风炉中的余留热风回收利用，减少了能量浪费，降低能源消耗，提高经济效益。同时避免余留热风排放至烟道或者烟囱，可以避免烟道或者烟囱中氧气含量增加，避免了因氧气含量增加造成的危险情况发生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关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为本发明的一种结构图；

图2为本发明的另一种结构图；

图3为本发明的余留热风回收室的一种结构图；

图4为本发明的又一种结构图；

图5为本发明的热风炉的余留热风回收的步骤图；

图6为本发明的将第二燃烧炉的换热件与被配置为燃烧炉的燃烧室连通的步骤图；

图7为本发明的将第二燃烧炉的换热件与余留热风回收室连通的一种步骤图；

图8为本发明的将第二燃烧炉的换热件与余留热风回收室连通的另一种步骤图。

图中：1、热风炉；1’’、送风炉；1’、燃烧炉；2、余留热风回收管道；21、第三切断阀；22、第三调节阀；3、高炉；4、余留热风回收室；41、钢板外壳；42、耐火层；43、回收腔室；44、温度传感器；5、第一管道；51、第一切断阀；52、第一调节阀；6、助燃风管道；7、第二管道；71、第二切断阀；72、第二调节阀；8、换热器；9、烟道；91、烟道阀；10、废气管道；11、废气阀。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，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作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本发明的一些实施例提供一种热风炉的余留热风回收装置，如图1所示，包括：至少两个热风炉1和余留热风回收管道2。其中，每个热风炉1被交替配置为燃烧炉1’或送风炉1’’。所述至少两个热风炉1中的一个热风炉1的热交换件与所述余留热风回收管道2的一端连通，所述余留热风回收管道2的另一端与所述热风炉1的燃烧室连通。所述热风炉1由送风炉1’’被配置为燃烧炉1’时，所述送风炉1’’的热交换件中的气体注入所述燃烧炉1’的燃烧室。

示例性地，一种热风炉的余留热风回收装置可以包括一座高炉3，以及与高炉3配套的两个、三个或四个热风炉1，一般而言，每座高炉3配置有三个或四个热风炉1，以三个热风炉1为例，两个热风炉1可以配置为燃烧炉1’，一个热风炉1可以配置为送风炉1’’，如此每个热风炉1交替配置燃烧炉1’或送风炉1’’。

热风炉1包括燃烧室和热交换件，热风炉1被配置为燃烧炉1’时，燃烧室内燃烧并进行蓄热，可能部分气体通过热交换件输送至高炉3。热风炉1被配置为送风炉1’’时，气体通过热交换件输送至高炉3。

当送风炉1’’换炉为燃烧炉1’，送风炉1’’向高炉3提供的高温气体（经过热交换件的气体）不能完全输送至高炉3，部分高温气体被截留至送风炉1’’处形成余留热风，为避免送风炉1’’转换为燃烧炉1’后，余留热风可能因受热膨胀导致热风炉1’内部压力过大，需要将送风炉1’’内的余留热风排出，余留热风氧含量高且热量高，将余留热风输送至燃烧炉1’的燃烧室内，可以提高燃烧炉1’的燃烧效率、内部温度，同时避免余留热风直接排放造成的能源损失。

在一些实施例中，如图2和图3所示，所述热风炉的余留热风回收装置还包括余留热风回收室4，所述余留热风回收管道2的另一端与所述余留热风回收室4连通，所述余留热风回收室4还与所述燃烧室连通。

余留热风回收室4为腔体结构，余留热风回收室4包括外部钢板外壳41，以及贴合钢板外壳41设置的耐火层42，耐火层42可以是耐火材料。可以理解的是，余留热风回收室4内部腔体空间应大于一个送风炉的余留热风的体积。余留热风回收室4可以缓冲自送风炉排出的余留热风，并输送至燃烧炉中。

在一些实施例中，如图3和图4所示，所述余留热风回收室4包括回收腔室43和设置于所述回收腔室43内的温度传感器44。所述热风炉的余留热风回收装置还包括第一管道5，第一管道5连通所述回收腔室43和所述燃烧室，所述第一管道5上沿其内部气流方向依次设置有第一切断阀51和第一调节阀52，所述第一管道5被配置为将所述回收腔室43内的气体传输至所述燃烧室。

在一些实施例中，如图4所示，所述热风炉的余留热风回收装置还包括助燃风管道6，所述助燃风管道6与外界和所述燃烧室连通。所述第一管道5与所述燃烧室通过所述助燃风管道连通。所述热风炉的余留热风回收装置还包括第二管道7，所述第二管道7分别连通所述回收腔室43和所述助燃风管道6，且所述第二管道7与所述助燃风管道6的连接点A位于外界和所述第一管道5与所述助燃风管道6的连接点B之间，所述第二管道7上沿其内部气流方向依次设置有第二切断阀71和第二调节阀72，所述第二管道7被配置为将所述助燃风管道6中的助燃风传输至所述回收腔室43。

