專利名稱:一種提高環(huán)形爐燃燒熱脫焦油煤氣產(chǎn)能的裝置及加熱方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及熱工技術(shù)領(lǐng)域,具體地講是一種提高環(huán)形爐燃燒熱脫焦油煤氣產(chǎn)能的裝置及加熱方法。技術(shù)背景
目前,環(huán)形爐采用的燃料比較豐富,包括天然氣及多種煤制氣,其中熱脫焦油煤氣是環(huán)形爐加熱管坯燃料之一。傳統(tǒng)的環(huán)形爐加熱工藝廢氣排放所帶走的熱量通常占燃料供入量的50%以上,即使裝上空氣換熱器,其節(jié)能率也僅在15 25%之間,仍有30 50%的熱量隨廢氣排入大氣中,因而環(huán)形爐產(chǎn)能(或爐底強(qiáng)度)較低。近年來,蓄熱式燃燒技術(shù)在工業(yè)爐設(shè)計中得到推廣,蓄熱式技術(shù)一般通過蓄熱體的吸熱或放熱反復(fù)切換與被預(yù)熱介質(zhì)進(jìn)行熱交換,可將助燃空氣等預(yù)熱到1000°c左右,從而達(dá)到提高工業(yè)爐熱效率及產(chǎn)能之目的。雖然蓄熱燃燒技術(shù)已經(jīng)在冶金行業(yè)的推鋼式加熱爐、板坯加熱爐、均熱爐、退火爐、臺車爐、罩式爐以及鋼包烘烤器等多種加熱設(shè)備上得以成功應(yīng)用,但是,這些加熱設(shè)備有一個共同點,那就是供熱負(fù)荷是對稱的。而環(huán)形爐本身結(jié)構(gòu)的特點是,其內(nèi)環(huán)相對于外環(huán)而言,爐墻表面積小很多,導(dǎo)致內(nèi)環(huán)的供熱負(fù)荷也比外環(huán)小,從而導(dǎo)致蓄熱燃燒技術(shù)在環(huán)形爐上的應(yīng)用效果不理想。另外,由于鋼管鋼種多樣,升溫速率等加熱工藝要求各不同,而且大部分管坯的加熱工藝溫度要求非常苛刻,所以,用于軋制前管坯加熱的環(huán)形爐不僅有要求嚴(yán)格的預(yù)熱段、 加熱段和均熱段,并且要求各段還要有不同的溫度分布或加熱工藝,才能保證鋼管質(zhì)量。對于環(huán)形爐蓄熱燃燒技術(shù)很難達(dá)到不同管坯的加熱工藝溫度要求。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述已有技術(shù)的不足,而提供一種提高環(huán)形爐燃燒熱脫焦油煤氣產(chǎn)能的裝置。本發(fā)明的另一目的是提供一種提高環(huán)形爐燃燒熱脫焦油煤氣產(chǎn)能的加熱方法。本發(fā)明主要解決現(xiàn)有的環(huán)形爐加熱前管坯產(chǎn)能低的問題,而是根據(jù)環(huán)形爐熱工過程不同以及熱脫焦油煤氣可采用多種燃燒方式的特點,使熱脫焦油煤氣按常規(guī)燃燒方式與蓄熱式燃燒方式在環(huán)形爐上同時進(jìn)行,在充分利用熱脫焦油煤氣資源前提下,大幅提高環(huán)形爐產(chǎn)能,提高環(huán)形爐燃燒熱脫焦油煤氣熱效率。