CN203216262U - 一种环形炉燃烧热脱焦油煤气的系统 - Google Patents

一种环形炉燃烧热脱焦油煤气的系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种环形炉燃烧热脱焦油煤气的系统,它包括环形炉(14),环形炉(14)上分预热区(13)、加热区(12)和均热区(11),其特点是环形炉内外壁上设预热烧嘴(10)和均热烧嘴(9);风机(1)通过冷风管网(3)与加热区(12)相通连接,在加热区(12)部位的环形炉内外炉壁上设蓄热烧嘴的蓄热箱(7)和热脱焦油煤气烧嘴(8),二者配对安装,组成单独自身蓄热烧嘴;在冷风管网(3)上设电动调节阀(6);使环形炉采用一台风机通过管网为不同的热工装置供风,燃烧所产生的高温烟气分别由主烟囱和辅烟囱排出,在满足环形炉加热各种管坯要求的前提下,大幅提高环形炉产能,并显著降低热脱焦油煤气消耗。

Description

一种环形炉燃烧热脱焦油煤气的系统[0001] 技术领域:[0002] 本实用新型涉及热工技术领域,具体地讲是一种环形炉燃烧热脱焦油煤气的系统。[0003] 技术背景:[0004]目前,环形炉采用的燃料比较丰富,包括天然气及多种煤制气,其中热脱焦油煤气是环形炉加热管坯燃料之一。传统的环形炉加热工艺废气排放所带走的热量通常占燃料供入量的50%以上,即使装上空气换热器,其节能率也仅在15〜25%之间,仍有30〜50%的热量随废气排入大气中,因而环形炉产能(或炉底强度)较低,能源消耗偏大。[0005] 近年来,蓄热式燃烧技术在工业炉设计中得到推广,蓄热式技术一般通过蓄热体的吸热或放热反复切换与被预热介质进行热交换,可将助燃空气等预热到1000°c左右,从而达到提高工业炉热效率及产能之目的。[0006] 虽然蓄热燃烧技术已经在冶金行业的推钢式加热炉、板坯加热炉、均热炉、退火炉、台车炉、罩式炉以及钢包烘烤器等多种加热设备上得以成功应用,但是,这些加热设备有一个共同点,那就是供热负荷是对称的。而环形炉本身结构的特点是,其内环相对于外环而言,炉墙表面积小很多,导致内环的供热负荷也比外环小,从而导致蓄热燃烧技术在环形炉上的应用效果不理想。[0007] 另外,由于钢管钢种多样,升温速率等加热工艺要求各不同,而且大部分管坯的加热工艺温度要求苛刻,所以,用于轧制前管坯加热的环形炉不仅有要求严格的预热段、加热段和均热段,并且要求各段还要有不同的温度分布或加热工艺,才能保证钢管质量。对于环形炉蓄热燃烧技术很难达到不同管坯的加热工艺温度要求。[0008] 发明内容:[0009] 本实用新型的目的是克服上述已有技术的不足,而提供一种环形炉燃烧热脱焦油煤气的系统,主要解决现有的环形炉加热前管坯产能低、煤气消耗高的问题。[0010] 本实用新型的技术方案是:一种环形炉燃烧热脱焦油煤气的系统,它包括环形炉,环形炉上有进料口、出料口和主烟®,环形炉上分预热区、加热区和均热区,其特殊之处在于风机通过换热器和第一热风管道与预热区相通连接,预热区部位的环形炉内外壁上设预热烧嘴,风机通过所述换热器和第二热风管道与均热区相通连接,均热区部位的环形炉内外壁上设均热烧嘴;风机通过冷风管网与加热区相通连接,在加热区部位的环形炉内外壁上设蓄热烧嘴的蓄热箱和热脱焦油煤气烧嘴,二者配对安装,组成单独自身蓄热烧嘴;在冷风管网上设电动调节阀;环形炉上的蓄热箱上设排烟管,排烟管与辅助烟®相通连接,辅助烟囱连接的排烟管上设引风机。