CN218723229U - 一种全氧加热炉组合式燃烧系统 - Google Patents

一种全氧加热炉组合式燃烧系统 Download PDF

Info

Publication number
CN218723229U
CN218723229U CN202222961365.3U CN202222961365U CN218723229U CN 218723229 U CN218723229 U CN 218723229U CN 202222961365 U CN202222961365 U CN 202222961365U CN 218723229 U CN218723229 U CN 218723229U
Authority
CN
China
Prior art keywords
oxygen
burner
channel
fuel gas
section
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202222961365.3U
Other languages
English (en)
Inventor
李鹏元
谢国威
张世煜
徐阳
门传政
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sinosteel Anshan Research Institute of Thermo Energy Co Ltd
Original Assignee
Sinosteel Anshan Research Institute of Thermo Energy Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sinosteel Anshan Research Institute of Thermo Energy Co Ltd filed Critical Sinosteel Anshan Research Institute of Thermo Energy Co Ltd
Priority to CN202222961365.3U priority Critical patent/CN218723229U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN218723229U publication Critical patent/CN218723229U/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Abstract

本实用新型涉及一种全氧加热炉组合式燃烧系统,包括设于加热炉内的全氧燃烧器;所述加热炉分为预热段、加热段及均热段;所述全氧燃烧器由烟气内回流式全氧燃烧器和氧气分级式全氧燃烧器组成;加热炉的均热段两侧侧墙、加热段两侧侧墙上均设置有烟气内回流式全氧燃烧器,加热炉的均热段炉顶及加热段炉顶均设置有氧气分级式全氧燃烧器。本实用新型克服现有技术中的缺点,采用烟气内回流式全氧燃烧器与氧气分级式全氧燃烧器组合的方式,炉墙两侧布置烟气内回流式全氧燃烧器,炉顶沿中轴线布置氧气分级式全氧燃烧器,实现节能减排的同时,还可以提高炉温均匀性,保证工件的加热质量。

Description

一种全氧加热炉组合式燃烧系统
技术领域
本实用新型涉及冶金加热炉技术领域,尤其涉及一种全氧加热炉组合式燃烧系统。
背景技术
加热炉是钢铁企业轧钢工序的重点耗能设备,近几年来,加热炉的节能减排和精确控制已经成为钢铁企业关注的焦点,企业要求最大限度的节约燃料,降低污染物的排放,同时还要保证钢坯加热质量。全氧燃烧技术是近代发展起来的节能燃烧技术,全氧燃烧是将传统的燃料-空气燃烧系统改为燃料-氧气燃烧系统,当燃料-氧气燃烧系统中氧的纯度达到90%~100%时,即称为全氧燃烧。
