CN1355323A - 高炉用煤气和助燃空气预热装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于高炉用热风炉领域。本发明所述的高炉用煤气和助燃空气预热装置,包括利用热风炉自身烟道废气余热来预热煤气和助燃空气的换热器,以及与换热器并联的助燃空气预热装置,该预热装置由两个以上的、且并联的小热风炉及相应的阀门、调节阀和互相连接的管道组成。其助燃空气的预热方法是利用两个装置预热助燃空气,并通过控制两个所预热的助燃空气的温度和风量控制总助燃空气的温度。

Description

高炉用煤气和助燃空气预热装置及其方法

所属领域

本发明属于高炉领域，涉及高炉用热风炉及煤气和助燃空气的预热。

背景技术

在现有技术中，高炉用煤气和助燃空气的预热有两种方法：一种是以换热器的形式，利用热风炉自身烟道的废气余热，预热所需的煤气和助燃空气，可将煤气和助燃空气预热至150℃。但随着高炉技术的进步，高炉煤气热值越来越低，这就要求高炉所需的热风温度越来越高，仅将煤气和助燃空气预热至150℃是不能满足要求的。第二种方法是采用附图1所示的煤气和助燃空气预热装置。该装置由前置燃烧炉41、前置燃烧炉燃烧器42、空气换热器43和煤气换热器44组成，两个换热器43和44处于前置热风炉41中。由管道将煤气和空气引入前置燃烧炉燃烧器42中燃烧，将两个换热器43和44加热，设置在前置燃烧炉内的煤气换热器44将内中通过的煤气加热，同样地空气换热器43将内中通过的助燃空气加热。加热后的煤气和助燃空气通过管道47和48输入高炉热风炉燃烧器45，进行燃烧，所产生的热风进入高炉热风炉。这种方法能够使高炉热风炉46获得较高的风温。便由于前置燃烧炉41的温度较高，两种换热器持续在高温下工作，换热器寿命短，热风炉安全性较差。

另外，现有技术中，热风炉助燃空气的预热方法也有两种：一种是用换热器预热助燃空气，但预热温度达不到要求；第二种方法是采用热风炉自身预热的方法加热助燃空气，该方法能够实现热风炉所要求的高风温，但装置较复杂，设备较多，管道也复杂，不仅成本高，而且维修困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种既能满足高炉用热风炉高风温的要求，且又结构简单的高炉用煤气和助燃空气预热装置及其方法。

针对上述目的，本发明高炉用煤气和助燃空气预热装置包括利用热风炉自身烟道废气余热来预热煤气和助燃空气的换热器和与其相并联的助燃空气预热装置。

该助燃空气预热装置由两个或两个以上的、且并联装配的小热风炉以及相配匹的燃烧器、助燃空气入口和出口阀门、热风炉燃烧用空气入口和煤气入口阀门、热风炉用煤气调节阀和空气调节阀以及相互连接的管道组成。冷助燃空气的管道通过调节阀与助燃风机相连，所预热的热助燃空气管道与换热器助燃空气的管道并联，两者汇总于助燃空气管道。

本发明所述的高炉用热风炉煤气和助燃空气的预热方法，包括以换热器的形式利用热风炉自身烟道烟道废气余热来预热煤气和助燃空气，同时，利用另一个与换热器并联的助燃空气预热装置所预热的助燃空气，与换热器所预热的助燃空气并联汇合总的助燃空气，进入且燃空气总管，通过调节进入助燃空气预热装置和预换热器的冷空气阀门，分别控制进入助燃空气预热装置和换热器中的冷空气量，进而控制进经助燃空气预热装置所预热的助燃空气量和经换热器预热的助燃空气量，获得预定的总助燃空气温度，最终达到调节和控制高炉用热风炉的风温。经助燃空气预热装置所预热的助燃空气量A占进入热风炉燃烧器的总助燃空气量(A+B)的比值为0.1-1.0，B为经换热器预热的助燃空气量，即A/(A+B)＝0.1-1.0。

助燃空气预热装置预热助燃空气的方法是通过两个或两个以上的、且并联配置的小热风炉组中每个小热风炉分别先后处于工作状态或燃烧状态，轮流预热助燃空气，并互相衔接，即每个小热风炉分别将已预热好的助燃空气，通过相应管道，轮流输入热助燃空气总管道，随之再输入高炉用热风炉的燃烧器中。通过调节小热风炉的煤气调节阀和空气调节阀，可控制助燃空气的预热温度度。

本发明经助燃空气预热装置，所预热的助燃空气的温度可达900-1100℃，经换热器预热的助燃空气的温度达120-150℃。高炉用热风炉的风温可达1200℃以上。

与现有技术相比，本发明所预热的助燃空气温度高，可达1100℃，热风炉的风温可达1200℃以上。另外，本发明的结构简单，易于维修，成本低，且使用寿命长。

附图说明

附图1为现有技术高炉用热风炉煤气和助燃空气预热装置的结构示意图。

附图2为本发明高炉用煤气和助燃空气预热装置的结构示意图。

由图2看出，本发明高炉用煤气和助燃空气预热装置包括利用热风炉自身烟道废气余热来预热煤气和助燃空气的换热器32和31，和与其并联的助燃空气预热装置40(图中虚线框内)。

