专利名称：全烧高炉煤气高风温热风炉的制作方法
技术领域：
本发明属于炼铁热风炉技术领域，特别是提供了一种全烧高炉煤气高风温热风 炉，采用蜂窝蓄热体和脉冲燃烧技术，实现1250 1600'C风温热风辅助装置。
背景技术：
国内外实现高风温的技术主要有掺烧高热值煤气技术、换热器预热煤气助燃空 气技术、热风炉自身预热技术、高温空气燃烧预热技术等，现在，钢铁公司存在的问 题是焦炉煤气不够或缺乏，而高炉煤气却面临富余放散，因此，如何使用单一的高炉 煤气实现热风炉1250'C以上的风温是众多钢铁企业关心的课题。高炉煤气发热值较 低，要达到风温125(TC，需预热空气、煤气。采用换热器预热煤气、助燃空气技术， 预热后煤气温度可达到18(TC;为了达到125(TC风温，需要将助燃空气预热到400 60(TC左右，采用常规的热管换热器无法达到此要求；采用热风炉自身预热法可以实 现1250'C风温，但由于产生的高温风量大部分用于预热，故其热风炉设计时至少大一 倍以上，投资成本较高，采用高温空气燃烧预热技术至少增加两座预热炉的投资，同 时增加占地面积。
国内外有关于采用蓄热式技术实现高风温的方法， 一般都是增加蓄热式炉预热 空气或煤气，无法保证高风温炉子一体性。
发明内容
本发明的目的是提供一种脉冲燃烧蓄热高风温热风炉装置，有效利用低热值煤 气，实现全烧高炉煤气的热风炉整体技术，保证高炉所需的风温，降低污染。
本发明所述的全烧高炉煤气高风温热风炉，包括拱顶、燃烧室、格子砖和热风 出口等部位组成；其特征在于，热风炉的炉顶安装4 20对脉冲燃烧器，每个脉冲
燃烧器由空气通道与煤气通道构成，其中空气通道内安装蜂窝蓄热体，煤气通道由墙 内环道和喷口构成，两者分别喷入燃烧室混合燃烧，煤气通道与空气通道上下布置，
或者左右相间布置，或者错交布置，燃烧器单排布置，或者两祠 四祠p排布置，每个
'燃烧器前空气通道安装一个三通换向阀，外接两环管， 一个通空气， 一个通烟气。
所述的全烧高炉煤气高风温热风炉，每个燃烧器与燃烧室径向有一个旋角，其
交角范围为20G 45Q，可以保证气流旋流燃烧，其中煤气喷口水平布置，空气喷口 向上10 300。
所述的全烧高炉煤气高风温热风炉，每个空气通道内的蜂窝蓄热体隔孔为方形 或长方形，长或宽尺寸为1 10mm，蜂窝蓄热体隔孔水平指向燃烧室，蜂窝蓄热体各 方向均为1 6排相互紧靠布置，且有一个可固定的蓄热箱外壳，蓄热箱长度的50%
80%安装在炉墙内，20% 50%的蓄热箱长度在炉墙外，蜂窝蓄热体可以拆卸。
所述的全烧高炉煤气高风温热风炉，燃烧室直径是热风炉格子砖外径的0.5 1， 拱顶为半球形或锥形。
所述的全烧高炉煤气高风温热风炉，每个煤气通道，连接一个内环道，其喷口为 1 3排布置，每个空气通道的空气喷口为1 3排布置，喷口是栅格形或者扁口形， 方形。
所述的全烧高炉煤气高风温热风炉，炉顶燃烧器的燃烧排烟周期很短，为1 3 分钟，而热风炉整体的换向时间较长，为30 60分钟，
所述的全烧高炉煤气高风温热风炉，两个热风炉共同工作， 一个送风， 一个燃烧， 处于燃烧期的热风炉炉顶燃烧器进入燃烧、排烟往复的脉冲工作状态，可以实现较高 温度的空气预热，空气预热温度范围为400 1100。C，其中烟气20 40%进入炉墙空 气通道内的蜂窝体，其烟气排出温度范围为110 150°C， 60 80%进入格子砖，其烟 气排出温度范围为300 450°C。
所述的全烧高炉煤气高风温热风炉，送风期内，脉冲燃烧器停止工作，送风期 前1 3分钟，脉冲燃烧器提前进入抽风状态，然后进入脉冲燃烧工作。
所述的全烧高炉煤气高风温热风炉，将热风炉尾部烟气的一部分5 10%，与助 燃空气混合，进入脉冲燃烧，其余烟气采用分离式热管换热器，将冷煤气预热温度为 150 250°C。