国外将全氧燃烧技术应用于轧钢加热炉的起步较早,期间经历了一般全氧燃烧、分级全氧燃烧、无焰全氧燃烧三个阶段。目前已经开发出了新一代全氧无焰燃烧技术及燃烧器系列产品,广泛应用于不同行业的加热设备上,取得了良好的节能减排效果。国内的全氧燃烧技术目前主要应用于有色、玻璃等行业,如申请公布号为CN 101935145A的中国专利申请公开的一种“提高玻璃液熔解质量的方法”,用于玻璃基板熔解池炉中,是在熔解池炉上设置多组全氧燃烧器的基础上实现的。
国内在轧钢加热炉上应用全氧燃烧技术的先例很少,申请公布号为CN 114688868A的中国专利申请公开了“一种用于轧钢加热炉的全氧燃烧系统”,包括加热炉、燃料系统、助燃系统、氮气吹扫系统、排烟系统、控制系统;加热炉包括预热段、加热段、均热段。加热段的上部加热区和下部加热区的侧墙上设置全氧无焰燃烧器,所述全氧无焰燃烧器上下分层、左右叠错布置。均热段的上部加热区和下部加热区的侧墙上设置全氧无焰燃烧器,所述全氧无焰燃烧器上下分层、左右叠错布置;所述均热段上部加热区端墙上设置全氧无焰燃烧器,水平单层布置。控制系统包括坯料跟踪系统、智能温控系统、炉膛压力控制系统、连锁报警保护系统和坯料保温待轧系统。旨在提高轧钢加热炉燃烧效率和传热效率,达到提高产能、节约燃料、减少排放及提高产品质量的目的。但全氧燃烧温度过高,使钢坯容易过烧,同时燃烧产生的烟气量大大减少,炉膛内气体流动性减弱,严重降低了加热炉炉温均匀性,进而影响工件的加热质量,严重时甚至导致轧机无法正常工作。
发明内容
本实用新型提供了一种全氧加热炉组合式燃烧系统,克服现有技术中的缺点,采用烟气内回流式全氧燃烧器与氧气分级式全氧燃烧器组合的方式,炉墙两侧布置烟气内回流式全氧燃烧器,炉顶沿中轴线布置氧气分级式全氧燃烧器,实现节能减排的同时,还可以提高炉温均匀性,保证工件的加热质量。
为了达到上述目的,本实用新型采用以下技术方案实现:
一种全氧加热炉组合式燃烧系统,包括设于加热炉内的全氧燃烧器;所述加热炉分为预热段、加热段及均热段;所述全氧燃烧器由烟气内回流式全氧燃烧器和氧气分级式全氧燃烧器组成;加热炉的均热段两侧侧墙、加热段两侧侧墙上均设置有烟气内回流式全氧燃烧器,加热炉的均热段炉顶及加热段炉顶均设置有氧气分级式全氧燃烧器;全氧燃烧器的燃料气接口通过燃料气管道连接燃料气气源,燃料气管道上设有燃料气流量调节阀;全氧燃烧器的氧气接口通过对应的氧气支管道连接氧气主管道,氧气主管道通过氧气气源管道连接氧气气源,氧气主管道与氧气气源管道之间设氧气阀组;各条氧气支管道上分别设有氧气流量调节阀。
所述烟气内回流式全氧燃烧器上下分层、左右叠错布置。
所述氧气分级式全氧燃烧器沿炉顶的中轴线均匀布置。
所述烟气内回流式全氧燃烧器包括烧嘴Ⅰ及烧嘴砖Ⅰ;烧嘴Ⅰ由中心氧气通道及燃料气通道Ⅰ组成,燃料气通道Ⅰ与中心氧气通道同轴设置于中心氧气通道的外围;烧嘴Ⅰ的喷口一端固定在烧嘴砖Ⅰ的中心孔中,中心氧气通道的对应端设中心氧气喷口,燃料气通道Ⅰ的对应端设多个燃料气喷口Ⅰ;中心氧气通道的另一端设中心氧气进口,燃料气通道Ⅰ的另一端设燃料气进口Ⅰ;烧嘴Ⅰ外围的喷嘴砖Ⅰ中设多个二次氧气通道Ⅰ及对应的烟气循环通道;二次氧气通道Ⅰ在对应烧嘴Ⅰ的喷口一端设二次氧气喷口Ⅰ,二次氧气通道Ⅰ的另一端设二次氧气进口Ⅰ;二次氧气通道Ⅰ的中部设二次氧气缩颈段,烟气循环通道的一端连接二次氧气缩颈段的收缩部,烟气循环通道的另一端在对应烧嘴Ⅰ的喷口一端设烟气吸入口。
所述二次氧气通道Ⅰ的轴线与烧嘴Ⅰ的轴线平行,并且沿烧嘴Ⅰ的周向均匀设置。
