一種熔煉爐高溫?zé)煔庥酂峄厥辗椒?br> 【專利摘要】本發(fā)明涉及一種熔煉爐高溫?zé)煔庥酂峄厥辗椒?，其特征在于，爐子啟動(dòng)或低溫燃燒時(shí)常規(guī)換熱式燃燒方式；爐溫高于950℃以上時(shí)運(yùn)行蓄熱式燃燒方式。該方法采用一種熔煉爐高溫?zé)煔庥酂峄厥障到y(tǒng)實(shí)現(xiàn)。包括熔煉爐、蓄熱式燒嘴系統(tǒng)、排煙引風(fēng)機(jī)、煙氣循環(huán)風(fēng)機(jī)、對(duì)流輻射換熱器；本發(fā)明按照余熱梯級(jí)利用的理論，根據(jù)爐子加熱負(fù)荷的不同，適時(shí)以蓄熱和換熱兩種形式回收利用煙氣余熱資源，充分利用兩種形式的優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)不同爐內(nèi)煙氣溫度實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換余熱回收方法，利用爐內(nèi)扼流火墻進(jìn)行煙氣的自身預(yù)熱回爐，最大限度地回收了高溫?zé)煔庥酂幔岣吡擞酂峄厥招?，有效?jié)能，并保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
【專利說明】一種熔煉爐高溫?zé)煔庥酂峄厥辗椒?br>
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)爐窯及煙氣余熱資源回收利用領(lǐng)域，具體涉及一種熔煉爐高溫?zé)煔庥酂峄厥辗椒ā?br>
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)熔煉爐存在容量小、能耗高、燒損大、操作環(huán)境差和局部過熱過燒嚴(yán)重等問題，從而導(dǎo)致熔煉工藝過程不便于成分控制，生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品收率低。
[0003]傳統(tǒng)熔煉爐無煙塵沉降結(jié)構(gòu)，煙塵與熔渣隨煙氣排放，環(huán)保不達(dá)標(biāo)；或者，煙塵與熔渣隨煙氣外排堵塞蓄熱體，進(jìn)而使蓄熱體燒損或熔融，造成事故停爐。
[0004]傳統(tǒng)熔煉爐的煙氣余熱回收方法主要采用以下兩種:其一:采用金屬換熱器利用高溫?zé)煔鈱⒖諝忸A(yù)熱，此余熱回收方式效率低，不能對(duì)高溫?zé)煔獾挠酂徇M(jìn)行充分回收，爐子熱效率一般在50%以下。其二:是通過陶瓷蓄熱體，利用1100°C以上的高溫?zé)煔庥酂釋⒖諝夂兔簹忸A(yù)熱至900°C以上，實(shí)現(xiàn)煙氣余熱的高效回收；但由于此蓄熱式燃燒工藝的供熱方式和排煙方式與傳統(tǒng)加熱爐不同，不適用于爐子啟動(dòng)初期和低溫運(yùn)行工況，生產(chǎn)過程中又經(jīng)常出現(xiàn)爐壓波動(dòng)，吸冷風(fēng)或爐門冒火嚴(yán)重，甚至燒壞爐門及爐體鋼結(jié)構(gòu)，事故頻發(fā)經(jīng)常影響生產(chǎn)，同時(shí)仍存在氧化燒損大的問題。
[0005]如何解決熔煉爐環(huán)保及煙氣余熱經(jīng)濟(jì)、合理、高效的回收利用的問題，同時(shí)降低熔煉過程中的氧化燒損，對(duì)冶煉行業(yè)的節(jié)能減排，增產(chǎn)增效有著極為重要的意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種熔煉爐高溫?zé)煔庥酂峄厥辗椒?，可?shí)現(xiàn)高溫?zé)煔饣貭t利用，在最大限度回收高溫廢氣余熱的同時(shí)，直接實(shí)現(xiàn)減排效果，有效減少氧化燒損。爐內(nèi)沉降室預(yù)先降塵有效緩解煙道終端除塵器的壓力，提高除塵設(shè)備壽命，降低能耗。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0008]一種熔煉爐高溫?zé)煔庥酂峄厥辗椒?，爐子啟動(dòng)或低溫燃燒時(shí)運(yùn)行常規(guī)換熱式燃燒方式；
