CN201173690Y

CN201173690Y - 一种高效环形加热炉

Info

Publication number: CN201173690Y
Application number: CNU2008200329432U
Authority: CN
Inventors: 王爱中; 王文虎; 高建勋
Original assignee: WUXI LONGSHAN TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: WUXI LONGSHAN TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2008-03-14
Filing date: 2008-03-14
Publication date: 2008-12-31
Anticipated expiration: 2018-03-14

Abstract

本实用新型涉及一种高效环形加热炉，属于节能环保型加热炉。主要采用环形炉炉体和回转炉底构成；特征是在环形炉炉体或炉顶上设置多对蓄热式烧嘴，每对蓄热式烧嘴由M侧烧嘴及N侧烧嘴组成。所述的M侧烧嘴分别与第一煤气快切阀及第一换向阀连接；第一煤气快切阀连接煤气总管；第一换向阀分别与助燃空气总管及抽烟总管连接；所述的N侧烧嘴分别与第二煤气快切阀及第二换向阀连接；第二煤气快切阀连接煤气总管；第二换向阀分别与助燃空气总管及抽烟总管连接。本实用新型由于采用蓄热式燃烧系统，将燃烧产生的全部烟气通过烧嘴蓄热箱抽出炉外，不设炉尾排烟口；能提高热效率，节能减排效果显著，并可提高炉子产量和坯料加热质量。

Description

一种高效环形加热炉

技术领域

本实用新型涉及一种高效环形加热炉，属于节能环保型加热炉。

背景技术

环形炉属于连续式加热炉，由环形炉膛和回转炉底构成。

环形炉多用于钢材锻造和轧制前的钢坯加热，也可用作热处理加热。是冶金、机械行业常用的一种炉型，其优点是占地少，机械化程度高。

环形炉的装、出料炉门处于相邻位置，优点是操作灵活，便于装、出料机械化；缺点是高温加热段与炉尾的烟道口接近，存在气流短路现象，使部分高温段气流直接流入烟道，这是造成环形加热炉能耗高的主要原因。

图1、图2是常规环形炉结构示意图，在环形炉炉体上设置烧嘴1及排烟口6，为了减少头尾烟气的短路，设计时都在进料炉门5、出料炉门4的前后和中间共设置三道扼流隔墙3，用以阻挡高温辐射和扼断高温气流。但如图2，由于环形炉的扼流隔墙3的下端要考虑生产中炉底氧化铁皮堆积高度和坯料2通过等因素，所设置的扼流隔墙3均需与炉底间留出300mm以上的空隙，因此无法将高温气流有效阻断。这种措施其实达不到真正阻断气流短路的效果，还产生了另一个难题，即高温隔墙极易损坏，即使有一些技术可使隔墙的寿命提高，如发明名称为：《环形加热炉整体双压下式隔墙》，专利申请号：92111178.9；发明名称为：《环形加热炉水冷隔墙结构》，专利号：200520026551.1)；发明名称为：《环形加热炉活动组合式隔墙》，专利号：97239221.1等，也只是治标不治本，无法解决常规环形炉的先天缺陷。

若将环形炉与常规推钢炉或步进炉相比，假设环形炉的头尾之间烟气完全不会短路，则环形炉的热效率应不低于上、下加热的常规推钢炉或步进炉，目前常规推钢炉或步进炉的单耗均可降至1.2GJ/t以下，而目前国内引进国外的若干座环形炉单耗均在1.75GJ/t以上，是常规推钢炉或步进炉的1.45倍以上，这已经是国内目前最好的单耗指标了，其中环形炉还比常规推钢炉或步进炉少了炉底水管，炉底水管所消耗的热量一般要占到全炉能耗的10％左右，如此推算，现有环形炉由于烟气短路所造成的热损失至少在30％以上。所以有炉尾烟道的常规环形加热炉存在如下问题：

1、由于存在高温烟气短路现象，浪费燃料30％以上。

2、炉体结构复杂，扼流隔墙寿命短，检修量大，维修费用高。

3、炉压控制困难，经常出现炉门喷火或大量吸冷风现象，导致操作环境恶化或坯料氧化烧损加剧。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种高效环形加热炉，采用蓄热式燃烧系统，将燃烧产生的全部烟气通过烧嘴蓄热箱抽出炉外，不设炉尾排烟口；能提高热效率，节约能耗，节能减排效果显著，并可提高炉子产量和坯料加热质量。

本实用新型的主要解决方案是这样实现的：

本实用新型主要采用环形炉炉体和回转炉底构成，在环形炉炉体上设置出料炉门、进料炉门；特征是在环形炉炉体或炉顶上设置多对蓄热式烧嘴，每对蓄热式烧嘴由M侧烧嘴及N侧烧嘴组成。

所述的M侧烧嘴分别与第一煤气快切阀及第一换向阀连接；第一煤气快切阀连接煤气总管；第一换向阀分别与助燃空气总管及抽烟总管连接；所述的N侧烧嘴分别与第二煤气快切阀及第二换向阀连接；第二煤气快切阀连接煤气总管；第二换向阀分别与助燃空气总管及抽烟总管连接。所述的助燃空气总管连接助燃风机。所述的抽烟总管连接抽烟机，抽烟机与垂直烟管连接。

所述的环形炉炉体内设置一道隔墙。

本实用新型与已有技术相比具有以下优点：

1、取消了如图1所示造成常规环形炉大量高温烟气短路的炉尾排烟口，并可如图3所示只需设置一道炉内隔墙，简化了炉体结构，采用蓄热式燃烧系统，全部烟气从蓄热箱抽出，不设炉尾排烟口，省去了高温烟道和高烟囱。

2、炉压控制便捷，打开装、出料炉门时可不再吸冷风或喷火，炉区操作环境改善。

3、与常规环形炉相比，蓄热式燃烧系统可节约能耗15％以上，加上杜绝了高温烟气短路又能节约能耗30％以上，两项相加至少可节约能耗40％以上，节能减排效果显著。

4、采用蓄热式燃烧方式由于炉温均匀并加热速度快，可明显提高产量和加热质量，减少氧化烧损，经济效益明显。

5、由于炉体结构简化，加上蓄热式燃烧没有局部高温，可大幅度延长炉体使用寿命，摒弃了常规环形炉检修量大、维修费用高的缺点。

6、可适用于空气单蓄热或空气、煤气双蓄热燃烧系统。

附图说明

图1为常规环形炉结构示意图。

图2为常规环形炉结构A～A剖视图。

图3为本实用新型结构示意图。

具体实施方式

下面本实用新型将结合附图中的实施例作进一步描述：

本实用新型由蓄热式烧嘴1、坯料2、隔墙3、出料炉门4、装料炉门5、第一煤气快切阀6、换向阀7、煤气总管8、助燃空气总管9、抽烟总管10、助燃风机11、抽烟机12、垂直烟管13、环形炉炉体14、第二煤气快切阀15及第二换向阀16等组成。

本实用新型主要采用环形炉炉体14和回转炉底构成。在环形炉炉体14上设置出料炉门4、进料炉门5；所述的环形炉炉体14内设置一道隔墙3，隔墙3的下端由坯料2通过。在环形炉炉体14或炉顶上设置多对蓄热式烧嘴1，这些多对蓄热式烧嘴1可以根据工艺要求组成预热段、加热段、均热段等若干供热控制段，燃烧产生的全部烟气都从蓄热式烧嘴排出，由抽烟机抽送至垂直烟管排入大气。

如图3所示，在环形炉的炉体14上设置的多对蓄热式烧嘴1，并根据工艺对炉温的分区要求分成若干区，每区的多对蓄热式烧嘴1由M侧烧嘴及N侧烧嘴组成(蓄热式烧嘴一半设为M侧烧嘴，另一半设为N侧烧嘴)。

所述的M侧烧嘴分别与第一煤气快切阀6及第一换向阀7连接；第一煤气快切阀6连接煤气总管8；第一换向阀7分别与助燃空气总管9及抽烟总管10连接；

所述的N侧烧嘴分别与第二煤气快切阀15及第二换向阀16连接；第二煤气快切阀15连接煤气总管8；第二换向阀16分别与助燃空气总管9及抽烟总管10连接。所述的助燃空气总管9连接助燃风机11。所述的抽烟总管10连接抽烟机12，抽烟机12与垂直烟管13连接。

本实用新型由于在环形炉炉体14或炉顶上设置蓄热式燃烧系统，可将燃烧产生的全部烟气都通过烧嘴蓄热箱抽出炉外，不设炉尾排烟口。

本实用新型的工作原理：

蓄热式燃烧系统又称为高风温低氧燃烧系统，是目前国内外开始流行的一种先进的燃烧方式，简称为HTAC系统，已被广泛应用于各种加热炉和高温热处理炉窑上，这种燃烧方式的技术关键是在通过交替工作的若干对高效蓄热室将燃烧介质从室温预热至接近炉温的同时，通过有效组织喷入炉内的燃料与助燃空气流股的流速、交角、混合方式等手段，使燃料在通过卷吸烟气使含氧量降至在2～15％的助燃空气中迅速进行弥散燃烧，从而可大幅度降低NOx排放量，高效蓄热室可有效截留烟气余热，这种先进的燃烧方式可同时达到环保、节能、加热质量高的效果，已产生巨大的社会效益和经济效益。

蓄热式烧嘴通常是成对配置，工作时半数烧嘴在燃烧时另一半烧嘴在抽烟：抽烟工作状态的烧嘴中高温烟气通过蓄热室时其大部分热量被截留在蓄热室中；室温的空气(煤气)通过燃烧状态烧嘴的蓄热室时被加热至接近于炉温后喷入炉内燃烧，这个过程等于是空气(煤气)将蓄热室截留的热量带回炉内。

本实用新型所采用的蓄热式燃烧系统若是采用低热值煤气做燃料时，则采用空气、煤气双蓄热方式，此时从蓄热式烧嘴排出的废气温度约可降到150℃左右。

本实用新型所采用的蓄热式燃烧系统若是采用液化石油气、天然气、焦炉煤气等高热值煤气做燃料时，则采用空气单蓄热方式，此时从蓄热式烧嘴排出的废气温度约可降到300℃左右。

本实用新型可通过控制抽烟机的抽烟量将炉压精确控制在微正压状态。

蓄热式燃烧方式需要周期性的换向燃烧，例如当处于燃烧状态的M侧烧嘴需要与处于抽烟状态的N侧烧嘴换向工作时，先将两侧所有的阀门关闭，然后打开N侧烧嘴前的第二煤气快切阀15，让煤气进入N侧烧嘴，同时使N侧烧嘴前的第二换向阀16换向，让助燃空气从总管9进入N侧烧嘴，通过N侧烧嘴的蓄热室被加热至接近炉温后与煤气一起进入炉内燃烧；与此同时，M侧烧嘴前的第一换向阀7换向，使M侧烧嘴与抽烟总管10接通，N侧烧嘴燃烧产生的全部烟气通过M侧烧嘴的蓄热室时，大部分热量被截留在蓄热室内，低温烟气进入抽烟总管10，由抽烟机12抽送至垂直烟管13排入大气，M侧和N侧烧嘴工作状态互换完成。

本实用新型的炉压通过抽烟机的抽烟量大小来控制，当炉压偏高时，增加抽烟量，当炉压偏低时则减少抽烟量，使炉压始终控制在微正压状态下。

由于杜绝了高温烟气短路现象，所以炉内只需设置一道用来阻挡高温区向低温区辐射的隔墙即可，以减少因装料炉门开闭造成的对均热区炉温的干扰。

Claims

1、一种高效环形加热炉，采用环形炉炉体(14)和回转炉底构成；在环形炉炉体(14)上设置出料炉门(4)、进料炉门(5)；其特征是在环形炉炉体(14)或炉顶上设置多对蓄热式烧嘴(1)，每对蓄热式烧嘴(1)由M侧烧嘴及N侧烧嘴组成。

2、根据权利要求1所述的一种高效环形加热炉，其特征在于所述的M侧烧嘴分别与第一煤气快切阀(6)及第一换向阀(7)连接；第一煤气快切阀(6)连接煤气总管(8)；第一换向阀(7)分别与助燃空气总管(9)及抽烟总管(10)连接；所述的N侧烧嘴分别与第二煤气快切阀(15)及第二换向阀(16)连接；第二煤气快切阀(15)连接煤气总管(8)；第二换向阀(16)分别与助燃空气总管(9)及抽烟总管(10)连接；助燃空气总管(9)连接助燃风机(11)；抽烟总管(10)连接抽烟机(12)，抽烟机(12)与垂直烟管(13)连接。

3、根据权利要求1所述的一种高效环形加热炉，其特征在于所述的环形炉炉体(14)内设置一道隔墙(3)。