该助燃空气预热装置40由两个或两个以上的、且并联装置配的小热风炉1和20以及相配的燃烧器2和21、助燃空气入口阀门6和23、助燃空气出口阀门7和24、小热风炉1和20的燃烧用空气入口阀门8和25及煤气入口阀门9和26、小热风炉1和20的煤气调节阀10和27及空气调节阀11和28，以及相互连接的管道组成。冷助燃空气管道13通过调节阀17与助燃风机39相连，该装置40的热助燃空气输送管道12与换热器31的助燃空气管道15并联，两者汇总于助燃空气总管道19。

图2中，29为高炉用热风炉，30为热风炉的燃烧器，33、34、35、36、37为测温仪，3、4分别为小热风炉1和20的煤气和空气输入管道，16、38为烟道，51为热风炉燃烧器30的煤气输入管道。

本发明煤气和助燃空气的预热过程如下：

首先以换热器32和31的换热形式，利用热风炉29自身烟道的废气余热，预热煤气和助燃空气，预热温度可达120-150℃。

与此同时，利用助燃空气预热装置40预热助燃空气，其工序过程为；

将小热风炉1设为燃烧后的送风状态(即工作状态)：助燃空气出口阀门7和入口阀门6打开，排烟阀5、燃烧用空气阀门8和煤气阀门9关闭，阀门17和助燃风机开启，助燃空气由助燃风机39，经阀门17和助燃空气管道1 3进入小热风炉1中，被小热风炉1内蓄热介质加热，热助燃空气通过阀门7和热助燃空气管道12与被换热器31预热的助燃空气汇合，一并进入助燃空气总管道19中，随后进入燃烧器30中。

此时，小热风炉20为燃烧状态(即蓄热状态)：助燃室气入口和出口阀门23和24关闭，排烟阀22、燃烧用空气阀门25和煤气阀门26打开，冷空气通过空气管道4、经空气调节阀28进入小热风炉20的燃烧器21中，燃烧用煤气通过煤气管道3，经调节阀27进入小热风炉20的燃烧器21中，与空气混合进行燃烧，燃烧过程产生的烟气将热风炉内蓄热介质加热，残余烟气经排烟阀22和烟道16排出。

当小热风炉1中的蓄热介质的热量释放到一定程度时，小热风炉20转为送风状态，小热风炉1转为燃烧状态，小热风炉1和小热风炉20的工作状态交替转换，连续地加热助燃空气。通过调节调节阀17和18，可以分别控制进入助燃空气总管19中的换热器31预热的助燃空气量和助燃空气预热装置40所预热的助燃空气量。最终控制进入热风炉29的燃烧器30中的总助燃空气的温度。

实施例

根据本发明所述的高炉用煤气和助燃空气预热装置及其方法，在100米³的高炉所用热风炉上进行了四次试验，试验所采用的煤气和助燃空气预热装置为附图2所示的装置，即一是由换热器预热煤气和助燃空气，同时由两个小热风炉及其相应配件和管道组成的助燃空气预热装置预热助燃空气。试验中，通过调节两个小热风炉燃烧用的煤气和空气来控制热助燃空气的温度，进一步通过分别调节进入换热器和助燃空气预热装置的助燃空气量，控制进入高炉用热风炉燃烧器中的总助燃空气的温度，达到控制热风炉风温的目的。试验所测试的有关参数如表1所示。表1实施例的有关试验参数

试验序号	助燃空气温度(℃)		两个助燃空气量占总助燃风量的比例(％)		汇总的助燃空气温度(℃)
						换热器31	助燃空气预热装置40
	换热器	助燃空气预热装置
			1	120				1000	44.5	55.5	608
2	125	1050			47.0	53.0	650
			3	130				980	32.9	67.1	700
4	/	680			0	100	680

Claims (2)

1、一种高炉用煤气和助燃空气预热装置，包括利用热风炉(29)自身烟道废气余热来预热煤气和助燃空气的换热器(32、31)，其特征在于：

该装置还含有一个与助燃空气换热器(31)相并联的助燃空气预热装置(40)；

该助燃空气预热装置(40)由两个或两个以上的、且并联装配的小热风炉(1、20)以及相配的燃烧器(2、21)、助燃空气入口阀门(6、23)、助燃空气出口阀门(7、24)、热风炉(1、20)燃烧用空气入口阀门(8、25)和煤气入口阀门(9、26)、热风炉(1、20)用煤气调节阀(10、27)和空气调节阀(11、28)以及相互连接的管道组成。冷助燃空气管道(13)通过调节阀(17)与助燃风机(39)相连，热助燃空气输送管道(12)与换热器(31)的助燃空气管道(15)并联，两者汇总于助燃空气总管道(19)。

2、一种高炉用煤气和助燃空气的预热方法，包括以换热器(32、31)形式利用热风热(29)自身烟道废气余热预热煤气和助燃空气，其特征在于：

利用另一个与换热器并联的助燃空气预热装置(40)所预热的助燃空气，与换热器(31)所预热的助燃空气并联汇合成总的助燃空气，进入助燃空气总管(19)，通过调节阀门(17和18)，分别控制进入助燃空气预热装置(40)和换热器(31)中的冷空气量，进而通过控制和调节经助燃空气预热装置(40)所预热的助燃空气量和经换热器(31)预热的助燃空气量，控制总助燃空气的温度，最终达到调节和控制高炉用热风炉的风温；

经助燃空气预热装置(40)所预热的助燃空气量(A)占进入热风炉燃烧器(30)中的总助燃空气量(A+B)的比值为0.1-1.0，(B)为经换热器(31)所预热的助燃空气量，即 $\frac{A}{A+B}=0.1-1.0$

Images