專(zhuān)利名稱：燒熱臟煤氣的單蓄熱式鍛造加熱爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鍛造加熱工業(yè)爐窯技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種燒熱臟煤氣的單蓄熱式鍛造 加熱爐。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)化的不斷發(fā)展，環(huán)境保護(hù)對(duì)人的生存生活越來(lái)越重要，資源與環(huán)境問(wèn)題 日益突出，現(xiàn)如今能源節(jié)約與資源綜合利用是經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的一項(xiàng)長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)略方針，這就 迫切要求高能耗行業(yè)全面推行高效、清潔的燃燒技術(shù)，蓄熱式燃燒技術(shù)正是20世紀(jì)90年代 在發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)始推廣的一項(xiàng)新型的燃燒技術(shù)；蓄熱式燃燒技術(shù)也叫高溫空氣燃燒技術(shù)，它 具有高效煙氣余熱回收、空氣和煤氣預(yù)熱溫度高以及低氮氧化物排放的優(yōu)越性，因此在鋼 鐵、冶金、機(jī)械、建材等工業(yè)部門(mén)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。目前，有的工業(yè)爐窯不夠先進(jìn)，能耗 高，相當(dāng)多的爐子亟待技術(shù)改造。目前，原油市場(chǎng)價(jià)格居高不下，以煤代油成為我國(guó)的長(zhǎng)期能源政策，然而直接燃煤 不但利用率低而且對(duì)環(huán)境造成巨大污染；煤氣化成為工業(yè)爐窯實(shí)現(xiàn)以煤代油的有效方法， 又因建造冷煤氣站投資巨大，一般中小企業(yè)難以承受，而建熱煤氣站投資少，系統(tǒng)比較簡(jiǎn) 單，成為了中小企業(yè)的最?lèi)?ài)。熱煤氣是一種“臟”的燃料，煤中所含的大部分硫、焦油、水汽、 煤粉塵等都轉(zhuǎn)移到了煤氣中，這就造成了熱臟煤氣極易堵塞燒嘴及管道而影響使用等?，F(xiàn) 階段我國(guó)各大工業(yè)爐設(shè)計(jì)制造公司以及各鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)制造的鍛造加熱爐采用的單、雙蓄 熱燃燒技術(shù)都以凈煤氣為燃料，對(duì)煤氣中的焦油含量、粉塵含量都有明確的規(guī)定，這就限制 了蓄熱式燃燒技術(shù)的發(fā)展，也限制了煤氣化的應(yīng)用。因此這就需要有一種能夠使用熱臟煤 氣而且還能夠運(yùn)用蓄熱式燃燒技術(shù)的新型鍛造加熱爐窯。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述技術(shù)的不足，提供一種能應(yīng)用蓄熱式燃燒技術(shù)還能使用 熱臟煤氣的燒熱臟煤氣的單蓄熱式鍛造加熱爐。本發(fā)明的燒熱臟煤氣的單蓄熱式鍛造加熱爐，包括鍛造加熱爐爐體，與此鍛造加 熱爐爐體相連接的蓄熱式燒嘴，與此蓄熱式燒嘴相連接的鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、換向閥、煤氣管 路、空氣管路，與此鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、換向閥相連接的控制裝置，與此換向閥相連接的鍛造加 熱爐煙囪，其特征在于所述的燒嘴為分別均勻分布地嵌入鍛造加熱爐爐體中的蓄熱式燒 嘴，這些蓄熱式燒嘴均由兩個(gè)帶有蓄熱體的空氣噴嘴，設(shè)在這兩個(gè)空氣噴嘴之間的煤氣噴 嘴所組成，此空氣噴嘴的爐內(nèi)開(kāi)口朝向煤氣噴嘴的爐內(nèi)出口，此空氣噴嘴的爐外的空氣管 路通過(guò)換向閥與所述的鼓風(fēng)機(jī)相連接，此煤氣噴嘴的爐外的煤氣管路中設(shè)有煤氣調(diào)節(jié)閥， 煤氣管路中設(shè)置有清渣口、放水口、清焦口。