所述烟气循环通道由直段及斜段组成,直段的一端连接二次氧气缩颈段的收缩部,直段的另一端连接斜段的一端,斜段的另一端远离二次氧气通道Ⅰ。
所述氧气分级式全氧燃烧器包括烧嘴Ⅱ及烧嘴砖Ⅱ;烧嘴Ⅱ由燃料气通道Ⅱ及一次氧气通道组成,一次氧气通道与燃料气通道Ⅱ同轴设置于燃料气通道Ⅱ的外围;烧嘴Ⅱ的喷口一端固定在烧嘴砖Ⅱ的中心孔中,燃料气通道Ⅱ的对应端设燃料气喷口Ⅱ,一次氧气通道的对应端设一次氧气喷口;燃料气通道Ⅱ的另一端设燃料气进口Ⅱ,一次氧气通道的另一端设一次氧气进口;烧嘴Ⅱ外围的喷嘴砖Ⅱ中设多个二次氧气通道Ⅱ;二次氧气通道Ⅱ在对应烧嘴Ⅱ的喷口一端设二次氧气喷口Ⅱ,二次氧气通道Ⅱ的另一端设二次氧气进口Ⅱ。
所述烧嘴砖Ⅱ的中心孔由直孔及扩张段组成,烧嘴Ⅱ置于直孔中,扩张段是向烧嘴Ⅱ的喷口一端扩大的锥形孔。
所述二次氧气通道Ⅱ沿烧嘴Ⅱ的周向均匀设置。
所述二次氧气通道Ⅱ的轴线与烧嘴Ⅱ的轴线具有一个夹角,且二次氧气通道Ⅱ的二次氧气喷口Ⅱ一端靠近烧嘴Ⅱ的轴线。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:
1)采用烟气内回流式全氧燃烧器与氧气分级式全氧燃烧器组合的方式,炉墙两侧布置烟气内回流式全氧燃烧器,炉顶沿中轴线布置氧气分级式全氧燃烧器,实现节能减排的同时,还可以提高炉温均匀性,保证工件的加热质量;
2)在加热段和均热段的炉顶沿中轴线布置氧气分级式全氧燃烧器,对炉膛中部进行补热,避免了采用常规全氧燃烧系统的加热炉由于燃烧烟气量减少、烟气对炉膛内部的扰动效果变差,而出现的炉膛中部温度偏低、影响炉膛温度均匀性的问题;同时,采用氧气分级燃烧技术的全氧燃烧器可使燃料气处于贫氧环境中燃烧,有效控制燃烧温度,避免NOX排放超标问题;
3)在炉墙两侧布置烟气内回流式全氧燃烧器,采用烟气回流技术的全氧燃烧器可使燃烧产生的烟气量有所增加,强化烟气对炉膛内部扰动效果,使火焰体积增加,有利于保证炉膛温度的均匀性;
4)采用烟气内回流式全氧燃烧器与氧气分级式全氧燃烧器组合方式的全氧燃烧炉,燃烧温度降低,钢坯不易过烧,同时避免了局部高温火焰对耐火材料造成严重冲刷以及形成大量NOX的问题。
附图说明
图1是本实用新型所述一种全氧加热炉组合式燃烧系统的结构示意图。
图2是本实用新型所述全氧加热炉炉膛内燃烧器布置情况示意图。
图3是本实用新型所述烟气内回流式全氧燃烧器的结构示意图。
图4是本实用新型所述氧气分级式全氧燃烧器的结构示意图。
图中:1.加热炉 101.均热段 102.加热段 103.预热段 2.烟气内回流式全氧燃烧器 201.燃料气进口Ⅰ 202.中心氧气进口 203.二次氧气进口Ⅰ 204.二次氧气缩颈段 205.烟气循环通道 206.二次氧气通道Ⅰ 207.燃料气通道Ⅰ 208.中心氧气通道 209.二次氧气喷口Ⅰ 210.燃料气喷口Ⅰ 211.中心氧气喷口 3.氧气分级式全氧燃烧器 301.燃料气进口Ⅱ 302.一次氧气进口 303.二次氧气进口Ⅱ 304.燃料气通道Ⅱ 305.一次氧气通道 306.二次氧气通道Ⅱ 307.燃料气喷口Ⅱ 308.一次氧气喷口 309.二次氧气喷口Ⅱ 310.扩张段 4.燃料气管道 5.氧气主管道 6.氧气阀组 7.烟道 8.排烟阀 9.烟囱 10.燃料气流量调节阀 11.氧气流量调节阀 12.氧气气源管道 13.氧气支管道
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明:
