專利名稱：—種復合燃料蓄熱式加熱爐的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及加熱爐，特別涉及一種復合燃料蓄熱式加熱爐。
背景技術：
由于蓄熱式燃燒技術具有極限余熱回收以及極低的有毒有害氣體排放的特點，正 在為全世界的工業(yè)爐窯大面積的采用。在冶金行業(yè)新建加熱爐中，95%以上都使用了蓄熱式 燃燒技術，而在使用過程中由于對該技術了解的不夠深入，因此使用效果并不理想，在有些 不適合的場合下，沒有找到合適的解決辦法，而生搬硬套的采用蓄熱式技術，結果存在問題 很多。以寶鋼為例，寶鋼已有多座加熱爐采用蓄熱式燃燒技術，蓄熱式燒嘴為美國Bloom 公司配套，燒嘴前空氣、煤氣、空煙采用的都是快切閥形式，也由Bloom公司配套，蜂窩體 采用的是陶瓷小球，說明書上直徑19mm，實際供貨是直徑15mm。一套Bloom的蓄熱燒嘴近 三十萬元人民幣(含三個快切閥)，是國內同等價格的三倍以上。原總承包單位承諾，改造后可節(jié)約能源15%，運行一年后，根據(jù)甲方反映，實際節(jié)約 能源在8%左右，但也有意見認為爐體翻新重新砌筑也是能耗降低5%以上，這樣看來應用蓄 熱式實際的節(jié)能效果是很小的。NOx的含量確實比以前低，測試NOx的含量在50PPm。該爐投產以來，主要存在如下一些問題1、氧化燒損大，氧化燒損大，金屬收得率降低了約0. 1 0. 2%，這是因為氧化燒損 增加而導致。2、廢氣中CO含量高，存在不完全燃燒，有時加熱爐燃燒后煙氣中CO的含量高達 10%以上，在換向邏輯上該爐存在問題。3、煤氣噴嘴的金屬外層采用冷卻風套管，冷卻風采用壓縮空氣或助燃空氣進行冷 卻，采用壓縮空氣冷卻時，每只燒嘴管徑在DNlO 15之間，約占每只燒嘴總供風量的3 5%左右。此部分冷卻風沒有計量和自動調節(jié)，因此空燃比控制的準確程度受到很大影響。 另外此部分冷卻風是常溫的，噴到爐內后需要大量熱量將其加熱到與爐膛同樣的溫度，此 部分增加能耗2%左右。4、換向閥故障率高。均熱段爐膛壓力較高，達到50 Pa左右，難以控制，爐門存在冒火。5、兩座爐子實際單耗綜合值高于1. 35GJ/噸坯(技術附件規(guī)定單耗為1. 25GJ/噸 坯)。6、加熱質量基本能夠滿足生產要求，但溫差較大，鋼坯中間溫度大于兩側50 100°C，水平很低。7、均熱段上加熱仍然采用常規(guī)燃燒技術，并非全蓄熱加熱爐。 發(fā)明內容本實用新型的目的在于設計一種復合燃料蓄熱式加熱爐，結合蓄熱式燃燒技術的自身特點，將不同種的燃料單獨供熱，各自采用不同的燃燒方式，充分發(fā)揮各種燃料以及燃 燒方式的特點，最終實現(xiàn)低能耗、高產能、低氧化燒損，自動化系統(tǒng)投用穩(wěn)定的目的。為達到 上述目的，本實用新型的技術方案是一種復合燃料蓄熱式加熱爐，其包括，爐體，其沿長度方向形成至少三個加熱段， 即第一 第三加熱段，其中，第一、第二加熱段為高熱值加熱段，第三加熱段為低熱值加熱 段；蓄熱式燒嘴，分別設置于爐體各加熱段；對應高熱值加熱段的蓄熱式燒嘴接高熱值氣 體管道；對應低熱值加熱段的蓄熱式燒嘴接低熱值氣體管道；各氣體管道分別設有相應的 控制閥。進一步，所述的高熱值氣體管道接焦爐煤氣管道；低熱值氣體管道接高爐或轉爐 煤氣管道。所述的蓄熱式燒嘴為單蓄熱式燒嘴或雙蓄熱式燒嘴。所述爐體后部還設均熱段。在沒有蓄熱式燃燒技術之前，由于單一的低熱值高爐煤氣的實際燃燒溫度不足以 達到鋼坯軋制所需要的溫度，故要摻混一定比例的焦爐煤氣，即所謂的高焦混合煤氣，一般 熱值在1800 2400 Kcal/m3之間。