CN203758257U - 一种机下式双预热烧结点火炉用换热器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于燃烧设备领域，提供一种机下式双预热烧结点火炉用换热器，所述换热器布置在烧结机下，其包括待预热的煤气进口、煤气出口、助燃空气进口、助燃空气出口、燃烧燃料产生烟气的预热炉、沿烟气流动方向串联设置的助燃空气换热器和煤气换热器。本实用新型将预热炉位置从烧结点火炉后部移至烧结机下主厂房附近的地面，有效解决了换热器热膨胀、场地限制、需要水冷、操作环境差等一系列问题，使得大型烧结机也能使用高炉煤气点火，在点火炉管道布置，换热器结构的选择上更加灵活方便，换热器的使用寿命也相应增加。两台管式换热器采用串联方式布置在一台预热炉上，同时给助燃空气和煤气进行预热，提高了能源利用率。
Description
技术领域
本实用新型属于燃烧设备领域，具体涉及一种预热烧结点火炉用煤气和助燃空气的换热器。
背景技术
使用低热值高炉煤气作为烧结点火燃料可以变废为宝，节约资源，是钢铁冶炼领域广受重视的课题。低热值煤气的热值在700～900kCal/m3，此热值煤气的理论燃烧温度T理论一般不超过1400℃，根据T炉温=T理论×η，此时点火炉的炉内温度一般在880～1050℃，不能满足烧结工艺点火温度1150±50℃的要求，因此需要对烧结点火炉用助燃空气和煤气进行预热，提高炉膛温度，以保证烧结矿的质量。
现有技术中，机上式预热炉结构一般是将预热炉布置在烧结点火炉后面（如图1、图2所示），这样的布置存在的问题有：1、不适宜大型化烧结机；对于大型烧结机而言，烧结机宽度加大，导致换热器跨距加大，长度增加，因换热器管束水平卧式布置，难以解决膨胀问题，从而导致管式换热器容易损坏，其更换周期也不能与烧结机大修周期同步；2、需要水冷装置；3、影响了工人操作空间及工作环境；由于预热炉紧挨点火炉，其燃烧产生的大量烟气虽大部分经过烧结矿料层进入大烟道排出到大气，但总有部分烟气被扩散到烧结室内，使得烧结点火炉周边温度升高，烟尘较多，对工人的正常操作及检修产生不利影响，存在安全隐患；特别是在点火炉维修时，由于预热炉的存在造成检修操作空间小，大大加长了点火炉的施工周期。按照目前钢铁行业的发展趋势，大型烧结机将会越来越多，如采用纯高炉煤气点火，机上多管式换热器串联布置助燃空气和煤气双预热方式显然满足不了大型烧结机的要求。
实用新型内容
针对本领域的不足之处，本实用新型的目的是提出一种机下式双预热烧结点火炉用换热器。
实现本实用新型目的技术方案为：
一种机下式双预热烧结点火炉用换热器，所述换热器布置在烧结机下，所述换热器布置在烧结机下，其包括燃烧燃料煤气产生烟气的预热炉、沿烟气流动方向串联设置的助燃空气换热器和煤气换热器；所述预热炉包括方形的炉膛，炉膛的端墙或侧墙上布置3-6台烧嘴，所述烧嘴连接有通入燃料煤气的管路和通入助燃空气的管路，所述管路上均设有流量调节阀，所述通入燃料煤气的管路上还设置有煤气快速切断阀；
其中，所述炉膛包括有挡火墙，位于烧嘴和助燃空气换热器之间；挡火墙可以避免火焰直接喷射到换热器，并可以起到稳定烧嘴火焰的作用。
所述煤气换热器设置有待预热的煤气进口和煤气出口；所述助燃空气换热器设置有助燃空气进口和助燃空气出口。
所述助燃空气换热器和煤气换热器均为双行程管式换热器，待预热的助燃空气和煤气在换热器的换热管内流动，预热炉燃烧燃料煤气产生的烟气在换热器外壳内与换热管外之间流动。
其中，所述待预热的煤气、预热炉用燃料煤气为同一种低热值煤气，其热值为700-900kcal/m3，所述低热值煤气为高炉煤气。
其中，所述换热器为立式换热器或卧式换热器。
优选地，卧式换热器为弯管式换热器，可解决换热管因热膨胀产生的联接问题。
为了在预热炉事故或者检修时维持煤气或助燃空气的输送，所述待预热煤气换热器及待预热助燃空气换热器的进、出口之间均设有连接进、出口管道的旁通管道，旁通管道上均设有阀门，正常生产时，煤气及助燃空气进、出口阀门处于打开状态，旁通管道上的阀门处于关闭状态；预热炉事故或者检修时，煤气及助燃空气进、出口阀门均处于关闭状态，旁通阀门处于打开状态。