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種提高環(huán)形爐燃燒熱脫焦油煤氣產(chǎn)能的裝置,它包括環(huán)形爐,環(huán)形爐上有進(jìn)料口和出料口,環(huán)形爐上分預(yù)熱區(qū)、加熱區(qū)和均熱區(qū),其特殊之處在于風(fēng)機(jī)通過換熱器和第一熱風(fēng)管道與預(yù)熱區(qū)相通連接,預(yù)熱區(qū)部位的環(huán)形爐內(nèi)外壁上設(shè)預(yù)熱燒嘴,風(fēng)機(jī)通過換熱器和第二熱風(fēng)管道與均熱區(qū)相通連接,均熱區(qū)部位的環(huán)形爐內(nèi)外壁上設(shè)均熱燒嘴,風(fēng)機(jī)為均熱區(qū)、預(yù)熱區(qū)提供助燃空氣,溫度在35(T450°C,形成一種供風(fēng)方式;風(fēng)機(jī)通過冷風(fēng)管網(wǎng)與加熱區(qū)相通連接,在加熱區(qū)部位的環(huán)形爐內(nèi)外壁上設(shè)蓄熱燒嘴的蓄熱箱和熱脫焦油煤氣燒嘴,二者配對安裝,組成單獨自身蓄熱燒嘴,以解決環(huán)形爐蓄熱不對稱的問題;風(fēng)機(jī)為蓄熱燒嘴的蓄熱箱提供冷風(fēng),經(jīng)蓄熱換向系統(tǒng)將冷風(fēng)與蓄熱箱內(nèi)蓄熱體進(jìn)行熱交換,將冷風(fēng)加熱成1000°C左右的熱風(fēng),即為熱脫焦油煤氣燒嘴提供高溫助燃空氣,形成另一種供風(fēng)方式;在冷風(fēng)管網(wǎng)上設(shè)電動調(diào)節(jié)閥,通過電動調(diào)節(jié)閥來控制這兩種燃燒方式所用助燃風(fēng),二者的參數(shù)是不同的,從而實現(xiàn)了環(huán)形爐多種燃燒形式的混燒。本發(fā)明的提高環(huán)形爐燃燒熱脫焦油煤氣產(chǎn)能的方法,其特殊之處在于包括如下工藝步驟
a預(yù)熱區(qū)利用助燃風(fēng)采用傳統(tǒng)的加熱方式,使環(huán)形爐預(yù)熱區(qū)形成的溫度場溫度梯度漸進(jìn)升高;有效防止部分管坯加熱初期因溫度場變化較大而產(chǎn)生內(nèi)裂紋的問題;
b均熱區(qū)利用助燃風(fēng)采用溫和的加熱方式,縮小管坯內(nèi)外溫差;保證管坯的加熱質(zhì)量,防止管坯表面溫度過高(可能造成管坯表面融化或脫碳等)、管坯內(nèi)溫差偏大等影響鋼管表面質(zhì)量或內(nèi)在質(zhì)量的種種情況發(fā)生;
c加熱區(qū)采用蓄熱燃燒,提高助燃空氣的溫度,提高熱脫焦油煤氣的理論燃燒溫度, 提高管坯在加熱區(qū)的熱流密度,即提高加熱速度。本發(fā)明所述的一種提高環(huán)形爐燃燒熱脫焦油煤氣產(chǎn)能的裝置及加熱方法與已有技術(shù)相比具有突出的實質(zhì)性特點和顯著進(jìn)步,I、采用一臺風(fēng)機(jī)、供風(fēng)管網(wǎng)與不同燃燒方式的燒嘴連接,改變了環(huán)形爐傳統(tǒng)的燃燒方式,使環(huán)形爐能夠同時存在兩種及以上的燃燒方法;在不改變煤氣壓力、熱值的情況下,利用換熱器、蓄熱燃燒等技術(shù)所產(chǎn)生助燃空氣(熱焓不同)與熱脫焦油煤氣燃燒方式的不同,可改變環(huán)爐加熱管坯在不同位置的熱流密度,特別是使管坯在加熱區(qū)的加熱能力大幅提高,這種燃燒方法可優(yōu)化環(huán)形爐熱工參數(shù)且非常穩(wěn)定可靠;2、蓄熱燃燒系統(tǒng)的蓄熱箱、熱脫焦油煤氣燒嘴分開布置安全、可靠;3、充分融合兩種及以上燃燒方式,設(shè)備投資省,實現(xiàn)熱脫焦油煤氣高效利用,大幅提高環(huán)形爐產(chǎn)能,從而提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。
圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