[0009]當(dāng)熔煉爐啟動(dòng)或低溫燃燒時(shí)，采用常規(guī)換熱式燃燒方式，此時(shí)蓄熱式燒嘴不進(jìn)行蓄熱，所有高溫?zé)煔饨?jīng)過爐尾扼流火墻扼流，在沉降室進(jìn)行煙塵和熔渣沉降，而后經(jīng)排煙道進(jìn)入對(duì)流輻射換熱器與空氣進(jìn)行熱交換，預(yù)熱后的空氣作為助燃空氣鼓入燃燒系統(tǒng)參與燃燒反應(yīng)；經(jīng)換熱降溫后的部分煙氣在煙氣循環(huán)風(fēng)機(jī)增壓作用下通過回?zé)熗ǖ阑亓鞯綘t內(nèi)扼流火墻升溫，經(jīng)過爐內(nèi)扼流火墻噴口噴入爐內(nèi)熔池表面，在熔池上表面形成保護(hù)氣幕，降低熔池表面氧含量，阻止熔煉過程中的氧化并降低NOx產(chǎn)生。由于部分煙氣回流到爐內(nèi)，直接實(shí)現(xiàn)廢氣減排效應(yīng)。
[0010]爐溫高于950°C以上時(shí)運(yùn)行蓄熱式燃燒方式；
[0011 ] 當(dāng)熔煉爐內(nèi)煙氣溫度高于950°C時(shí)，啟動(dòng)蓄熱式燃燒系統(tǒng)，82 %?85 %的高溫?zé)煔饨?jīng)過蓄熱體與空氣熱交換，經(jīng)蓄熱體熱交換后的這部分煙氣降溫后經(jīng)排煙引風(fēng)機(jī)直接排入煙囪。另一部分約15%?18%的高溫?zé)煔饨?jīng)爐尾扼流火墻扼流，在沉降室進(jìn)行煙塵和熔渣沉降后進(jìn)入排煙道，這部分煙氣通過對(duì)流輻射換熱器熱交換降溫。在煙氣循環(huán)風(fēng)機(jī)增壓作用下通過回?zé)熗ǖ阑亓鞯綘t內(nèi)扼流火墻升溫，經(jīng)過爐內(nèi)扼流火墻噴口噴入熔池表面，在熔池上表面形成一層保護(hù)氣幕，使熔池表面溫度可控，減少氧化燒損并降低NOx產(chǎn)生。通過部分煙氣回爐減排廢氣。
[0012]一種熔煉爐高溫?zé)煔庥酂峄厥辗椒?，采用熔煉爐高溫?zé)煔庥酂峄厥障到y(tǒng)實(shí)現(xiàn)，該系統(tǒng)包括熔煉爐、蓄熱式燒嘴系統(tǒng)、排煙引風(fēng)機(jī)、煙氣循環(huán)風(fēng)機(jī)、對(duì)流輻射換熱器；其中熔煉爐爐尾設(shè)置扼流火墻，扼流火墻后設(shè)置沉降室，熔煉爐兩側(cè)分別設(shè)置蓄熱式燒嘴系統(tǒng)，沉降室排煙道經(jīng)過對(duì)流輻射換熱器與煙?相連通，在對(duì)流輻射換熱器與煙?相連的煙道上設(shè)置一條回?zé)熗ǖ?，回?zé)熗ǖ澜?jīng)由爐子砌體與扼流火墻相連，在回?zé)熗ǖ郎显O(shè)置煙氣循環(huán)風(fēng)機(jī)，蓄熱式燒嘴系統(tǒng)排煙道經(jīng)過排煙引風(fēng)機(jī)與煙囪相連通。
[0013]所述的蓄熱式燒嘴系統(tǒng)包括蓄熱式燒嘴、蓄熱體及與蓄熱式燒嘴相連的三通換向閥。
[0014]與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0015]本發(fā)明應(yīng)用熔煉爐內(nèi)的扼流火墻及沉降室結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)煙塵、熔渣的爐內(nèi)預(yù)先沉降以緩解煙道終端除塵器的壓力，提高除塵設(shè)備壽命，降低電耗。凈化后的煙氣經(jīng)煙氣循環(huán)風(fēng)機(jī)作用回流到爐內(nèi)扼流火墻，通過扼流火墻自身的加熱回爐，形成高溫貧氧的氣體包覆層，有效減少燒損，阻止熔煉過程的氧化并降低NOx產(chǎn)生。同時(shí)“高溫?zé)煔饣貭t利用”直接實(shí)現(xiàn)減排效果，優(yōu)化生產(chǎn)環(huán)境。
[0016]本發(fā)明按照余熱梯級(jí)利用的理論，根據(jù)爐子加熱負(fù)荷的不同，適時(shí)以蓄熱和換熱兩種形式回收利用煙氣余熱資源，充分利用兩種形式的優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)不同爐內(nèi)煙氣溫度實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換余熱回收方法，利用爐內(nèi)扼流火墻進(jìn)行煙氣的自身預(yù)熱回爐，最大限度地回收了高溫?zé)煔庥酂?，提高了余熱回收效率，有效?jié)能，并保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