其中，所述方形的炉膛，炉膛宽度和长度可根据换热器的尺寸特征确定，例如，宽2.5-3.5m，长1.2-2.0m。
其中，炉膛的侧墙或者炉顶上设有兑冷风装置，兑冷风装置由冷风管路和阀门组成。
为了控制炉膛温度在800～950℃范围内，防止换热器在过高温度下被损坏，炉膛还设有温度检测装置。当温度超过950℃时，通过关闭烧嘴或者调节烧嘴前的阀门，以及调节兑冷风阀装置，使得预热炉炉膛温度控制在800～950℃左右，防止换热器在过高温度下被损坏。
本实用新型的有益效果在于：
采用机下式双预热烧结点火炉用换热器，将布置在烧结机上点火炉后面的管式换热器移至烧结机主厂房旁的地下，管式换热器采用串联方式，有效地提高了管式换热器的寿命，同时也大大缩短了烧结点火炉更换时的施工工期。
与现有技术相比，本实用新型将预热炉位置从烧结机上点火炉后部移至烧结机下主厂房附近的地面，有效解决了换热器热膨胀、场地限制、需要水冷、操作环境差等一系列问题，使得大型烧结机也能使用高炉煤气点火，在点火炉管道布置、换热器结构的选择上更加灵活方便，换热器的使用寿命也相应增加。两台管式换热器采用串联布置在一台预热炉上，同时给烧结点火炉用助燃空气和煤气进行预热，提高了能源利用率。
附图说明
图1为现有技术机上式卧式管式换热器串联结构图；
图2为现有技术机上式卧式管式换热器与烧结机的相对位置关系图；
图3为本实用新型机下式立式双预热烧结点火炉用换热器结构图；
图4为本实用新型机下式卧式双预热烧结点火炉用换热器结构图；
图5为本实用新型机下式立式双预热烧结点火炉用换热器与烧结机的相对位置关系图。
图6为本实用新型机下式卧式双预热烧结点火炉用换热器与烧结机的相对位置关系图。
图中，1、点火炉；2、预热炉；3、煤气换热器;4、助燃空气换热器；5、烧嘴；6、预热炉烟气出口；7、煤气进口；8、煤气出口；9、助燃空气进口；10、助燃空气出口；11烧结机厂房；12、烧结机台车；13、水冷装置；14、兑冷风装置；15、温度检测装置；16、流量调节阀；17、煤气快速切断阀；18、挡火墙；19、侧墙、20、端墙，21、旁通管道，22、阀门。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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。
实施例1
机下式立式双预热烧结点火炉用换热器（图3），该立式换热器布置在烧结机下（图5），在烧结机厂房11外，其包括助燃空气换热器4和煤气换热器3、待预热的煤气进口7、煤气出口8、待预热的助燃空气进口9、助燃空气出口10、燃烧燃料煤气产生烟气的预热炉2（图3）。
如图3，预热炉2设置有方形的炉膛(1.5×2.5m)，炉膛的端墙20上布置三台烧嘴5（图中画出一个）。每台烧嘴供热能力为5×109J/h。烧嘴5与预热炉用燃料煤气管路和助燃空气管路连接，燃料煤气管路和助燃空气管路上均设有流量调节阀16，燃料煤气管路上还设有煤气快速切断阀17。
炉膛的端墙对面设有挡火墙18，可以避免火焰直接喷射到换热器，并可以起到稳定烧嘴火焰的作用。炉膛的侧墙19或者炉顶上设有兑冷风装置14，兑冷风装置14由冷风管路和阀门组成。炉膛内还设有温度检测装置15。
预热炉2燃烧燃料产生烟气，烟气流动方向先后经串联设置的助燃空气换热器4和煤气换热器3换热。
如图3，助燃空气换热器4和煤气换热器3均为双行程管式换热器；该换热器垂直立式布置。待预热的助燃空气和煤气在换热器管内流动；预热炉2燃烧燃料煤气产生的烟气在换热器外壳内与换热管外之间流动。；烟气沿水平方向流动（参见图3中的箭头所示方向）。
该预热炉以高炉煤气（热值780kcal/m3）为燃料，对待预热的煤气和助燃空气进行预热。
预热炉炉膛温度需控制在800～950℃范围内，当炉膛温度在800～950℃范围内波动时，可通过调节烧嘴5前的流量调节阀16，调节燃料煤气和助燃空气的流量，控制炉膛温度；当温度超过950℃时，通过开启兑冷风装置14的阀门以及调节烧嘴5前的流量调节阀16，调节燃料煤气和助燃空气的流量；当温度大大超过950℃时，通过开启兑冷风装置14的阀门和关闭流量调节阀16，关闭1个或多个烧嘴，使得预热炉炉膛温度控制在800～950℃左右，防止换热器在过高温度下被损坏。