通過提高煤氣熱值，從而提高燃料的理論燃燒溫度，從 而實現(xiàn)加熱爐所必要的溫度。對于鋼坯企業(yè)而言，焦爐煤氣是一種寶貴的資源。冷軋工序、取向硅鋼加熱、回轉 窯等均需要焦爐煤氣。有些企業(yè)將焦爐煤氣回收作為生產復合肥、二甲醚等產品的原料，其 價值與管網剩余煤氣用于發(fā)電相比，效益好出幾倍。因此鋼鐵聯(lián)合企業(yè)內部的燃氣平衡上應該立足于在蓄熱式燃燒技術的基礎上進 行燃氣分配、平衡。應該盡可能少用或不用焦爐煤氣這一寶貴資源。很多企業(yè)，單一的燃料不能滿足產能的要求，因此需要兩種以上不同熱值的燃料 以滿足生產要求。傳統(tǒng)的做法是將兩種燃料摻混到一起，其結果是能耗高、產量低、加熱質 量低，自動化系統(tǒng)很難投用。本實用新型兩種燃料分別進入各自不同的供熱段，再根據(jù)燃料的不同特點采用不 同的燃燒方式。根據(jù)鋼坯在不同溫度下的自身導熱系數(shù)，提高的第一、第二加熱段爐溫，強化輻射 傳熱，使鋼坯在此區(qū)域吸收更多的熱量。本實用新型復合燃料單雙蓄熱組合燃燒方式產生氧化鐵皮多的第三加熱段(均熱 段)采用高爐煤氣，熱值相對穩(wěn)定，氣氛易于控制。由于爐內高溫，復合燃料單雙蓄熱組合燃燒方式使第一、第二加熱段爐溫較高，但 鋼坯自身溫度相對較低(鋼坯自身溫度< 90(TC幾乎不生產氧化鐵皮)，由于鋼皮剛一入爐 就有蓄熱式燒嘴的加熱，以及高熱值煤氣燃燒的高溫，使得鋼坯在第一、第二加熱段區(qū)域已 獲得較高的熱量，在第三加熱段(均熱段)無需強化加熱，不必在第三加熱段(均熱段)設置 過高溫度。鋼坯在自身超過900°C高溫下停留時間，在第一、二加熱段鋼坯的自身導熱率處于 最高值，第一、第二加熱段大幅度供熱使得鋼坯芯部溫度也較高，故在高溫區(qū)的均熱段、第 三加熱段無須長時間的均溫，在高溫區(qū)停留時間較短。高溫區(qū)域中的硫化物 氧化燒損大部分產生第三加熱段(均熱段)，而復合燃料單雙蓄熱組合燃燒方式中該部分采用高爐煤氣，煤氣中很少有硫化物的成分，故可將一步 降低燒損。本實用新型的優(yōu)點在于1.節(jié)能 采用本實用新型可節(jié)能10%以上。以一條年產400萬噸的帶鋼生產線來說為例 當煤氣熱值為2000 Kcal/m3，在采用常規(guī)燃燒方式或單蓄熱方式的情況下，小時煤氣耗量 250000m3/h,可節(jié)能10%考慮，則小時節(jié)約煤氣25000 m3/h，按每m3混合煤氣單價0. 4元人 民幣計算，小時節(jié)能效益10000元，按年作業(yè)7000小時計，年節(jié)能效益7000萬元。2.降低氧化燒損效果顯著采用本實用新型氧化燒損率可降低0. 2%，以年產400萬噸的帶鋼生產線為例，則 每年增產鋼材8000噸，年經濟效益4000萬元。氧化燒損的減少延長了加熱爐的停爐清渣 周期，根據(jù)我們的推算可以將傳統(tǒng)燃燒方式的5 6個月延長至8 9個月，提高了設備的 作業(yè)率，減少了維護成本，同時對于延長加熱爐的使用壽命非常有利。3.提高加熱質量可以將采用一般單蓄熱方式鋼坯溫差的彡士25°C，提高到彡士 12.5°C的范圍內， 對于提高軋制后的成品質量十分有益。4.減少有毒有害氣體排放減少隧道爐溫室氣體CO2向大氣排放量10%，可將產生酸雨和光化學煙霧的NOx排 放量由300 PPm，減少到50 PPm以下。5.自動化投用效果摻混后的高爐煤氣、焦爐煤氣受各種條件的制約，摻入量是不斷在發(fā)生變化的，而 煤氣熱值經常性的變化，使得自動化系統(tǒng)難以投用。兩種單一的煤氣熱值基本上是穩(wěn)定的， 自動化投用穩(wěn)定。6. 一次性投資小復合燃料單雙蓄熱組合從爐尾排出的煙氣量小、沒有換熱器阻力小，因此砼煙囪 及基礎、煙道基礎可以比單蓄熱常規(guī)加熱爐降低投資近500萬元左右。