如图1、图2所示,本实用新型所述一种全氧加热炉组合式燃烧系统,包括设于加热炉1内的全氧燃烧器;所述加热炉1分为预热段103、加热段102及均热段101;所述全氧燃烧器由烟气内回流式全氧燃烧器2和氧气分级式全氧燃烧器3组成;加热炉1的均热段101两侧侧墙、加热段102两侧侧墙上均设置有烟气内回流式全氧燃烧器2,加热炉1的均热段101炉顶及加热段102炉顶均设置有氧气分级式全氧燃烧器3;全氧燃烧器的燃料气接口通过燃料气管道4连接燃料气气源,燃料气管道4上设有燃料气流量调节阀10;全氧燃烧器的氧气接口通过对应的氧气支管道13连接氧气主管道5,氧气主管道5通过氧气气源管道12连接氧气气源,氧气主管道5与氧气气源管道12之间设氧气阀组6;各条氧气支管道13上分别设有氧气流量调节阀11。
所述烟气内回流式全氧燃烧器2上下分层、左右叠错布置。
所述氧气分级式全氧燃烧器3沿炉顶的中轴线均匀布置。
如图3所示,所述烟气内回流式全氧燃烧器2包括烧嘴Ⅰ及烧嘴砖Ⅰ;烧嘴Ⅰ由中心氧气通道208及燃料气通道Ⅰ207组成,燃料气通道Ⅰ207与中心氧气通道208同轴设置于中心氧气通道208的外围;烧嘴Ⅰ的喷口一端固定在烧嘴砖Ⅰ的中心孔中,中心氧气通道208的对应端设中心氧气喷口211,燃料气通道Ⅰ207的对应端设多个燃料气喷口Ⅰ210;中心氧气通道208的另一端设中心氧气进口202,燃料气通道Ⅰ207的另一端设燃料气进口Ⅰ201;烧嘴Ⅰ外围的喷嘴砖Ⅰ中设多个二次氧气通道Ⅰ206及对应的烟气循环通道205;二次氧气通道Ⅰ206在对应烧嘴Ⅰ的喷口一端设二次氧气喷口Ⅰ209,二次氧气通道Ⅰ206的另一端设二次氧气进口Ⅰ203;二次氧气通道Ⅰ206的中部设二次氧气缩颈段204,烟气循环通道205的一端连接二次氧气缩颈段204的收缩部,烟气循环通道205的另一端在对应烧嘴Ⅰ的喷口一端设烟气吸入口。
所述二次氧气通道Ⅰ206的轴线与烧嘴Ⅰ的轴线平行,并且沿烧嘴Ⅰ的周向均匀设置。
所述烟气循环通道205由直段及斜段组成,直段的一端连接二次氧气缩颈段204的收缩部,直段的另一端连接斜段的一端,斜段的另一端远离二次氧气通道Ⅰ206。
如图4所示,所述氧气分级式全氧燃烧器3包括烧嘴Ⅱ及烧嘴砖Ⅱ;烧嘴Ⅱ由燃料气通道Ⅱ304及一次氧气通道305组成,一次氧气通道305与燃料气通道Ⅱ304同轴设置于燃料气通道Ⅱ304的外围;烧嘴Ⅱ的喷口一端固定在烧嘴砖Ⅱ的中心孔中,燃料气通道Ⅱ304的对应端设燃料气喷口Ⅱ307,一次氧气通道305的对应端设一次氧气喷口306;燃料气通道Ⅱ304的另一端设燃料气进口Ⅱ301,一次氧气通道305的另一端设一次氧气进口302;烧嘴Ⅱ外围的喷嘴砖Ⅱ中设多个二次氧气通道Ⅱ303;二次氧气通道Ⅱ303在对应烧嘴Ⅱ的喷口一端设二次氧气喷口Ⅱ309,二次氧气通道Ⅱ306的另一端设二次氧气进口Ⅱ303。
所述烧嘴砖Ⅱ的中心孔由直孔及扩张段310组成,烧嘴Ⅱ置于直孔中,扩张段310是向烧嘴Ⅱ的喷口一端扩大的锥形孔。
所述二次氧气通道Ⅱ306沿烧嘴Ⅱ的周向均匀设置。
所述二次氧气通道Ⅱ306的轴线与烧嘴Ⅱ的轴线具有一个夹角,且二次氧气通道Ⅱ306的二次氧气喷口Ⅱ309一端靠近烧嘴Ⅱ的轴线。
如图1、图2所示,本实用新型所述一种全氧加热炉组合式燃烧系统,加热炉1包括均热段101、加热段102及预热段103,还包括烟道7、排烟阀8和烟囱9。加热炉1的燃烧系统包括设于加热炉1中的全氧燃烧器以及与全氧燃烧器相连的燃料气管道4、氧气管道以及氧气阀组6等,氧气管道4由氧气主管道5、氧气气源管道12、氧气支管道13组成。
本实用新型中,设于加热炉1中的全氧燃烧器由烟气内回流式全氧燃烧器2和氧气分级式全氧燃烧器3组成。燃料气源通过燃料气管道4与全氧燃烧器的燃料气接口连通,燃料气管道4上设有燃料气流量调节阀10。氧气气源通过氧气气源管道12与氧气阀组6连通,氧气阀组6通过氧气主管道5、氧气支管道13与全氧燃烧器的氧气接口连通,氧气支管道13上设有氧气流量调节阀11。