所述的全烧高炉煤气高风温热风炉，在燃烧期内其脉冲燃烧器一半处于燃烧， 一半处于排烟，可以对称换向，也可以单独换向，燃烧器可以分组换向，也可按间隔 时间l 10s依次换向。
本发明主要利用分离式热管换热器将煤气预热150 25(TC，利用数字化脉冲燃 烧技术，将空气预热至400-1000。C以上，实现热风炉的1250—1600'C的高风温。通过 在热风炉炉顶安装4 20对脉冲燃烧器，每个脉冲燃烧器安装隔孔长或宽尺寸为l 10mm蜂窝蓄热体，煤气与空气分别喷入燃烧室混合燃烧，该热风炉一烧一送，成对 工作，脉冲燃烧器主要在热风炉燃烧期工作。
本发明的作用是通过热风炉炉墙安装脉冲燃烧器，有效提高预热的空气与煤 气温度，同时利用部分烟气与助燃空气混合，减少NOx生成，减轻污染。
该发明与传统的实现高风温的热风炉技术相比较，具有以下优点
1安装、拆卸方便
采用比表面积大的蜂窝蓄热体，结构紧凑，利用可固定的外壳安装蓄热体，便 于安装和更换。
2不同高风温的适应性
可以设定不同的预热空气与煤气温度，适应1250 160(TC风温要求。 3降低污染
采用部分烟气再循环的方式，降低助燃空气的02浓度，实现高温低氧燃烧。
4结构紧凑，投资成本少 脉冲燃烧器安装炉顶，占地面积小，由于采用孔径较小的蜂窝体，故可以在不改 变热风炉本体尺寸的情况下，实现高风温，与目前自身预热和附加燃烧炉等技术相比，
其投资最省。
图1为该全烧高炉煤气高风温热风炉结构示意图。其中，燃烧室l、煤气环道2、 空气环管3、三通换向阀4、烟气环管5、热风出口6、格子砖7、煤气喷口 8、煤气 入口9、蜂窝蓄热体IO、切圆ll，空气总管12、切圆13。
图2为热风炉炉顶煤气喷口中心位置A—A剖面视图。
图3为热风炉炉顶空气通道中心位置B—B剖面视图。
图4为全烧高炉煤气高风温热风炉系统图。其中，热风炉14、出口热风15、冷 风16、煤气管道17、排烟管道18、三通换向阀19、空气管道20、分离式热管换热器 21、鼓风机22、引风机23。
具体实施例方式
图1 图4为本发明全烧高炉煤气高风温热风炉的一种具体实施方式
本发明的热风炉仅需一个就可以实现全烧高炉煤气达到1250 160(TC高风温，热 风炉14两座 四座一同工作， 一个处于燃烧， 一个处于送风，为一烧一送，也可以两 烧一送或两烧两送或三烧一送。处于燃烧期的热风炉14，其尾部烟气，90 95%烟气 通过分离式热管换热器21将干法除尘后的煤气预热到150 250°C，煤气经过煤气管 道17达到煤气入口 9，经煤气环道从煤气喷口 8以切圆11相切的方向进入燃烧室1， 由鼓风机23将空气与热风炉14尾部的5 10%烟气混合后经空气管道20、空气管道 3和三通换向阀19和4，经蜂窝蓄热体10预热达到400 110(TC的温度后，以与切圆 13相切的方向送入燃烧期的热风炉14的燃烧室1，对应上下煤气与空气通道同时处 于燃烧，燃烧后烟气20 40%进入脉冲燃烧器蜂窝体10，其排出烟气温度范围为 110 15(TC， 60 80%进入格子砖，其排出烟气温度范围为300 450°C。图中4 20 对脉冲燃烧器一半燃烧、 一半排烟，如Cl/C2、 Dl/D2、 El/E2、 Fl/F2，可以C1 F1 处于燃烧，C2 F2处于排烟，也可以C1燃烧，C2排烟等多种组合方式，以1 3分 钟换向后，脉冲燃烧器的工作状态相反，其空气通道变成排烟通道，其煤气通道关闭 停止燃烧。其部分烟气经排烟的空气通道蓄热体10，经三通换向阀4，经烟道环管5 和排烟管道18和引风机23排出。处于送风期的热风炉，其冷风16经格子砖7，由热 风出口6送出，其脉冲燃烧器都处于停止工作状态。当处于燃烧的热风炉燃烧期结束 的前1 3分钟，处于送风期的热风炉脉冲燃烧器提前启动工作。热风炉14换向时， 两个热风炉工作状态相反。