[0017]本發(fā)明提供了一種高溫?zé)煔饣貭t的余熱回收利用的方法，及一種新型、節(jié)能、減排、環(huán)保、低燒損的熔煉設(shè)備。最大限度地提高了余熱回收的效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明一種熔煉爐高溫?zé)煔庥酂峄厥障到y(tǒng)的示意圖。
[0019]圖中:1-熔煉爐2-蓄熱式燒嘴3-三通換向閥A 4-扼流火墻5_沉降室
[0020]6-排煙引風(fēng)機(jī) 7-煙氣循環(huán)風(fēng)機(jī) 8-煙囪9-助燃風(fēng)機(jī) 10-三通換向閥BIl-人孔
[0021]12-對(duì)流輻射換熱器13-蓄熱體

【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)一步說明:
[0023]如圖1所示，熔煉爐高溫?zé)煔庥酂峄厥障到y(tǒng)，包括熔煉爐1、蓄熱式燒嘴系統(tǒng)、排煙引風(fēng)機(jī)6、煙氣循環(huán)風(fēng)機(jī)7、對(duì)流輻射換熱器12 ;其中熔煉爐I爐尾設(shè)置扼流火墻4，扼流火墻后設(shè)置沉降室5，沉降室5的排煙道經(jīng)過對(duì)流輻射換熱器12與煙? 8相連通，熔煉爐I兩側(cè)分別設(shè)置蓄熱式燒嘴系統(tǒng)，蓄熱式燒嘴系統(tǒng)包括蓄熱式燒嘴2、蓄熱體13及與蓄熱式燒嘴相連的三通換向閥。在對(duì)流輻射換熱器12與煙囪8相連的煙道上設(shè)置一條回?zé)熗ǖ?，回?zé)熗ǖ澜?jīng)由爐子砌體與扼流火墻4相連，在回?zé)熗ǖ郎显O(shè)置煙氣循環(huán)風(fēng)機(jī)7，蓄熱式燒嘴系統(tǒng)排煙道經(jīng)過排煙引風(fēng)機(jī)6與煙? 8相連通。
[0024]另外，蓄熱式燒嘴系統(tǒng)還與燃?xì)夤艿老噙B，空氣管道經(jīng)助燃風(fēng)機(jī)和對(duì)流輻射換熱器與蓄熱式燒嘴系統(tǒng)相連。
[0025]當(dāng)爐內(nèi)煙氣溫度低于950°C時(shí)，排煙引風(fēng)機(jī)6關(guān)閉，蓄熱式燒嘴2為常規(guī)燃燒，全部煙氣經(jīng)由煙囪8的負(fù)壓引流作用，經(jīng)過爐尾扼流火墻4扼流和沉降室進(jìn)行煙塵和熔渣沉降，而后經(jīng)過對(duì)流輻射換熱器12將空氣預(yù)熱至450°C以上，預(yù)熱后的空氣作為助燃?xì)怏w鼓入燃燒系統(tǒng)參與燃燒反應(yīng)，煙氣經(jīng)換熱后降至約400°C，部分煙氣通過回?zé)熗ǖ涝跓煔庋h(huán)風(fēng)機(jī)增壓作用下回流到爐內(nèi)扼流火墻4升溫，經(jīng)過爐內(nèi)扼流火墻噴口噴入爐內(nèi)熔池表面，在熔池上表面形成保護(hù)氣幕，降低熔池表面氧含量，阻止熔煉過程中的氧化燒損并降低NOx產(chǎn)生。部分煙氣回爐而使廢氣得以減排。
[0026]當(dāng)爐內(nèi)煙氣溫度高于950°C時(shí)，排煙引風(fēng)機(jī)6開啟，82%?85%的高溫?zé)煔饨?jīng)過蓄熱體13將空氣預(yù)熱至900°C以上，進(jìn)入蓄熱式燒嘴2參與燃?xì)馊紵禍刂?00°C以下的煙氣經(jīng)排煙引風(fēng)機(jī)6直接排入煙囪，另一部分15%?18%的高溫?zé)煔鈴臓t膛經(jīng)由扼流火墻4扼流后，煙氣中的粉塵在沉降室5內(nèi)沉降，受到煙囪8的負(fù)壓引流，這部分煙氣通過對(duì)流輻射換熱器熱交換降溫至400°C以下，經(jīng)過煙氣循環(huán)風(fēng)機(jī)7增壓，通過回?zé)熗ǖ阑亓鞯綘t內(nèi)扼流火墻升溫，由扼流火墻噴口 4噴射在熔池上表面，形成保護(hù)氣層，降低熔池表面局部氧含量，減少熔煉過程中氧化燒損并降低NOx產(chǎn)生。通過高溫?zé)煔饣貭t，極限回收余熱，實(shí)現(xiàn)高溫廢氣減排。
[0027]上面所述僅是本發(fā)明的基本原理，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是依據(jù)本發(fā)明對(duì)其進(jìn)行等同變化和修飾，均在本專利技術(shù)保護(hù)方案的范疇之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種熔煉爐高溫?zé)煔庥酂峄厥辗椒ǎ涮卣髟谟?，爐子啟動(dòng)或低溫燃燒時(shí)運(yùn)行常規(guī)換熱式燃燒方式；爐溫高于950°c以上時(shí)運(yùn)行蓄熱式燃燒方式； (一)爐子啟動(dòng)或低溫燃燒時(shí)運(yùn)行常規(guī)換熱式燃燒方式；此時(shí)蓄熱式燒嘴不進(jìn)行蓄熱，所有高溫?zé)煔饨?jīng)過爐尾扼流火墻扼流，在沉降室進(jìn)行煙塵和熔渣沉降，而后經(jīng)排煙道進(jìn)入對(duì)流輻射換熱器與空氣進(jìn)行熱交換，經(jīng)換熱降溫后的部分煙氣在煙氣循環(huán)風(fēng)機(jī)增壓作用下通過回?zé)熗ǖ阑亓鞯綘t內(nèi)扼流火墻升溫，經(jīng)過爐內(nèi)扼流火墻噴口噴入爐內(nèi)熔池表面，在熔池上表面形成保護(hù)氣幕，降低熔池表面氧含量，阻止熔煉過程中的氧化并降低NOx產(chǎn)生；通過部分煙氣回爐減排廢氣； (二)爐溫高于950°C以上時(shí)運(yùn)行蓄熱式燃燒方式；此時(shí)啟動(dòng)蓄熱式燃燒系統(tǒng)，82%?85%的高溫?zé)煔饨?jīng)過蓄熱體與空氣熱交換，經(jīng)蓄熱體熱交換后的這部分煙氣降溫后經(jīng)排煙引風(fēng)機(jī)直接排入煙囪；另一部分約15%?18%的高溫?zé)煔饨?jīng)爐尾扼流墻扼流，在沉降室進(jìn)行煙塵和熔渣沉降后進(jìn)入排煙道，這部分煙氣通過對(duì)流輻射換熱器熱交換降溫，在煙氣循環(huán)風(fēng)機(jī)增壓作用下通過回?zé)熗ǖ阑亓鞯綘t內(nèi)扼流火墻升溫，經(jīng)過爐內(nèi)扼流火墻噴口噴入熔池表面，在熔池上表面形成一層保護(hù)氣幕，使熔池表面溫度可控，減少氧化燒損并降低NOx產(chǎn)生；通過部分煙氣回爐減排廢氣。
2.實(shí)現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求1所述方法的熔煉爐高溫?zé)煔庥酂峄厥障到y(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括熔煉爐、蓄熱式燒嘴系統(tǒng)、排煙引風(fēng)機(jī)、煙氣循環(huán)風(fēng)機(jī)、對(duì)流輻射換熱器；其中熔煉爐爐尾設(shè)置扼流火墻，扼流火墻后設(shè)置沉降室，熔煉爐兩側(cè)分別設(shè)置蓄熱式燒嘴系統(tǒng)，沉降室排煙道經(jīng)過對(duì)流輻射換熱器與煙?相連通，在對(duì)流輻射換熱器與煙?相連的煙道上設(shè)置一條回?zé)熗ǖ?，回?zé)熗ǖ澜?jīng)由爐子砌體與扼流火墻相連，在回?zé)熗ǖ郎显O(shè)置煙氣循環(huán)風(fēng)機(jī)，蓄熱式燒嘴系統(tǒng)排煙道經(jīng)過排煙引風(fēng)機(jī)與煙囪相連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種熔煉爐高溫?zé)煔庥酂峄厥障到y(tǒng)，其特征在于，所述的蓄熱式燒嘴系統(tǒng)包括蓄熱式燒嘴、蓄熱體及與蓄熱式燒嘴相連的三通換向閥。
【文檔編號(hào)】F27D17/00GK104154763SQ201410380411
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年8月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月4日
【發(fā)明者】畢仕輝, 徐陽, 李順, 李強(qiáng)生, 門傳政, 叢偉, 謝國威, 孫守鈺 申請(qǐng)人:中鋼集團(tuán)鞍山熱能研究院有限公司