[0011] 本实用新型的一种环形炉燃烧热脱焦油煤气的系统,它包括环形炉,环形炉上有进料口、出料口和主烟@等,环形炉上分预热区、加热区和均热区、排烟系统,其特殊之处在于风机通过换热器和第一热风管道与预热区相通连接,预热区部位的环形炉内外壁上设预热烧嘴,风机通过换热器和第二热风管道与均热区相通连接,均热区部位的环形炉内外壁上设均热烧嘴,风机为均热区、预热区提供助燃空气,温度在35(T450°C,形成一种供风方式;风机通过冷风管网与加热区相连接,在加热区部位的环形炉内外壁上设蓄热烧嘴的蓄热箱和热脱焦油煤气烧嘴,二者配对安装,组成单独自身蓄热烧嘴,以解决环形炉蓄热不对称的问题;风机为蓄热烧嘴的蓄热箱提供冷风,经蓄热换向系统将冷风与蓄热箱内蓄热体进行热交换,将冷风加热成1000°c左右的热风,即为热脱焦油煤气烧嘴提供高温助燃空气,形成另一种供风方式;在冷风管网上设电动调节阀,通过电动调节阀来控制这两种燃烧方式所用助燃风,二者的参数是不同的,从而实现了环形炉多种燃烧形式的混烧;环形炉加热区上的每个蓄热箱上设排烟支管,各支管汇入排烟管,与辅助烟®相通连接,排烟管上设引风机;使环形炉内高温烟气,一部分依次经过蓄热箱和排烟管及引风机,由辅助烟囱排出,剩余部分烟气由主烟®排出。[0012] 本实用新型所述的一种环形炉燃烧热脱焦油煤气的系统与已有技术相比具有如下积极效果,1、采用一台风机、供风管网与不同燃烧方式的烧嘴连接,改变了环形炉传统的燃烧方式,使环形炉能够同时存在两种及以上的燃烧方法;在不改变煤气压力、热值的情况下,利用换热器、蓄热燃烧等技术所产生助燃空气(热焓不同)与热脱焦油煤气燃烧方式的不同,可改变环炉加热管坯在不同位置的热流密度,特别是使管坯在加热区的加热能力大幅提高,实践证明这种燃烧方法可优化环形炉热工参数且非常稳定可靠,在充分利用热脱焦油煤气资源前提下,大幅提高环形炉产能,提高环形炉燃烧热脱焦油煤气热效率;2、蓄热燃烧系统的蓄热箱、热脱焦油煤气烧嘴分开布置安全、可靠;3、充分融合两种及以上燃烧方式,设备投资省,实现热脱焦油煤气高效利用,大幅提高环形炉产能降低煤气消耗,从而提高企业经济效益;4、环形炉内高温烟气,一部分依次经过蓄热箱和排烟管及引风机,由辅助烟囱排出,剩余部分烟气由烟囱排出。[0013] 附图说明:[0014] 图1是本实用新型的结构示意图。[0015] 具体实施方式:[0016] 为了更好地理解与实施,下面结合附图给出具体实施例详细说明本实用新型。[0017] 实施例1,参见图1,加工安装制成环形炉14,环形炉14上有进料口 15、出料口 16和主烟囱17等,环形炉14上分预热区13、加热区12和均热区11 ;将风机I通过换热器2和第一热风管道4与预热区13相通连接,预热区13部位的环形炉内外壁上固定安装各预热烧嘴10,风机I通过换热器2和第二热风管道5与均热区11相通连接,均热区11部位的环形炉内外壁上固定安装各均热烧嘴9,风机I为均热区11、预热区13提供助燃空气;将风机I通过冷风管网3与加热区12相通连接,在加热区12部位的环形炉内外壁上固定安装各蓄热烧嘴的蓄热箱7和热脱焦油煤气烧嘴8,二者配对安装,组成单独自身蓄热烧嘴,风机I为蓄热烧嘴的蓄热箱7提供冷风,冷风与蓄热烧嘴的蓄热箱7内蓄热体进行热交换,将冷风加热成热风,即为热脱焦油煤气烧嘴提供高温助燃空气;在冷风管网3上安装电动调节阀6,通过电动调节阀6来控制两种燃烧方式所用助燃风;在环形炉14加热区上的每个蓄热箱7上安装排烟支管,各支管汇集到排烟管18,排烟管18与辅助烟® 20相通连接,排烟管上安装引风机19 ;使环形炉14内高温烟气一部分依次经过蓄热箱7和排烟管18及引风机19,由辅助烟囱20排出,剩余部分烟气由主烟囱17排出。[0018] 采用实施例1的系统,可以达到提高环形炉燃烧热脱焦油煤气产能及大幅降低煤气消耗的目的,各部分作用如下:[0019] a预热区:利用助燃风采用传统的加热方式,使环形炉预热区形成的温度场温度梯度渐进升高,有效防止部分管坯加热初期因温度场变化较大而产生内裂纹的问题;[0020] b均热区:利用助燃风采用温和的加热方式,缩小管坯内外温差;保证管坯的加热质量,防止管坯表面温度过高(可能造成管坯表面融化或脱碳等)、管坯内温差偏大等影响钢管表面质量或内在质量的种种情况发生;[0021] c加热区:采用蓄热燃烧,提高助燃空气的温度,提高热脱焦油煤气的理论燃烧温度,提高管坯在加热区的热流密度,即提高加热速度。