权利要求
1、一种全烧高炉煤气高风温热风炉，包括拱顶、燃烧室、格子砖和热风出口部位组成；其特征在于，热风炉的炉顶安装4～20对脉冲燃烧器，每个脉冲燃烧器由空气通道与煤气通道构成，其中空气通道内安装蜂窝蓄热体，煤气通道由墙内环道和喷口构成，两者分别喷入燃烧室混合燃烧，煤气通道与空气通道上下布置，或者左右相间布置，或者错交布置，燃烧器单排布置，或者2～4排布置，每个燃烧器前空气通道安装一个三通换向阀，外接两环管，一个通空气，一个通烟气。
2、 根据权利要求1所述的全烧高炉煤气高风温热风炉，其特征在于，每个燃烧 器与燃烧室径向有一个旋角，其交角范围为20G 45 可以保证气流旋流燃烧，其中 煤气喷口水平布置，空气喷口向上10 30G。
3、 根据权利要求1所述的热风炉，其特征在于，所述的每个空气通道内的蜂窝蓄 热体隔孔为方形或长方形，长或宽尺寸为1 10mm，蜂窝蓄热体隔孔水平指向燃烧室， 蜂窝蓄热体各方向均为1 6排相互紧靠布置，且有一个可固定的蓄热箱外壳，蓄热箱 长度的50% 80%安装在炉墙内，20% 50%的蓄热箱长度在炉墙外，蜂窝蓄热体可以 拆卸。
4、 根据权利要求1所述的热风炉，其特征在于，所述的燃烧室直径是热风炉格子 砖外径的0.5 1，拱顶为半球形或锥形。
5、 根据权利要求1所述的热风炉，其特征在于，每个煤气通道，连接一个内环道， 其喷口为1 3排布置，每个空气通道的空气喷口为1 3排布置，喷口是栅格形或者 扁口形，或者方形。
6、 根据权利要求1所述的热风炉，其特征在于，炉顶燃烧器的燃烧排烟周期为l 3分钟，而热风炉整体的换向为30 60分钟。
7、 根据权利要求l所述的热风炉，其特征在于，两个热风炉共同工作， 一个送风， 一个燃烧，处于燃烧期的热风炉炉顶燃烧器进入燃烧、排烟往复的脉冲工作状态，实 现较高温度的空气预热，空气预热温度范围为400 U0(TC，其中烟气20 40%进入 排烟状态的炉墙空气通道内的蜂窝体，其烟气排出温度范围为110 15(TC， 60 80% 进入格子砖，其烟气排出温度范围为300 45(TC。
8、 根据权利要求1所述的热风炉，其特征在于，处于热风炉送风期内，脉冲燃烧 器停止工作，送风期前1 3分钟，脉冲燃烧器提前进入抽风状态，然后进入脉冲燃烧 工作。
9、 根据权利要求l所述的全烧高炉煤气高风温热风炉，其特征在于，将热风炉尾 部烟气的一部分5 10%，与助燃空气混合，进入脉冲燃烧，其余烟气采用分离式热管 换热器，将冷煤气预热温度为150 25(TC。
10、 根据权利要求1所述的热风炉，其特征在于，燃烧期的热风炉脉冲燃烧器一 半处于燃烧， 一半处于排烟，对称换向，或者单独换向，燃烧器分组换向，或者按间 隔时间1 10s依次换向。
全文摘要
一种全烧高炉煤气高风温热风炉，属于炼铁热风炉技术领域。包括拱顶、燃烧室、格子砖和热风出口等部位组成；其特征在于，热风炉的炉顶安装4～20对脉冲燃烧器，每个脉冲燃烧器由空气通道与煤气通道构成，其中空气通道内安装蜂窝蓄热体，煤气通道由墙内环道和喷口构成，两者分别喷入燃烧室混合燃烧，煤气通道与空气通道上下布置，或者左右相间布置，或者错交布置，燃烧器单排布置，或者2～4排布置，每个燃烧器前空气通道安装一个三通换向阀，外接两环管，一个通空气，一个通烟气。优点在于，实现热风炉的1250-1600℃的高风温，并且，工艺设计简单、烧嘴安装方便、占地面积小、投资费用低、降低污染。
文档编号F24H3/02GK101392957SQ20081022602
公开日2009年3月25日 申请日期2008年11月4日 优先权日2008年11月4日
发明者陈冠军 申请人:首钢总公司