加热炉1中,加热段102及均热段101的两侧侧墙上分别布置烟气内回流式全氧燃烧器2,加热段102和均热段101中分别设上加热区和下加热区,上加热区和下加热区各布置一层烟气内回流式全氧燃烧器2,且2层烟气内回流式全氧燃烧器21左右叠错布置。加热段102和均热段101的炉顶沿中轴线方向分别布置若干氧气分级式全氧燃烧器3。
加热炉1的加热段102和均热段101可通过烟气内回流式全氧燃烧器2控制不同的助燃氧气浓度。加热段102内钢坯需要快速升温,热负荷比较大,通过调整烟气内回流式全氧燃烧器2的二次氧气供入比例,减少烟气卷吸回流量,将助燃气体的综合氧气浓度提高5%~50%,提高煤气的燃烧温度,加快钢坯的加热速率,缩短加热时间,提高加热炉的产量。在均热段101中,经加热段102加热后的钢坯表面温度已经接近炉温,过高的燃烧温度会导致钢坯表面过烧,通过调整烟气内回流式全氧燃烧器2的二次氧气供入比例,增大烟气卷吸回流量,将助燃气体的综合氧气浓度降低5%~30%,增大的烟气回流量可对均热段101的炉膛进行充分地搅动,提高传热效率,改善炉温均匀性,从而提高被加热钢坯的温度均匀性。
加热炉1采用全氧燃烧后,燃烧产生的烟气量大大减少,即使采用侧烧的烟气内回流式全氧燃烧器2,依然无法完全保证炉温的均匀性,尤其是炉膛的中部由于距离两侧的全氧燃烧器最远,温度不均匀的情况较为明显。因此,本实用新型在加热段102和均热段101的炉顶沿中轴线方向布置若干氧气分级式全氧燃烧器3。同时,在加热段102和均热段101炉顶沿中轴线方向布置若干温度检测器,通过温度检测器实时检测炉膛中部不同区域的温度值,通过控制系统将检测到的温度值与设定的加热温度进行比较,并通过比较后的差值联锁控制该区域相对应的氧气分级式全氧燃烧器3的燃料气流量调节阀10和氧气流量调节阀11,合理调配燃料气和氧气的供入量,控制燃烧温度,保证炉膛中部区域的炉温均匀性。
如图3所示,本实用新型所述烟气内回流式全氧燃烧器2设有燃料气进口Ⅰ201、中心氧气进口202、二次氧气进口Ⅰ203、二次氧气缩颈段204、烟气循环通道205、二次氧气通道Ⅰ206、燃料气通道Ⅰ207、中心氧气通道208、二次氧气喷口Ⅰ209、燃料气喷口Ⅰ210、中心氧气喷口211。燃料气进口Ⅰ201通过燃料气通道Ⅰ207连接燃料气喷口Ⅰ210。中心氧气进口202通过中心氧气通道208连接中心氧气喷口Ⅰ211。二次氧气进口Ⅰ203通过二次氧通道Ⅰ206连接二次氧气缩颈段204,二次氧气缩颈段204与二次氧气喷口Ⅰ209连通;烟气循环通道205的一端连接二次氧气缩颈段204的收缩部,烟气循环通道205的另一端与烧嘴的喷口外部连通。燃料气喷口Ⅰ210、烟气循环通道205、中心氧气喷口Ⅰ209、二次氧气喷口Ⅰ209均与加热炉炉膛内部连通。燃料气通过燃料气进口Ⅰ201进入烧嘴,中心氧气通过中心氧气进口202进入烧嘴,燃料气与中心氧气在烧嘴砖前部进行一次燃烧。中心氧气通道208与燃料气通道Ⅰ207同轴心布置,若干燃料气喷口Ⅰ210沿周向均布于燃料气通道Ⅰ207端部。二次氧气经过二次氧气缩颈段204后形成低压,通过烟气循环通道205卷吸炉膛内的烟气,二次氧气与烟气的混合气体从二次氧气喷口Ⅰ209喷出,与经一次燃烧后未燃尽的燃料气在炉膛内完成二次燃烧。