示例性地，所述热风炉的余留热风回收装置还包括助燃风管道6，助燃风管道6一端设置有助燃风机，助燃风管道6另一端与热风炉1的燃烧室连通，助燃风管道6将外界空气注入燃烧室内。当前，热风炉1一般采用低热值的高炉煤气为燃料，为提高燃烧效率和炉内温度，因此将助燃风管道6上设置有换热器8，用于对进入燃烧室的空气进行加热。

可以理解的是，第一管道5连通余留热风回收室和助燃风管道6，为保证余留热风和经过加热的空气混合后的气体温度可以满足燃烧炉的要求，因此需要温度传感器对回收腔室内的余留热风温度进行监测，并通过第一调节阀52控制余留热风进入助燃风管道6的量。

为使助燃风管道6中气体与余留热风混合均匀，可以将助燃风管道6中的部分气体引入回收腔室内，便于快速混合均匀，然后通过第一管道5输入燃烧炉内。

可以理解的是，为便于助燃风管道6内的气体依次经过第二管道7、余留热风回收室和第一管道5后再次注入助燃风管道6，可以在第一管道5上设置有管道风机。同时第二管道7是用于引流助燃风管道6内的气体，第一管道5用于将混合的气体自回收腔室注入助燃风管道6，因此，所述第二管道7与所述助燃风管道6的连接点A相比于第一管道5与所述助燃风管道6的连接点B，更靠近于助燃风管道6的前端，即更靠近助燃风管道6的进风口。

在一些实施例中，所述热风炉1的燃烧室与外界之间通过烟道9连通，所述烟道9中设置有烟道阀91；所述热风炉的热交换件与所述烟道9之间还设置有废气管道10，所述废气管道10上设置有废气阀11。

在一些实施例中，所述余留热风回收管道2上沿其内部气流方向依次设置有第三切断阀21和第三调节阀22。

示例性地，废气管道10便于在余留热风回收室内气体充足时，可以将热交换件内的气体排放，不会对正常换炉造成干扰。在送风炉1’’转换为燃烧炉1’时，打开烟道阀91使燃烧后的烟气快速排放。

第三切断阀21用于快速对余留热风回收管道截止和导通，第三调节阀22可以通过控制开启速度，使换热件中的气体缓慢释放，防止气体对余留热风回收管道以及余留热风回收室形成冲击。

另一方面，本发明的一些实施例还提供一种热风炉的余留热风回收的方法，适用于上述任一项实施例所述的热风炉的余留热风回收装置，所述热风炉的余留热风回收装置包括至少两个热风炉，所述至少两个热风炉中的至少一个热风炉被配置为第一燃烧炉，所述至少两个热风炉中的至少一个热风炉被配置为送风炉。

如图5所示，所述热风炉的余留热风回收的方法包括：

S1、将所述热风炉由所述送风炉配置为第二燃烧炉，第一燃烧炉和第二燃烧炉并联送风3min~5min后，第二燃烧炉停止送风。

S2、将第二燃烧炉的换热件与被配置为燃烧炉的燃烧室连通，将第二燃烧炉的换热件中的余量热风注入被配置为燃烧炉的燃烧室中。

在一些实施例中，热风炉的余留热风回收装置还包括余留热风回收室。

如图6所示，将第二燃烧炉的换热件与被配置为燃烧炉的燃烧室连通的方法包括：

S21、将第二燃烧炉的换热件与余留热风回收室连通。

S22、将余留热风回收室与被配置为燃烧炉的燃烧室连通。

S23、余留热风回收室内温度小于150℃时，将余留热风回收室与燃烧室之间的气流通路截止。

在一些实施例中，热风炉的余留热风回收装置还包括助燃风管道，余留热风回收室和助燃风管道之间设置有第一管道和第二管道，第二管道上设置有第二调节阀。

如图7所示，将第二燃烧炉的换热件与余留热风回收室连通的方法包括：

S213、余留热风回收室内的温度大于300℃，将第二管道打开，将助燃风管道内的助燃风传输至余留热风回收室内。

S214、调节第二调节阀，使余留热风回收室内的温度为200℃~300℃。

S215、将第一管道打开，将余留热风回收室内的气体传输至燃风管道中。

在一些实施例中，热风炉的余留热风回收装置还包括余留热风回收管道，余留热风回收管道上沿其内部气流方向设置有第三切断阀和第三调节阀。

如图8所示，步骤S213之前，将第二燃烧炉的换热件与余留热风回收室连通的方法还包括：

S211、打开第三切断阀。

S212、将第三调节阀在3~5 min内匀速打开。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种热风炉的余留热风回收装置，其特征在于，包括：