[0022] 本实用新型所述的一种环形炉燃烧热脱焦油煤气的系统,工作时,利用一台风机同时完成两种供风方式,一是通过热风管道和换热器,为均热区、预热区提供助燃空气,温度在35(T450°C ;二是通过冷风管网为加热区各蓄热烧嘴的蓄热箱提供冷风,经蓄热换向系统将冷风与蓄热箱内蓄热体进行热交换,将冷风加热成90(Γ1050Ό的热风,即为热脱焦油煤气烧嘴提供高温助燃空气;三是由蓄热箱与热脱焦油煤气烧嘴组成单独自身蓄热烧嘴,以解决环形炉蓄热不对称的问题;四是通过电动调节阀来控制这两种燃烧方式所用助燃风的参数是不同的,从而实现了环形炉多种燃烧形式的混烧;五是环形炉内高温烟气,一部分 经过蓄热箱、排烟管及引风机,由辅助烟囱排出,剩余部分烟气由烟囱排出。[0023] 通过采用上述装置,产生的工艺步骤如下:[0024] 1、为了防止部分管坯加热初期因温度场变化较大而产生内裂纹的问题,要求预热段形成的温度场温度梯度渐进升高,需采用传统的加热方式(助燃风温400°C左右),通过本装置是可以实现的;[0025] 2、为了保证管坯的加热质量,防止管坯表面温度过高(可能造成管坯表面融化或脱碳等)、管坯内-外温差偏大等影响钢管表面质量或内在质量的种种情况发生,均热区必须采用相对温和的加热方式(助燃风温400°C左右),通过本新装置是可以实现;[0026] 3、为提高管坯的加热产能,必须提高管坯在加热区的热流密度,即提高加热速度,采用蓄热燃烧可以大幅提高助燃空气的温度(高达1000°c左右),从而大幅提高热脱焦油煤气的理论燃烧温度,进而提高管坯在加热区的热流密度,通过本新装置是可以实现;[0027] 4、普通蓄热燃烧技术因对称性要求较高等问题,在环形炉上的应用效果不理想,本装置采用自身蓄热燃烧技术可获得理想的效果,经测试自身蓄热箱热风温度高达1020 0C ;[0028] 5、热脱焦油煤气,属于低压及热值偏低的煤气,燃烧后可产生大量的高温烟气,单纯采用传统燃烧方式,会造成环形炉的高炉堂压力操作及热能大量浪费等问题,使环形炉产能及热效率低下;单纯采用蓄热燃烧因热当量匹配的问题,热脱焦油煤气燃烧后所产生大量高温烟气只能利用58%左右,另外42%需外排从而造成浪费,也不利于环形炉产能及热效率的提高。本新装置是可以实现热脱焦油煤气高效利用,大幅提高环形炉产能,同时降低煤气消耗;[0029] 6、本装置,改变了传统的加热方式,改变了管坯的加热工艺,在燃料压力、热值不改变的情况下,既利用换热器,又利用蓄热燃烧技术,改变管坯在加热段的热流密度,从而实现大幅提高环形炉热效率及产能之目的。

Claims (1)

1.一种环形炉燃烧热脱焦油煤气的系统,它包括环形炉(14),环形炉(14)上有进料口(15)、出料口(16)和主烟囱(17),环形炉(14)上分预热区(13)、加热区(12)和均热区(11),其特征在于风机(I)通过换热器(2)和第一热风管道(4 )与预热区(13)相通连接,预热区(13)部位的环形炉内外壁上设预热烧嘴(10),风机(I)通过所述换热器(2)和第二热风管道(5)与均热区(11)相通连接,均热区(11)部位的环形炉内外壁上设均热烧嘴(9);风机(I)通过冷风管网(3)与加热区(12)相通连接,在加热区(12)部位的环形炉内外壁上设蓄热烧嘴的蓄热箱(7)和热脱焦油煤气烧嘴(8),二者配对安装,组成单独自身蓄热烧嘴;在冷风管网(3)上设电动调节阀(6);环形炉(14)上的蓄热箱(7)上设排烟管(18),排烟管(18)与辅助烟囱(20)相通连接,辅助烟囱(20)连接的排烟管上设引风机(19)。
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