加热炉1工作时,燃料气由燃料气进口Ⅰ201进入燃料气通道Ⅰ207内,以较高的速度从燃料气喷口Ⅰ210喷出。少部分(15%~30%)的氧气通过中心氧气喷口211喷出,燃料气与中心氧气在燃烧器前部完成预混、点火,进行一次贫氧燃烧。剩余大部分(70%~85%)的氧气通过二次氧气进口Ⅰ203进入二次氧气通道Ⅰ206,二次氧气进入二次氧气缩颈段204,二次氧气流速加快形成低压通过烟气循环通道205卷吸炉膛内的烟气,同时二次氧气被卷吸的烟气预热,二次氧气与烟气的混合气体氧含量控制在5%~15%,混合气体与一次燃烧中未燃尽的燃料气在炉膛内混合,完成二次燃烧。通过调整中心氧气和二次氧气的供入比例,控制二次氧气在二次氧气缩颈段形成的负压,进而调整二次氧气卷吸烟气量,改变混合气的氧浓度,可以实现加热炉1不同区域燃烧温度和火焰体积的控制,使炉膛温度更加均匀,温度区间更小。
如图4所示,氧气分级式全氧燃烧器3设燃料气进口Ⅱ301、一次氧气进口302、二次氧气进口Ⅱ303、燃料气通道Ⅱ304、一次氧气通道305、二次氧气通道Ⅱ306、燃料气喷口Ⅱ307、一次氧气喷口308、二次氧气喷口Ⅱ309。燃料气进口Ⅱ301通过燃料气通道连接燃料气喷口Ⅱ307;一次氧气进口302通过一次氧气通道305连接一次氧气喷口308;二次氧气进口Ⅱ303通过二次氧气通道Ⅱ306连接二次氧喷口Ⅱ309;一次氧气通道305与燃料气通道Ⅱ304同轴布置,一次氧气喷口308为环形喷口。一次氧气喷出后覆盖在燃料气表面,与燃料气一起进入烧嘴砖前端的扩张段310进行混合和一次贫氧燃烧,一次燃烧将未参与燃烧的燃料气加热,创造二次燃烧的初始条件;同时,通过一次燃烧将烧嘴砖加热,起到点火源作用,有利于火焰稳定。二次氧气与一次燃烧中未燃尽的燃料气在炉膛内混合,完成二次燃烧过程。
加热炉1工作时,燃料气由燃料气进口进入燃料气通道Ⅱ301内,以较低的速度从燃料气喷口Ⅱ307喷出。小部分(5%~15%)的氧气通过一次氧气喷口308喷出,燃料气与一次氧气在烧嘴砖前端的扩张段310内预混、点火,进行一次贫氧燃烧。剩余大部分(85%~95%)的氧气通过环绕于燃料气喷口Ⅱ307外围的二次氧气喷口Ⅱ309高速喷出,形成一道围绕一次贫氧燃烧混合气的二次氧气幕,与一次贫氧燃烧混合气中未燃尽的燃料气进行二次燃烧,避免了火焰局部高温现象出现。二次氧气喷口Ⅱ309以一定角度向燃料气喷口Ⅱ307中心汇聚,可将一次贫氧燃烧产生的火焰向前推进,起到拉长火焰的作用,有利于炉膛温度均匀性。
本实用新型所述全氧加热炉组合式燃烧系统,加热炉1中的加热段102、均热段101采用侧烧供热、顶烧补热的方式,并且侧烧和顶烧采用不同结构形式的全氧燃烧器,将烟气内回流式技术和氧气分级供应技术的优点进行结合,使炉膛温度均匀性得到明显改善。同时,燃烧温度降低,氮氧化物的生成量显著减少。采用氧气作为助燃剂,烟气中的氮气量减少,减少了烟气带走的热量。烟气中三原子气体含量提高,辐射换热效应加强,提高了炉膛内整体传热效率。
经实践证明,与传统的全氧加热炉的燃烧系统相比,本实用新型所述全氧加热炉组合式燃烧系统节能15%~20%,氧化烧损率降低15%,氮氧化物排放降低60%,钢坯加热均匀性提高,断面温差≤20℃,长度方向温差≤15℃。
以上所述,仅为本实用新型较佳的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种全氧加热炉组合式燃烧系统,包括设于加热炉内的全氧燃烧器;所述加热炉分为预热段、加热段及均热段;其特征在于,所述全氧燃烧器由烟气内回流式全氧燃烧器和氧气分级式全氧燃烧器组成;加热炉的均热段两侧侧墙、加热段两侧侧墙上均设置有烟气内回流式全氧燃烧器,加热炉的均热段炉顶及加热段炉顶均设置有氧气分级式全氧燃烧器;全氧燃烧器的燃料气接口通过燃料气管道连接燃料气气源,燃料气管道上设有燃料气流量调节阀;全氧燃烧器的氧气接口通过对应的氧气支管道连接氧气主管道,氧气主管道通过氧气气源管道连接氧气气源,氧气主管道与氧气气源管道之间设氧气阀组;各条氧气支管道上分别设有氧气流量调节阀。