為了更好地理解與實施,下面結(jié)合附圖給出具體實施例詳細(xì)說明本發(fā)明。實施例1,參見圖I,加工安裝制成環(huán)形爐14,環(huán)形爐14上有進(jìn)料口 15和出料口 16,環(huán)形爐14上分預(yù)熱區(qū)13、加熱區(qū)12和均熱區(qū)11 ;將風(fēng)機(jī)I通過換熱器2和第一熱風(fēng)管道4與預(yù)熱區(qū)13相通連接,預(yù)熱區(qū)13部位的環(huán)形爐內(nèi)外壁上固定安裝各預(yù)熱燒嘴10,風(fēng)機(jī)I通過換熱器2和第二熱風(fēng)管道5與均熱區(qū)11相通連接,均熱區(qū)11部位的環(huán)形爐內(nèi)外壁上固定安裝各均熱燒嘴9,風(fēng)機(jī)I為均熱區(qū)11、預(yù)熱區(qū)13提供助燃空氣;將風(fēng)機(jī)I通過冷風(fēng)管網(wǎng)3與加熱區(qū)12相通連接,在加熱區(qū)12部位的環(huán)形爐內(nèi)外壁上固定安裝各蓄熱燒嘴的蓄熱箱7和熱脫焦油煤氣燒嘴8,二者配對安裝,組成單獨自身蓄熱燒嘴,風(fēng)機(jī)I為蓄熱燒嘴的蓄熱箱7提供冷風(fēng),冷風(fēng)與蓄熱燒嘴的蓄熱箱7內(nèi)蓄熱體進(jìn)行熱交換,將冷風(fēng)加熱成熱風(fēng),即為熱脫焦油煤氣燒嘴提供高溫助燃空氣;在冷風(fēng)管網(wǎng)3上設(shè)電動調(diào)節(jié)閥6,通過電動調(diào)節(jié)閥6來控制兩種燃燒方式所用助燃風(fēng)。采用上述裝置提高環(huán)形爐燃燒熱脫焦油煤氣產(chǎn)能的方法,各區(qū)加熱工藝下
a預(yù)熱區(qū)利用助燃風(fēng)采用傳統(tǒng)的加熱方式,使環(huán)形爐預(yù)熱區(qū)形成的溫度場溫度梯度漸進(jìn)升高,有效防止部分管坯加熱初期因溫度場變化較大而產(chǎn)生內(nèi)裂紋的問題;
b均熱區(qū)利用助燃風(fēng)采用溫和的加熱方式,縮小管坯內(nèi)外溫差;保證管坯的加熱質(zhì)量,防止管坯表面溫度過高(可能造成管坯表面融化或脫碳等)、管坯內(nèi)溫差偏大等影響鋼管表面質(zhì)量或內(nèi)在質(zhì)量的種種情況發(fā)生;
c加熱區(qū)采用蓄熱燃燒,提高助燃空氣的溫度,提高熱脫焦油煤氣的理論燃燒溫度, 提高管坯在加熱區(qū)的熱流密度,即提高加熱速度。本發(fā)明所述的一種提高環(huán)形爐燃燒熱脫焦油煤氣產(chǎn)能的裝置及加熱方法,工作時,利用一臺風(fēng)機(jī)同時完成兩種供風(fēng)方式,一是通過熱風(fēng)管道和換熱器,為均熱區(qū)、預(yù)熱區(qū)提供助燃空氣,溫度在35(T450°C ;二是通過冷風(fēng)管網(wǎng)為加熱區(qū)各蓄熱燒嘴的蓄熱箱提供冷風(fēng),經(jīng)蓄熱換向系統(tǒng)將冷風(fēng)與蓄熱箱內(nèi)蓄熱體進(jìn)行熱交換,將冷風(fēng)加熱成90(T105(TC的熱風(fēng),即為熱脫焦油煤氣燒嘴提供高溫助燃空氣;三是由蓄熱箱與熱脫焦油煤氣燒嘴組成單獨自身蓄熱燒嘴,以解決環(huán)形爐蓄熱不對稱的問題;四是通過電動調(diào)節(jié)閥來控制這兩種燃燒方式所用助燃風(fēng)的參數(shù)是不同的,從而實現(xiàn)了環(huán)形爐多種燃燒形式的混燒。
權(quán)利要求
1.一種提高環(huán)形爐燃燒熱脫焦油煤氣產(chǎn)能的裝置,它包括環(huán)形爐(14),環(huán)形爐(14)上有進(jìn)料口(15)和出料口(16),環(huán)形爐(14)上分預(yù)熱區(qū)(13)、加熱區(qū)(12)和均熱區(qū)(11), 其特征在于風(fēng)機(jī)(I)通過換熱器(2)和第一熱風(fēng)管道(4)與預(yù)熱區(qū)(13)相通連接,預(yù)熱區(qū) (13)部位的環(huán)形爐內(nèi)外爐壁上設(shè)預(yù)熱燒嘴(10),風(fēng)機(jī)(I)通過換熱器(2)和第二熱風(fēng)管道(5)與均熱區(qū)(11)相通連接,均熱區(qū)(11)部位的環(huán)形爐內(nèi)外爐壁上設(shè)均熱燒嘴(9);風(fēng)機(jī) (I)通過冷風(fēng)管網(wǎng)(3)與加熱區(qū)(12)相通連接,在加熱區(qū)(12)部位的環(huán)形爐內(nèi)外爐壁上設(shè)蓄熱燒嘴的蓄熱箱(7)和熱脫焦油煤氣燒嘴(8),二者配對安裝,組成單獨自身蓄熱燒嘴; 在冷風(fēng)管網(wǎng)(3 )上設(shè)電動調(diào)節(jié)閥(6 )。
2.采用權(quán)利要求I的裝置提高環(huán)形爐燃燒熱脫焦油煤氣產(chǎn)能的加熱方法,其特征在于包括如下工藝步驟a預(yù)熱區(qū)利用助燃風(fēng)采用傳統(tǒng)的加熱方式,使環(huán)形爐預(yù)熱區(qū)形成的溫度場溫度梯度漸進(jìn)升聞;b均熱區(qū)利用助燃風(fēng)采用溫和的加熱方式,縮小管坯內(nèi)外溫差;c加熱區(qū)采用蓄熱燃燒,提高助燃空氣的溫度,提高熱脫焦油煤氣的理論燃燒溫度, 提高管坯在加熱區(qū)的熱流密度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高環(huán)形爐燃燒熱脫焦油煤氣產(chǎn)能的裝置及加熱方法,它包括環(huán)形爐(14),環(huán)形爐(14)上有進(jìn)料口(15)和出料口(16),環(huán)形爐(14)上分預(yù)熱區(qū)(13)、加熱區(qū)(12)和均熱區(qū)(11),其特點是風(fēng)機(jī)(1)通過換熱器(2)和熱風(fēng)管道分別與預(yù)熱區(qū)(13)和均熱區(qū)(11)相通連接,環(huán)形爐內(nèi)外爐壁上設(shè)預(yù)熱燒嘴(10)和均熱燒嘴(9);風(fēng)機(jī)(1)通過冷風(fēng)管網(wǎng)(3)與加熱區(qū)(12)相通連接,在加熱區(qū)(12)部位的環(huán)形爐內(nèi)外爐壁上設(shè)蓄熱燒嘴的蓄熱箱(7)和熱脫焦油煤氣燒嘴(8),二者配對安裝,組成單獨自身蓄熱燒嘴;在冷風(fēng)管網(wǎng)(3)上設(shè)電動調(diào)節(jié)閥(6);采用一臺風(fēng)機(jī)通過管網(wǎng)連接不同的熱工設(shè)備,在滿足環(huán)形爐加熱各種管坯要求的前提下,大幅提高環(huán)形爐產(chǎn)能。
文檔編號F23L15/00GK102589284SQ201210058878
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月8日
發(fā)明者商錦寧, 寧壽陳, 畢建波 申請人:煙臺魯寶鋼管有限責(zé)任公司