所述的煤氣管路由煤氣總管和與此煤氣總管相連接的煤氣支管所組成，所述的煤 氣調(diào)節(jié)閥設(shè)置在各煤氣支管中，所述的清渣口、放水口、清焦口設(shè)置在煤氣總管及各個(gè)煤氣 支管中，煤氣調(diào)節(jié)閥在各個(gè)煤氣支管中的位置高于清渣口、放水口、清焦口的位置，煤氣支
3管進(jìn)入爐膛前管段的下側(cè)焊接除焦支管，此除焦支管與所述的清焦口相連接。所述的煤氣支管的后端設(shè)置連接法蘭。所述的空氣噴嘴與煤氣噴嘴之間相隔50-80cm的距離。所述的煤氣管路的轉(zhuǎn)角處用軟圓角轉(zhuǎn)變。所述的鼓風(fēng)機(jī)為變頻鼓風(fēng)機(jī)，所述的引風(fēng)機(jī)為變頻引風(fēng)機(jī)。本發(fā)明專(zhuān)利的管道布置的具體技術(shù)方案是(1)煤氣管道布置時(shí)采用均衡配置，使總管煤氣流速保持低水平，各轉(zhuǎn)角處用軟圓 角轉(zhuǎn)變，減少煤氣壓力，到達(dá)爐內(nèi)各支管的煤氣流速逐漸增加，減少煤氣事故發(fā)生。(2)煤氣管道設(shè)置多個(gè)清渣口、放水口、清焦口 ；管道安裝時(shí)要保持一定的斜度， 不向閥門(mén)一側(cè)傾斜，即閥門(mén)的位置高于清渣口、放水口、清焦口的位置，使煤氣中凝固的焦 油、水蒸氣、粉塵不至于在閥門(mén)附近聚集而影響閥門(mén)的使用性能。本發(fā)明的具體技術(shù)方案是(1)蓄熱式燒嘴燒嘴采用上部通入空氣，而下部通入煤氣的燃燒方式；煤氣支管 進(jìn)入爐膛的下端焊接除焦支管，后端采用法蘭連接而不是盲死；這樣有利于焦油含量過(guò)大 時(shí)，清理煤氣管道的堵塞物。(2)空氣噴嘴內(nèi)含有蓄熱體，采用一個(gè)走煙氣，而另一個(gè)走空氣的雙向同步交替運(yùn) 行形式；要求空氣噴嘴與煤氣噴嘴有一定的距離，以避免未燃的煤氣進(jìn)入空(煙)氣管道發(fā) 生事故，這樣也保證了在不關(guān)閉煤氣的同時(shí)，空、煙氣交替運(yùn)行換路，確保了火焰的連續(xù)性。(3)蓄熱式燒嘴采用小型號(hào)多數(shù)量的布置方針，可以使?fàn)t內(nèi)溫度均勻，升溫速度 快，物件加熱時(shí)間短，鍛造容易而又不影響成品的品質(zhì)。本發(fā)明專(zhuān)利控制系統(tǒng)的具體技術(shù)方案是(1)換向閥要求一個(gè)換向閥控制一個(gè)燒嘴，而每個(gè)換向閥的換向時(shí)間不同時(shí)進(jìn)行， 有一定的時(shí)間間隔；可以避免因換向?qū)е碌臓t壓不穩(wěn)而引起火焰喘息現(xiàn)象。(2)要求鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)采用變頻鼓風(fēng)機(jī)、變頻引風(fēng)機(jī)，通過(guò)控制排煙溫度、爐內(nèi)壓 力來(lái)反饋信號(hào)以便調(diào)控鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)的相對(duì)開(kāi)啟量。本發(fā)明通過(guò)單、雙蓄熱式燃燒技術(shù)的對(duì)比，因單蓄熱不但對(duì)熱臟煤氣有更強(qiáng)的適 應(yīng)性，而且制造費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用低，操作簡(jiǎn)單；選用單蓄熱式燃燒技術(shù)更有利用于鍛造加熱 爐。