2.根据权利要求1所述的一种全氧加热炉组合式燃烧系统,其特征在于,所述烟气内回流式全氧燃烧器上下分层、左右叠错布置。
3.根据权利要求1所述的一种全氧加热炉组合式燃烧系统,其特征在于,所述氧气分级式全氧燃烧器沿炉顶的中轴线均匀布置。
4.根据权利要求1或2所述的一种全氧加热炉组合式燃烧系统,其特征在于,所述烟气内回流式全氧燃烧器包括烧嘴Ⅰ及烧嘴砖Ⅰ;烧嘴Ⅰ由中心氧气通道及燃料气通道Ⅰ组成,燃料气通道Ⅰ与中心氧气通道同轴设置于中心氧气通道的外围;烧嘴Ⅰ的喷口一端固定在烧嘴砖Ⅰ的中心孔中,中心氧气通道的对应端设中心氧气喷口,燃料气通道Ⅰ的对应端设多个燃料气喷口Ⅰ;中心氧气通道的另一端设中心氧气进口,燃料气通道Ⅰ的另一端设燃料气进口Ⅰ;烧嘴Ⅰ外围的喷嘴砖Ⅰ中设多个二次氧气通道Ⅰ及对应的烟气循环通道;二次氧气通道Ⅰ在对应烧嘴Ⅰ的喷口一端设二次氧气喷口Ⅰ,二次氧气通道Ⅰ的另一端设二次氧气进口Ⅰ;二次氧气通道Ⅰ的中部设二次氧气缩颈段,烟气循环通道的一端连接二次氧气缩颈段的收缩部,烟气循环通道的另一端在对应烧嘴Ⅰ的喷口一端设烟气吸入口。
5.根据权利要求4所述的一种全氧加热炉组合式燃烧系统,其特征在于,所述二次氧气通道Ⅰ的轴线与烧嘴Ⅰ的轴线平行,并且沿烧嘴Ⅰ的周向均匀设置。
6.根据权利要求4所述的一种全氧加热炉组合式燃烧系统,其特征在于,所述烟气循环通道由直段及斜段组成,直段的一端连接二次氧气缩颈段的收缩部,直段的另一端连接斜段的一端,斜段的另一端远离二次氧气通道Ⅰ。
7.根据权利要求1或3所述的一种全氧加热炉组合式燃烧系统,其特征在于,所述氧气分级式全氧燃烧器包括烧嘴Ⅱ及烧嘴砖Ⅱ;烧嘴Ⅱ由燃料气通道Ⅱ及一次氧气通道组成,一次氧气通道与燃料气通道Ⅱ同轴设置于燃料气通道Ⅱ的外围;烧嘴Ⅱ的喷口一端固定在烧嘴砖Ⅱ的中心孔中,燃料气通道Ⅱ的对应端设燃料气喷口Ⅱ,一次氧气通道的对应端设一次氧气喷口;燃料气通道Ⅱ的另一端设燃料气进口Ⅱ,一次氧气通道的另一端设一次氧气进口;烧嘴Ⅱ外围的喷嘴砖Ⅱ中设多个二次氧气通道Ⅱ;二次氧气通道Ⅱ在对应烧嘴Ⅱ的喷口一端设二次氧气喷口Ⅱ,二次氧气通道Ⅱ的另一端设二次氧气进口Ⅱ。
8.根据权利要求7所述的一种全氧加热炉组合式燃烧系统,其特征在于,所述烧嘴砖Ⅱ的中心孔由直孔及扩张段组成,烧嘴Ⅱ置于直孔中,扩张段是向烧嘴Ⅱ的喷口一端扩大的锥形孔。
9.根据权利要求7所述的一种全氧加热炉组合式燃烧系统,其特征在于,所述二次氧气通道Ⅱ沿烧嘴Ⅱ的周向均匀设置。
10.根据权利要求7所述的一种全氧加热炉组合式燃烧系统,其特征在于,所述二次氧气通道Ⅱ的轴线与烧嘴Ⅱ的轴线具有一个夹角,且二次氧气通道Ⅱ的二次氧气喷口Ⅱ一端靠近烧嘴Ⅱ的轴线。
CN202222961365.3U 2022-11-07 2022-11-07 一种全氧加热炉组合式燃烧系统 Active CN218723229U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202222961365.3U CN218723229U (zh) 2022-11-07 2022-11-07 一种全氧加热炉组合式燃烧系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202222961365.3U CN218723229U (zh) 2022-11-07 2022-11-07 一种全氧加热炉组合式燃烧系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN218723229U true CN218723229U (zh) 2023-03-24

Family

ID=85610315

