一种基于富碳烟气充压的热风炉装置的制作方法

本技术涉及换热设备，具体涉及到一种基于富碳烟气充压的热风炉装置。

背景技术：

1、热风炉是一种集燃烧与传热过程为一体的热工设备，热风炉作为高炉及非高炉的重要附属设备，主要功能是通过燃烧高炉或非高炉产生的低压净煤气，对热风炉内的蓄热体进行加热；当蓄热体达到一定蓄热量后，通入的高压冷风穿过蓄热体被加热成热风，送至高炉或非高炉内，为冶炼过程提供热源并支撑料柱高度产生的压力。

2、热风炉的功能特点，决定了热风炉每个周期需要按照“燃烧”→“送风”→“燃烧”的顺序工作；并通过不断循环，才能向高炉或非高炉持续输出热风。热风炉“燃烧”状态转“送风”状态是低压到高压的过程，需要进行充压处理，才能开启冷风阀和热风阀，达到向高炉或非高炉送风条件。

3、热风炉“送风”状态转“燃烧”状态是高压到低压的过程，需要进行排压处理，才能开启空气燃烧阀、煤气燃烧阀和烟道阀，达到热风炉烧炉条件。因此，热风炉工作循环过程为“燃烧”—“充压换炉”—“送风”—“排压换炉”。

4、为了保障冶炼过程的连续性，热风炉需要不间断地提供热风。因此，一座高炉通常需要配置若干数量的热风炉构成热风炉组，采用一烧一送、两烧一送、两烧两送或交错并联的工作制度，才能达到持续供风的目的。

5、目前热风炉普遍采用的充压方法是分流一部分鼓风机的冷风，从冷风总管中分出一部分冷风作为充压气源。冷风鼓风机以“定风压”或“定风量”的方式向高炉或非高炉鼓风，当一座热风炉需要充压时，一部分冷风从冷风的主管道分流，骤时会减少高炉或非高炉入炉风量，并造成入炉热风的温度、压力和流量波动。为了稳定高炉或非高炉的生产，热风炉通常需要被动延长送风不能按时转燃烧，而另一座热风炉需要超时燃烧或闷炉不能转送风。

6、围绕解决现有鼓风充压对高炉或非高炉产生的冷风鼓风波动，现有技术主要采用独立充压的方式进行解决。即额外配置一组充压气源，当一座热风炉需要充压换炉时，通过独立气源对热风炉进行充压。

7、上述技术方案尽管一定程度上解决了常规冷风鼓风充压对高炉产生的鼓风波动，缩短了充压时间，有助于热风炉摆脱高炉或非高炉生产指令的束缚，但在实际运行过程中存在明显的技术不足：

8、(1)充压的气源一般为高压气源，高压气源不能直接做充压气源，需要在充压过程中进行降压处理才能满足热风炉安全要求；高压气源降压过程中将会吸热，导致气体温度骤降，容易造成管道及阀门处产生霜冻，影响独立充压系统的稳定性。

9、(2)高压气源通常采用压缩空气，气源温度较常规冷风温度低120℃～160℃，充入炉内过程中，与热风炉蓄热体产生大梯度的温度交换，损耗了热风炉部分热量，对热风炉的耐材使用寿命构成损害；长期累计下来，还会显著增加热风炉烧炉期的煤气消耗。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种基于富碳烟气充压的热风炉装置。

2、为达上述目的，本实用新型的一个实施例中提供了一种基于富碳烟气充压的热风炉装置，包括：

3、热风炉组；热风炉组包括若干个热风炉，热风炉上配置有总管和支管，支管上均设置有阀门；

4、冷风总管；冷风总管上设置有若干个冷风支管分别与每个热风炉连接；

5、充气总管；充气总管上设置有若干个充气支管分别与每个热风炉连接；

6、热风总管；热风总管上设置有若干个热风支管分别与每个热风炉连接；

7、烟道总管；烟道总管上设置有若干个烟道支管分别与每个热风炉连接；

8、所述烟道总管经过换热器后通入烟囱中，并在换热器后连接烟气支路；

9、烟气支路包括烟气加压风机、烟气罐、调节阀和切断阀；充气总管的前端连接有高压风机、高压气罐、调节阀、切断阀和引射器；引射器包括低压气体入口、高压气体入口、喷嘴、吸入室、混合室和扩散室；烟气支路和引射器的低压气体入口连接，充气总管和引射器的高压气体入口连接，扩散室接入充气总管，混合室的内径小于扩散室的内径。

10、本实用新型优选的方案中，热风炉组包括2～4个热风炉，热风炉的冷风支管上设置有冷风阀，充气支管上设置有充气阀，热风支管上设置有热风阀、烟道支管上设置有烟道阀。

11、本实用新型优选的方案中，充气总管和烟道支管上设置有逆止阀。

12、本实用新型优选的方案中，引射器的进气口和出气口管道上均设置有切断阀和调节阀。

13、本实用新型优选的方案中，烟气支路中的烟气温度为160℃～450℃，经过烟气加压风机加压后形成0.3mpa～0.6mpa的烟气；高压风机形成的高压气源的压力为0.8mpa～2.0mpa，流量为20nm3/s～100nm3/s。

14、本实用新型优选的方案中，充气支管的混合气体流量为15～100nm3/s，混合气体压力为0.3mpa～0.8mpa，混合气体温度为50℃～300℃，co2浓度为5％～25％。

15、本实用新型优选的方案中，烟气支路和充气总管之间布置有多个引射器，多个引射器并联设置，通过多个支管分别与烟气支路和充气总管连接。

16、综上所述，本实用新型具有以下优点：

17、1、本实用新型将热风炉组不间断燃烧产生的高温烟气进行部分回收，回收后与高压充气气源使用引射器进行混合，混合气体的温度比现有鼓风机产生的气源高100℃左右，在引射器的作用下，高压充气气源引导高温烟气在引射器的混合室内实现混合，高压气源在降压过程中吸收高温烟气的热量，使得充入热风炉的充压气体温度更高，降低了对热风炉蓄热材料的能量损耗。

18、2、高温烟气回收后，能够提高热风炉的能源利用效率，通过引射器实现压力调节，能够显著避免独立充压气体减压过程的霜冻现象，系统运行更加稳定。烟气中所含有的co2在送风时被带入高炉或非高炉中，参与冶炼过程的化学反应，有助于提高反应势能；同时也有利于降低热风炉的co2排放量。

19、3、本实用新型以热风炉组不间断燃烧排出的高温烟气作为充压气源，相比现有从冷风鼓风机分流的方式，可以显著消除冷风鼓风机充压造成的热风温度、压力和流量波动；有利于热风炉组摆脱高炉指令的限制，杜绝高炉要求热风炉延迟送风不能转燃烧，燃烧或闷炉延长不能转送风的情况发生，有助于实现热风炉组的独立稳定运行。同时还可以增加高炉或非高炉的入炉风量，有助于释放鼓风机的供风压力，降低鼓风机的运行成本。

20、4、本实用新型设计了一种引射器，通过独立的高压气源驱动引射器，引射热风炉组不间断燃烧排出的高温烟气，对待换炉送风的热风炉进行充压；与常规鼓风充压相比，可以显著缩短充压时间，增加热风炉烧炉时间，提高热风炉送风温度。

技术特征：

1.一种基于富碳烟气充压的热风炉装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的基于富碳烟气充压的热风炉装置，其特征在于：所述热风炉组包括2～4个热风炉，热风炉的冷风支管上设置有冷风阀，充气支管上设置有充气阀，热风支管上设置有热风阀、烟道支管上设置有烟道阀。

3.如权利要求1所述的基于富碳烟气充压的热风炉装置，其特征在于：所述充气总管和烟道支管上设置有逆止阀。

4.如权利要求1所述的基于富碳烟气充压的热风炉装置，其特征在于：所述引射器的进气口和出气口管道上均设置有切断阀和调节阀。

5.如权利要求1所述的基于富碳烟气充压的热风炉装置，其特征在于：所述烟气支路中的烟气温度为160℃～450℃，经过烟气加压风机加压后形成0.3mpa～0.6mpa的烟气。

6.如权利要求1所述的基于富碳烟气充压的热风炉装置，其特征在于：所述充气支管的混合气体流量为15～100nm3/s，混合气体压力为0.3mpa～0.8mpa，混合气体温度为50℃～300℃，co2浓度为5％～25％；所述高压风机形成的高压气源的压力为0.8mpa～2.0mpa，流量为20nm3/s～100nm3/s。

7.如权利要求1所述的基于富碳烟气充压的热风炉装置，其特征在于：所述烟气支路和充气总管之间布置有多个引射器，多个引射器并联设置，通过多个支管分别与烟气支路和充气总管连接。

技术总结
本技术公开了一种基于富碳烟气充压的热风炉装置，包括热风炉组、冷风总管、充气总管、热风总管、烟道总管；烟气支路包括烟气加压风机、烟气罐、调节阀和切断阀；充气总管的前端连接有高压风机、高压气罐、调节阀、切断阀和引射器；烟气支路和引射器的低压气体入口连接，充气总管和引射器的高压气体入口连接。本技术将热风炉组不间断燃烧产生的高温烟气进行部分回收，回收后与高压充气气源使用引射器进行混合，在引射器的作用下，高压充气气源引导高温烟气在引射器的混合室内实现混合，高压气源在降压过程中吸收高温烟气的热量，使得充入热风炉的充压气体温度更高，降低了对热风炉蓄热材料的能量损耗，同时也有利于降低热风炉的CO<subgt;2</subgt;排放量。

技术研发人员：汪朋,万铭,郑宏,刘逍,徐治富,李强
受保护的技术使用者：四川川锅环保工程有限公司
技术研发日：20230317
技术公布日：2024/1/13