待预热的助燃空气从助燃空气进口9进入，经过与高温烟气的错流换热，温度达到300-400℃，从助燃空气出口10排出；待预热的煤气从煤气进口7进入，经过与低温烟气错流换热，温度升至200-300℃，从煤气出口8排出；烟气由预热炉烧嘴燃烧煤气产生，从烟气出口6排出，从烟囱排走。经过预热的煤气和助燃空气用于烧结点火炉点火，使点火炉炉膛的温度提高至1100-1200℃，每吨烧结矿煤气耗量控制为50Nm3/t，具有较好的经济效益。
本实施例中，待预热的煤气进口处还设置有旁通管道21和阀门22；在助燃空气进口处也设置有旁通管道21和阀门22。在换热器或预热炉检修时，可直接将待预热的煤气和助燃空气送至点火炉，维持点火炉的运行。
实施例2
机下式卧式双预热烧结点火炉用换热器（图4），该卧式换热器布置在烧结机下（图6），在烧结机厂房11外，其包括助燃空气换热器4和煤气换热器3、待预热的煤气进口7、煤气出口8、助燃空气进口9、助燃空气出口10、燃烧燃料产生烟气的预热炉2。
如图4，预热炉2设置有方形的炉膛(1.5×2.5m)，炉膛的端墙20上布置三台烧嘴5（图4画出其中一个）。每台烧嘴供热能力为5×109J/h。烧嘴5与燃料煤气管路和助燃空气管路连接，燃料煤气管路和助燃空气管路上均设有流量调节阀16，燃料煤气管路上还设有煤气快速切断阀17。
炉膛的端墙对面设有挡火墙18，炉膛的侧墙19或者炉顶上设有兑冷风装置14，兑冷风装置14由冷风管路和阀门组成。炉膛内还设有温度检测装置15。
预热炉2燃烧燃料煤气产生烟气，烟气流动方向先后经串联设置的助燃空气换热器4和煤气换热器3换热。
如图4，助燃空气换热器4和煤气换热器5均为双行程管式换热器；该换热器的换热管呈水平方向布置。待预热的助燃空气和煤气在换热器的换热管内折返流动；预热炉2燃烧燃料煤气产生的烟气在换热器外壳内与换热管外之间流动；烟气按从右向左方向流动（参见图4中的箭头所示方向）。
该预热炉控制方式同实施例1。
本实施例中，待预热的煤气进口处还设置有旁通管道21和阀门22；在助燃空气进口处也设置有旁通管道21和阀门22。在换热器或预热炉检修时，可直接将待预热的煤气和助燃空气送至点火炉，维持点火炉的运行。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种机下式双预热烧结点火炉用换热器，其特征在于，所述换热器布置在烧结机下，其包括燃烧燃料煤气产生烟气的预热炉、沿烟气流动方向串联设置的助燃空气换热器和煤气换热器；
所述预热炉包括方形的炉膛，炉膛的端墙或侧墙上布置3-6台烧嘴，所述烧嘴连接有通入燃料煤气的管路和通入助燃空气的管路，所述管路上均设有流量调节阀，所述通入燃料煤气的管路上还设置有煤气快速切断阀；
其中，所述炉膛包括有挡火墙，位于烧嘴和助燃空气换热器之间；
所述煤气换热器设置有待预热的煤气进口和煤气出口；所述助燃空气换热器设置有助燃空气进口和助燃空气出口；
所述助燃空气换热器和煤气换热器均为双行程多管换热器。
2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述待预热的煤气、燃料煤气为同一种低热值煤气，其热值为700-900kcal/m3，所述低热值煤气为高炉煤气。
3.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述换热器为卧式换热器或立式换热器。
4.根据权利要求3所述的换热器，其特征在于，所述卧式换热器为弯管式换热器。
5.根据权利要求1-4任一所述的换热器，其特征在于，所述炉膛的侧墙或者炉顶上设有兑冷风装置，兑冷风装置由冷风管路和阀门组成。
6.根据权利要求1-4任一所述的换热器，其特征在于，所述换热器还包括待预热的煤气进口管路上设置的旁通管道和阀门；在待预热的助燃空气进口管路上设置的旁通管道和阀门。
7.根据权利要求1-4任一所述的换热器，其特征在于，所述预热炉的炉膛内设有温度检测装置。
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