至少两个热风炉，每个热风炉被交替配置为燃烧炉或送风炉；

余留热风回收管道，所述至少两个热风炉中的一个热风炉的热交换件与所述余留热风回收管道的一端连通，所述余留热风回收管道的另一端与所述热风炉的燃烧室连通；

所述热风炉由送风炉被配置为燃烧炉时，所述送风炉的热交换件中的气体注入所述燃烧炉的燃烧室；

所述热风炉的余留热风回收装置还包括余留热风回收室，所述余留热风回收管道的另一端与所述余留热风回收室连通，所述余留热风回收室还与所述燃烧室连通；

所述余留热风回收室包括回收腔室和设置于所述回收腔室内的温度传感器，所述热风炉的余留热风回收装置还包括第一管道，所述第一管道连通所述回收腔室和所述燃烧室，所述第一管道上沿其内部气流方向依次设置有第一切断阀和第一调节阀，所述第一管道被配置为将所述回收腔室内的气体传输至所述燃烧室；

所述热风炉的余留热风回收装置还包括助燃风管道，所述助燃风管道与外界和所述燃烧室连通，所述第一管道与所述燃烧室通过所述助燃风管道连通；

所述热风炉的余留热风回收装置还包括第二管道，所述第二管道分别连通所述回收腔室和所述助燃风管道，且所述第二管道与所述助燃风管道的连接点位于所述外界和所述第一管道与所述助燃风管道的连接点之间，所述第二管道上沿其内部气流方向依次设置有第二切断阀和第二调节阀，所述第二管道被配置为，将所述助燃风管道中的助燃风传输至所述回收腔室。

2.根据权利要求1所述的热风炉的余留热风回收装置，其特征在于，所述热风炉的燃烧室与外界之间通过烟道连通，所述烟道中设置有烟道阀；

所述热风炉的热交换件与所述烟道之间还设置有废气管道，所述废气管道上设置有废气阀。

3.根据权利要求2所述的热风炉的余留热风回收装置，其特征在于，所述余留热风回收管道上沿其内部气流方向依次设置有第三切断阀和第三调节阀。

4.一种热风炉的余留热风回收的方法，适用于权利要求1~3任一项所述的热风炉的余留热风回收装置，所述热风炉的余留热风回收装置包括至少两个热风炉，所述至少两个热风炉中的至少一个热风炉被配置为第一燃烧炉，所述至少两个热风炉中的至少一个热风炉被配置为送风炉；

其特征在于，所述热风炉的余留热风回收的方法包括：

将所述热风炉由所述送风炉配置为第二燃烧炉，所述第一燃烧炉和所述第二燃烧炉并联送风3min~5min后，所述第二燃烧炉停止送风；

将所述第二燃烧炉的换热件与被配置为燃烧炉的燃烧室连通，将第二燃烧炉的换热件中的余量热风注入被配置为燃烧炉的所述燃烧室中；

所述热风炉的余留热风回收装置还包括余留热风回收室，所述将所述第二燃烧炉的换热件与被配置为燃烧炉的燃烧室连通的方法包括：

将所述第二燃烧炉的换热件与所述余留热风回收室连通；

将所述余留热风回收室与所述被配置为燃烧炉的燃烧室连通；

所述余留热风回收室内温度小于150℃时，将所述余留热风回收室与所述燃烧室之间的气流通路截止；

所述热风炉的余留热风回收装置还包括助燃风管道，所述余留热风回收室和所述助燃风管道之间设置有第一管道和第二管道，所述第二管道上设置有第二调节阀，所述将所述第二燃烧炉的换热件与所述余留热风回收室连通的方法包括：

所述余留热风回收室内的温度大于300℃，将所述第二管道打开，将所述助燃风管道内的助燃风传输至所述余留热风回收室内；

调节所述第二调节阀，使余留热风回收室内的温度为200℃~300℃；

将所述第一管道打开，将所述余留热风回收室内的气体传输至所述燃风管道中。

5.根据权利要求4所述的热风炉的余留热风回收的方法，其特征在于，所述热风炉的余留热风回收装置还包括余留热风回收管道，所述余留热风回收管道上沿其内部气流方向设置有第三切断阀和第三调节阀；

所述将所述第二燃烧炉的换热件与所述余留热风回收室连通的方法还包括：

打开所述第三切断阀；

将所述第三调节阀在3~5 min内匀速打开。

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