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202222961365.3U Active CN218723229U (zh) 2022-11-07 2022-11-07 一种全氧加热炉组合式燃烧系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN218723229U (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116398878A (zh) * 2023-06-01 2023-07-07 南京思墨能源科技有限公司 一种用于轧钢加热炉的组合式全氧燃烧系统及其燃烧方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116398878A (zh) * 2023-06-01 2023-07-07 南京思墨能源科技有限公司 一种用于轧钢加热炉的组合式全氧燃烧系统及其燃烧方法
CN116398878B (zh) * 2023-06-01 2024-03-12 南京林普热能科技有限公司 一种用于轧钢加热炉的组合式全氧燃烧系统及其燃烧方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102242249B (zh) 一种改善钢坯加热质量的加热设备及使用方法
CN110793032B (zh) 一种加热炉富氧燃烧系统及其控制方法
CN104235849A (zh) 分级富氧无焰燃烧燃气烧嘴及其控制方法
CN106196056A (zh) 烟气回流与分级预混燃烧的控温低氮节能的燃烧装置
CN218723229U (zh) 一种全氧加热炉组合式燃烧系统
CN210481189U (zh) 一种混合助燃型玻璃熔窑
CN111964467B (zh) 轧钢加热炉预混富氧与射氧融合的富氧燃烧系统及方法
CN109556416A (zh) 一种纯氧烟气循环加热炉控制系统及其控制方法
CN111503623B (zh) 布置拱上二次风喷口的乏气前置w火焰锅炉及配风方法
CN105271842B (zh) 套筒石灰窑使用混合煤气焙烧活性石灰的方法
CN100478611C (zh) 蓄热式少氧化加热炉
CN110657433A (zh) 一种燃气包覆型低氮无氧化烧嘴
CN210441681U (zh) 一种蓄热式轧钢加热炉的低氮燃烧装置
CN112648613B (zh) 用于环形套筒窑下燃烧室的燃烧器及无焰燃烧方法
CN114688868A (zh) 一种用于轧钢加热炉的全氧燃烧系统
CN112781047A (zh) 一种空气引射煤气预混卷吸烟气预热蓄热体燃烧装置
CN211177906U (zh) 一种双焰加热、排烟可调的台车式加热炉
CN109737402B (zh) 一种高温炉膛用u形火焰低氧化氮燃烧器
CN111876544A (zh) 一种超低氮氧化物排放的高风温热风炉
CN113801985B (zh) 一种热轧板坯加热可变负荷式烧嘴控制方法
CN202125949U (zh) 高效燃烧器
CN201014431Y (zh) 蓄热式少氧化燃烧炉
CN114480767B (zh) 一种铁矿石还原回转窑防结圈方法
CN116398878B (zh) 一种用于轧钢加热炉的组合式全氧燃烧系统及其燃烧方法
CN212688112U (zh) 一种超低氮氧化物排放的高风温热风炉

Legal Events

Date Code Title Description
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant