CN201795487U - 一种可以稳定炉压的蓄热烧嘴 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种可以稳定炉压的蓄热烧嘴，主要由烧嘴砖(1)、蓄热室(5)、高温段蓄热体(2)、中温段蓄热体(3)、低温段蓄热体(4)、空气或煤气导管(7)、烧嘴外板(6)组成，其特征在于：高温段蓄热体(2)、中温段蓄热体(3)、低温段蓄热体(4)内的气流通道组合为渐缩正方孔，高温段蓄热体(2)最热端的通道面积是低温段蓄热体(4)最冷端的通道面积的3.5～5倍。本实用新型解决了原有技术出现的炉内压力高，烟气排出困难的问题，稳定了炉内压力，保证了蓄热烧嘴的换热效果，同时降低了引风机压力，节约了电耗，避免了烧嘴与炉体安装缝处冒火现象，提高了炉体及烧嘴的使用寿命。

Description

一种可以稳定炉压的蓄热烧嘴

技术领域

本实用新型属于冶金炉窑加热及铁水罐、钢包烘烤领域，尤其涉及一种可以稳定轧钢加热炉炉压的蓄热烧嘴。

背景技术

随着蓄热燃烧技术在冶金炉窑的应用，采用蓄热烧嘴的燃烧方式在轧钢加热炉上普遍应用。具体的方法为：在炉体的两侧墙上对应安装多对蓄热烧嘴，每一个烧嘴内装有蜂窝蓄热体，蓄热体内气流通道一般为2mm*2mm的方形孔，壁厚为1mm。每一对烧嘴为一个燃烧换向系统，当其中的一个烧嘴进行燃烧时，冷煤气或空气通过蓄热体被快速预热到1000℃，然后通过前面的烧嘴砖喷入炉内进行燃烧。同时，对面的烧嘴关闭煤气或空气管路的切断阀，打开烟气管路的快速切断阀，该烧嘴就变成排烟通道。在引风机的吸力下高温烟气进入烧嘴，将热量快速的转换到蓄热体，然后烟气温度降到150℃以下排出。蓄热烧嘴由于换热性能高、单体控制灵活，适合在轧钢加热炉上推广应用。

蓄热烧嘴关键技术为其中蓄热室内的蓄热体结构，其直接影响供入炉内的煤气、助燃空及炉内高温烟气排出的顺畅，从而决定整个加热炉的蓄热和换热效果以及炉压稳定。现有蓄热烧嘴技术大都采用内孔为2mm*2mm的方形孔、壁厚为1mm的蜂窝状蓄热体，将蓄热体小块摆满蓄热室。加热炉采用现有技术存在蓄热体堵塞、炉压大烧嘴处冒火、炉内压力不稳等问题。经常被迫停炉检修，无法满足大型加热炉连续生产，而且换热效果也无法保证。

现有技术存在上述问题的主要原因在于蓄热体结构设计不合理，由于蓄热室热端和冷端温差很大，气体体积随温度变化大，而现有技术没有考虑这一特点，冷端和热端的蓄热体内气流孔尺寸是一样的，因此，导致高温烟气由于体积增加而难以排出炉外，造成烧嘴蓄热效果不好、炉内压力增高问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是利用气体体积随温度变化的原理，合理设计蓄热室进出口端的气流通道结构，提供一种可以保证高温烟气顺行、稳定炉压的蓄热烧嘴装置。

考虑到蓄热烧嘴既为煤气和助燃空气供入装置同时也为烟气排出装置，而且烟气进入蓄热室和出蓄热室的温差很大，同样空气(或煤气)进出蓄热室的温差也很大的特点，一般烟气入口温度为1250℃，出口温度为150℃；空气(或煤气)入口温度为30℃，出口温度1000℃。根据气体体积随温度变化的原理，将蓄热烧嘴内的蓄热体气流通道按照气体温度对应设计为从冷端到热端为渐扩孔结构，即高温段气流通道截面大，低温段气流通道截面小，高温段与低温段通道面积比在3.5～5之间。冷端采用现有的气流通道尺寸，为方形孔尺寸2mm*2mm，增加热端蓄热体的气流通道面积，为冷端的3.5～5倍，即方形孔尺寸为3.75mm*3.75mm～4.45mm*4.45mm之间。蓄热室内的三段蓄热体各自为一块整体，而且在相邻两块蓄热体接触面的四周边部设置为凹凸结构，保证各块之间蓄热体的气体通道对齐，避免了以往蓄热体自由摆放或振动造成气流通道错位、增加气流阻力的现象。由于蓄热烧嘴既为空气(或煤气)的喷入装置又为炉内烟气的排出装置，其烧嘴砖内的喷口设计流速应比其它烧嘴低，由以往的12～15m/s降低到8～10m/s，所以喷口面积比以往的增加了1.25～1.5倍。通过上述方案保证了气流顺畅流动，特别是烟气的顺畅排出，稳定了炉压。在换热效果方面，由于设计的高温烟气额定流量可以顺利的进入蓄热室，才能将高温的热量传递给蓄热体，将冷的空气(或煤气)预热到1000℃以上的高温，真正实现了蓄热烧嘴的高效换热效果。

本实用新型提供了一种可以稳定炉压的蓄热烧嘴装置，主要由烧嘴砖、蓄热室、高温段蓄热体、中温段蓄热体、低温段蓄热体、空气(或煤气)导管、烧嘴外板组成。其特征在于：高温段蓄热体、中温段蓄热体、低温段蓄热体内的气流通道组合为渐缩正方孔，高温段蓄热体最热端即靠近烧嘴砖侧的通道面积是低温段蓄热体最冷端即空气(或煤气)导入管侧的通道面积的3.5～5倍。冷端采用现有的气流通道尺寸，为方形孔尺寸2mm*2mm，热端蓄热体的气流通道面积增大，为冷端的3.5～5倍，即方形孔尺寸为3.75mm*3.75mm～4.45mm*4.45mm之间。

蓄热室内的三段蓄热体各自为一块整体，而且在相邻两块蓄热体接触面的四周边部设置为凹凸结构。使相邻的两块蓄热体可以牢固连接，并且气流通道对齐，安装后不受现场外力振动影响，解决了由于蓄热体通道错位造成堵塞、增大阻力问题。烧嘴砖喷口处气流空气(或煤气)喷出速度由以往设计的12～15m/s降低到8～10m/s。烧嘴外板的一侧及底侧不焊死，采用螺栓连接方式的可拆卸结构，便于蓄热室内蓄热体的安装和更换。

本实用新型与现有的蓄热烧嘴相比的有益效果在于：考虑了烟气入口与出口之间温差大、蓄热的空气(或煤气)的入口与出口之间温差大的特点，通过改进蓄热体热端和冷端的气流通道面积，完全符合了气流流动规律。解决了原有技术出现的炉内压力高，烟气排出困难的问题，稳定了炉内压力。保证了轧钢加热炉正常生产操作，提高了炉内钢材的加热质量。由于高温烟气顺畅地从烧嘴排出，保证了蓄热烧嘴的换热效果，同时降低了引风机压力，节约了电耗。由于炉压稳定，避免了烧嘴与炉体安装缝处冒火现象，提高了炉体及烧嘴的使用寿命。同时具有以下优点：

1、蓄热体气流通道根据不同气流温度采用合理的减缩结构，符合气流流动特性，降低了炉压，稳定了正常生产。

2、烟气排出顺畅，保证了蓄热量，提高了换热效果，真正实现蓄热式加热炉的大幅度节能。降低引风机压力，降低电耗。

3、烧嘴结构简单，制作安装方便。

附图说明

图1：本实用新型蓄热烧嘴的结构示意图；

图2：蓄热体内气流通道结构I放大图；

图3：蓄热体之间四周边部凹凸结构II放大图。

图中：1.烧嘴砖  2.高温段蓄热体  3.中温段蓄热体  4.低温段蓄热体  5.蓄热室  6.烧嘴外板  7.空气(或煤气)导管  8.蓄热体内渐缩型气流通道  9.蓄热体间壁  10蓄热体之间凹凸结构

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1～3所示，本实用新型提供了一种可以稳定炉压的蓄热烧嘴装置，主要由烧嘴砖1、蓄热室5、高温段蓄热体2、中温段蓄热体3、低温段蓄热体4、空气(或煤气)导管7、烧嘴外板6组成。其特征在于：高温段蓄热体2、中温段蓄热体3、低温段蓄热体4内的气流通道8组合为渐缩正方孔，蓄热体间壁9厚度不同，高温段蓄热体2最热端即靠近烧嘴砖侧的通道面积是低温段蓄热体4最冷端即空气(或煤气)导管7侧的通道面积的3.5～5倍。

蓄热室内的三段蓄热体各自为一块整体，而且在相邻两块蓄热体接触面的四周边部设置为凹凸结构10，使相邻的两块蓄热体可以牢固连接，并且气流通道对齐，安装后不受现场外力振动影响，解决了由于蓄热体通道错位造成堵塞、增大阻力问题。烧嘴砖喷口处气流空气(或煤气)喷出速度由以往设计的12～15m/s降低到8～10m/s。烧嘴外板6的一侧及底侧不焊死，采用螺栓连接方式的可拆卸结构，便于蓄热室内蓄热体的安装和更换。

当采用低热值煤气，空煤气需要双预热时，空气和煤气均采用上述相同结构的蓄热室结构，烧嘴砖结构可以根据加热要求采用多流孔或带夹角等结构，组成一个空煤气双蓄热烧嘴。当采用热值较高煤气，只预热空气时，空气通道采用上述结构，煤气通道可以根据加热要求，放入空气蓄热室中心或在空气蓄热室外部单独送入烧嘴砖内，再与空气以多流孔或带夹角等结构进行混合燃烧，组成一个空气单蓄热烧嘴。

本实施方式适用于各种采用蓄热烧嘴的冶金炉窑加热及铁水罐、钢包烘烤。

蓄热式加热炉采用该结构的蓄热烧嘴，由于合理的蓄热体结构，使设计的额定1250℃高温烟气流量顺畅进入蓄热室，可以实现将高温热量传递到蓄热体，以150℃低温排出。再将冷的助燃空气(或煤气)预热到设计的1000℃左右，实现了真正的高效换热，炉子热效率可达到60％。可以稳定炉内压力，保证了正常生产，可以实现蓄热加热炉带来的加热温度均匀、加热质量好、大幅度节能、将高热值煤气替换出来的目标。

Claims (3)

1.一种可以稳定炉压的蓄热烧嘴，主要由烧嘴砖(1)、蓄热室(5)、高温段蓄热体(2)、中温段蓄热体(3)、低温段蓄热体(4)、空气或煤气导管(7)、烧嘴外板(6)组成，其特征在于：高温段蓄热体(2)、中温段蓄热体(3)、低温段蓄热体(4)内的气流通道(8)组合为渐缩正方孔，高温段蓄热体(2)最热端的通道面积是低温段蓄热体(4)最冷端的通道面积的3.5～5倍。

2.根据权利要求1所述的一种可以稳定炉压的蓄热烧嘴，其特征在于：蓄热室内的三段蓄热体各自为一块整体，而且在相邻两块蓄热体接触面的四周边部设置为凹凸结构(10)。

3.根据权利要求2所述的一种可以稳定炉压的蓄热烧嘴，其特征在于：烧嘴外板(6)的一侧及底侧，采用螺栓连接方式的可拆卸结构。

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