圖1為熱臟煤氣單蓄熱鍛造加熱爐平面示意圖。圖2為煤氣燒嘴安裝圖。圖3為圖2俯視圖。圖4為本發(fā)明的加熱爐工作原理圖A狀態(tài)。圖5為本發(fā)明的加熱爐工作原理圖B狀態(tài)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合

本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。如圖1所示，本發(fā)明的燒熱臟煤氣的單蓄熱式鍛造加熱爐，包括鍛造加熱爐爐體10，與此鍛造加熱爐爐體10相連接的蓄熱式燒嘴9，與此蓄熱式燒嘴9相連接的鼓風(fēng)機(jī)3、 引風(fēng)機(jī)2、換向閥7、煤氣管路1、煙道4、空氣調(diào)節(jié)閥5、煤氣調(diào)節(jié)閥6，空氣管路11，與此空氣 管路11相連接的鼓風(fēng)機(jī)3、引風(fēng)機(jī)2、換向閥7相連接的控制裝置(圖中未示出)，與此引風(fēng) 機(jī)2和煙道4相連接的鍛造加熱爐煙囪12，與煤氣管路1相連接的煤氣爐13。如圖2、3所示，本發(fā)明蓄熱式燒嘴為分別均勻分布地嵌入鍛造加熱爐爐體10中的 蓄熱式燒嘴，每個(gè)蓄熱式燒嘴均由兩個(gè)帶有蓄熱體8的空氣噴嘴9-1，設(shè)在這兩個(gè)空氣噴嘴 9-1之間的煤氣噴嘴9-2所組成，此空氣噴嘴9-1的爐內(nèi)開(kāi)口 9-3朝向煤氣噴嘴9-2的爐內(nèi) 出口 9-4，此空氣噴嘴9-1的爐外的空氣管路11通過(guò)換向閥7與所述的鼓風(fēng)機(jī)3相連接，此 煤氣噴嘴9-2的爐外的煤氣管路1中設(shè)有煤氣調(diào)節(jié)閥6，煤氣管路1中分別設(shè)置清渣口、放 水口、清焦口。所述的煤氣管路1由煤氣總管和與此煤氣總管相連接的煤氣支管所組成，所述的 煤氣調(diào)節(jié)閥6設(shè)置在此煤氣支管中，所述的清渣口、放水口、清焦口設(shè)置在煤氣總管及各個(gè) 煤氣支管中，煤氣調(diào)節(jié)閥在各個(gè)煤氣支管中的位置高于清渣口、放水口、清焦口的位置。所述的煤氣支管進(jìn)入爐膛前管段的下側(cè)焊接除焦支管14，此除焦支管14與所述 的清焦口相連接，各個(gè)煤氣支管的后端設(shè)置連接法蘭15。所述的空氣噴嘴9-1與煤氣噴嘴9-2之間相隔50-80cm的距離。所述的煤氣管路1轉(zhuǎn)角處用軟圓角轉(zhuǎn)變。所述的鼓風(fēng)機(jī)3為變頻鼓風(fēng)機(jī)，所述的引風(fēng)機(jī)2為變頻引風(fēng)機(jī)。本發(fā)明的蓄熱式燒嘴鑲在爐墻內(nèi)，因?yàn)闊斓男螤羁梢愿鶕?jù)燃燒能力的大小設(shè) 計(jì)成不同規(guī)格的型號(hào)，因此不存在燒嘴布置困難的情況。如圖4所示，在A狀態(tài)時(shí)，當(dāng)常 溫空氣經(jīng)換向閥進(jìn)入蓄熱室后，被蓄熱燒嘴內(nèi)已在上一周期工作狀態(tài)下完成載體的蓄熱 體8加熱，在極短的時(shí)間內(nèi)空氣由常溫被加熱到接近爐膛溫度(一般比爐膛溫度低100 200°C )。這種高溫空氣通過(guò)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的噴口噴入爐膛內(nèi)，抽引周?chē)臓t氣形成氧的體積百 分比大大低于21%的稀薄貧氧高溫氣流，同時(shí)往稀薄高溫空氣附近注入燃料煤氣，燃料煤 氣在貧氧(氧含量為3% 15% )狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)燃燒。燃燒后的煙氣流經(jīng)爐膛空間，與被加 熱物料完成熱交換后被吸入到對(duì)側(cè)的空氣噴嘴內(nèi)。高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)空氣噴嘴的蓄熱體時(shí)又將 自身顯熱釋放給蓄熱燒嘴內(nèi)的蓄熱體，變?yōu)?lt; 200°C的低溫?zé)煔狻Ｈ鐖D5所示，在一定的時(shí)間間隔即換向周期后，控制系統(tǒng)發(fā)出換向命令，換向閥動(dòng) 作，改變空氣和煙氣通道，A狀態(tài)變?yōu)锽狀態(tài)。在B狀態(tài)下，常溫空氣經(jīng)換向閥進(jìn)入蓄熱燒 嘴內(nèi)被加熱至800 1000°C，噴入爐內(nèi)與燃料混合燃燒；與被加熱物料完成熱交換后的高 溫?zé)煔庥纸?jīng)過(guò)空氣噴嘴內(nèi)的蓄熱體后降溫，并通過(guò)換向閥、排煙引風(fēng)機(jī)、煙囪排入大氣。(圖4、5中的籠箭頭表示氣體流動(dòng)方向。)就這樣，通過(guò)在< 200°C煙氣溫度下工作的換向閥，以一定的工作頻率進(jìn)行周期切 換，常用的切換周期為30 60秒，使得兩個(gè)蓄熱燒嘴始終處于蓄熱與放熱的交替工作狀 態(tài)，連接兩個(gè)蓄熱燒嘴的兩個(gè)噴口也始終處于交替供應(yīng)高溫空氣和排煙工作狀態(tài)，配合同 時(shí)交替供入的燃料，完成連續(xù)供熱和排煙過(guò)程。綜上所述，熱臟煤氣單蓄熱式鍛造加熱爐主要優(yōu)勢(shì)在于(1)由于熱臟發(fā)生爐煤氣發(fā)熱量低，煤氣壓力低，造成火焰直徑大，長(zhǎng)度短，火焰剛 性差，產(chǎn)生的爐氣熱輻射能力強(qiáng)，所以爐內(nèi)溫度場(chǎng)分布均勻，加熱爐爐長(zhǎng)方向截面上不會(huì)出現(xiàn)低溫區(qū)或高溫區(qū)，從而在爐內(nèi)被加熱的鋼坯表面溫度均勻，不會(huì)造成局部過(guò)熱。
(2)單蓄熱式鍛造加熱爐對(duì)煤氣的適應(yīng)能力強(qiáng)，設(shè)備的造價(jià)低，維護(hù)方便，操作簡(jiǎn)(3)節(jié)能潛力巨大，平均節(jié)能25%以上。因而可以向大氣環(huán)境少排放二氧化碳 25%以上，大大緩解了大氣的溫室效應(yīng)。(4)擴(kuò)大了火焰燃燒區(qū)域，火焰的邊界幾乎擴(kuò)展到爐膛的邊界，從而使得爐膛內(nèi)溫 度均勻，這樣一方面提高了產(chǎn)品質(zhì)量，另一方面延長(zhǎng)了爐膛壽命。(5)由于火焰不是在燃燒器中產(chǎn)生的，而是在爐膛空間內(nèi)才開(kāi)始逐漸燃燒，因而燃 燒噪聲低。(6)采用傳統(tǒng)的節(jié)能燃燒技術(shù)，助燃空氣預(yù)熱溫度越高，煙氣中N0X含量越大；而 采用蓄熱式高溫空氣燃燒技術(shù)，在助燃空氣預(yù)熱溫度非常高的情況下，N0X含量卻大大減少 了。(7)爐膛內(nèi)為貧氧燃燒，導(dǎo)致鋼坯氧化燒損減少。(8)爐膛內(nèi)為貧氧燃燒，有利于在爐膛內(nèi)產(chǎn)生還原焰，以滿足某些特殊工藝的需要。
權(quán)利要求
一種燒熱臟煤氣的單蓄熱式鍛造加熱爐，包括鍛造加熱爐爐體，與此鍛造加熱爐爐體相連接的蓄熱式燒嘴，與此蓄熱式燒嘴相連接的鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、換向閥、煤氣管路、空氣管路，與此鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、換向閥相連接的控制裝置，與此換向閥相連接的鍛造加熱爐煙囪，其特征在于所述的燒嘴為分別均勻分布地嵌入鍛造加熱爐爐體中的蓄熱式燒嘴，這些蓄熱式燒嘴均由兩個(gè)帶有蓄熱體的空氣噴嘴，設(shè)在這兩個(gè)空氣噴嘴之間的煤氣噴嘴所組成，此空氣噴嘴的爐內(nèi)開(kāi)口朝向煤氣噴嘴的爐內(nèi)出口，此空氣噴嘴的爐外的空氣管路通過(guò)換向閥與所述的鼓風(fēng)機(jī)相連接，此煤氣噴嘴的爐外的煤氣管路中設(shè)有煤氣調(diào)節(jié)閥，煤氣管路中設(shè)置有清渣口、放水口、清焦口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒熱臟煤氣的單蓄熱式鍛造加熱爐，其特征在于所述的煤氣 管路由煤氣總管和與此煤氣總管相連接的煤氣支管所組成，所述的煤氣調(diào)節(jié)閥設(shè)置在各煤 氣支管中，所述的清渣口、放水口、清焦口設(shè)置在煤氣總管及各個(gè)煤氣支管中，煤氣調(diào)節(jié)閥 在各個(gè)煤氣支管中的位置高于清渣口、放水口、清焦口的位置，煤氣管進(jìn)入爐膛前管段的下 側(cè)焊接除焦支管，此除焦支管與所述的清焦口相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒熱臟煤氣的單蓄熱式鍛造加熱爐，其特征在于所述的煤氣 支管的后端設(shè)置連接法蘭。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒熱臟煤氣的單蓄熱式鍛造加熱爐，其特征在于所述的空氣 噴嘴與煤氣噴嘴之間相隔50-80cm的距離。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒熱臟煤氣的單蓄熱式鍛造加熱爐，其特征在于所述的煤氣 管路的轉(zhuǎn)角處用軟圓角轉(zhuǎn)變。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒熱臟煤氣的單蓄熱式鍛造加熱爐，其特征在于所述的鼓風(fēng) 機(jī)為變頻鼓風(fēng)機(jī)，所述的引風(fēng)機(jī)為變頻引風(fēng)機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及鍛造加熱工業(yè)爐窯技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種燒熱臟煤氣的單蓄熱式鍛造加熱爐，包括鍛造加熱爐爐體，蓄熱式燒嘴，鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、換向閥、煤氣管路、空氣管路，控制裝置，煙囪，燒嘴為蓄熱式燒嘴，由兩個(gè)帶有蓄熱體的空氣噴嘴，煤氣噴嘴所組成，此空氣噴嘴的爐內(nèi)開(kāi)口朝向煤氣噴嘴的爐內(nèi)出口，此空氣噴嘴的爐外的空氣管路通過(guò)換向閥與鼓風(fēng)機(jī)相連接，此煤氣噴嘴的爐外的煤氣管路中設(shè)有煤氣調(diào)節(jié)閥，煤氣管路中設(shè)置有清渣口、放水口、清焦口。煤氣管路由煤氣總管和煤氣支管所組成。本發(fā)明通過(guò)單蓄熱不但對(duì)熱臟煤氣有更強(qiáng)的適應(yīng)性，而且制造費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用低，操作簡(jiǎn)單；選用單蓄熱式燃燒技術(shù)更有利用于鍛造加熱爐。
文檔編號(hào)B21J17/00GK101797622SQ20101013594
公開(kāi)日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2010年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
發(fā)明者吳瓊, 岳彥偉 申請(qǐng)人:遼寧向?qū)Э萍及l(fā)展有限公司