圖1為本實用新型一實施例的結構示意圖。
具體實施方式
參見圖1，本實用新型復合燃料蓄熱式加熱爐的一實施例，其包括，爐體1，其沿長 度方向形成三個加熱段，即第一 第三加熱段11、12、13，其中，第一、第二加熱段11、12為 高熱值加熱段，第三加熱段13為低熱值加熱段；蓄熱式燒嘴2、3、4，分別設置于爐體各加熱 段11、12、13 ；對應高熱值加熱段的蓄熱式燒嘴接高熱值氣體管道5、6 ；對應低熱值加熱段 的蓄熱式燒嘴接低熱值氣體管道7;各氣體管道分別設有相應的控制閥8、9、10，其為流量 調節(jié)閥。所述的高熱值氣體管道5、6接焦爐煤氣管道；低熱值氣體管道7接高爐或轉爐煤
氣管道。[0045]所述的蓄熱式燒嘴2、3為單蓄熱式燒嘴，蓄熱式燒嘴4為雙蓄熱式燒嘴。在本實施例中，所述爐體1后部還設均熱段14及相應的燒嘴141和氣體管道142。第一、第二加熱段采用高熱值燃料(第三加熱段、均熱采用高爐煤氣可以節(jié)省出的焦爐煤氣用于增加第一加熱段、第二加熱段混合煤氣熱值)提高爐膛溫度；由于第一、第二 加熱段采用高熱值，只有不到11%的煙氣從爐尾排出，故此不必留設較長的不供熱段，這樣 蓄熱式燒嘴后移，最大限度減少了不供熱段的長度，鋼坯提前進入高溫區(qū)加熱，產能得以提 尚O當鋼坯溫度到達一定高度后，其自身的導熱系數(shù)有大幅度的下降，因此需要緩慢 加熱，過快的加熱速度將加大坯料斷面溫差，增大氧化燒損，而實際的產量提高仍然有限， 故此均熱段、第三加熱段采用低熱值的高爐煤氣為燃料是十分合適的。從熱工原理上講燃燒容積熱強度是一定的，也就是說單純依靠加大燒嘴能力實際 上就是強化加熱，其造成的危害是有目共睹的，出現(xiàn)爐膛壓力大冒火、燒損加大、斷面溫差 大、單耗高等問題是必然的。同一座加熱爐上采用不同的單一燃料、不同的燃燒方式工作這是在以往的加熱爐 上從未有過的想法和實踐。本實用新型在同一座加熱爐上采用單雙蓄熱組合的方式分別對不同的控制段進 行加熱。首次根據(jù)鋼坯的導熱率的變化進行不同燃料的配置。提高加熱質量。復合燃料單 雙蓄熱組合的供熱、燃料分配方式符合下面的鋼坯在不同溫度時的導熱系數(shù)，在自身導熱 率高的情況下快速加熱，在自身導熱率低的情況下慢速加熱，故斷面溫差小。均熱段、第三加熱段采用高爐煤氣，高爐煤氣熱值低，不會產生局部高溫區(qū)，噴入 爐內的煤氣量，形成擴散燃燒，故沿長度方案溫度均勻性好。完全可以滿足軋高質量鋼種的 需要。
權利要求1.一種復合燃料蓄熱式加熱爐，其特征是，包括，爐體，其沿長度方向形成至少三個加熱段，即第一 第三加熱段，其中，第一、第二加熱 段為高熱值加熱段，第三加熱段為低熱值加熱段；蓄熱式燒嘴，分別設置于爐體各加熱段；對應高熱值加熱段的蓄熱式燒嘴接高熱值氣 體管道；對應低熱值加熱段的蓄熱式燒嘴接低熱值氣體管道；各氣體管道分別設有相應的 控制閥。
2.如權利要求1所述的復合燃料蓄熱式加熱爐，其特征是，所述的高熱值氣體管道接 焦爐煤氣管道；低熱值氣體管道接高爐或轉爐煤氣管道。
3.如權利要求1所述的復合燃料蓄熱式加熱爐，其特征是，所述的蓄熱式燒嘴為單蓄 熱式燒嘴或雙蓄熱式燒嘴。
4.如權利要求1所述的復合燃料蓄熱式加熱爐，其特征是，所述爐體后部還設均熱段。
專利摘要—種復合燃料蓄熱式加熱爐，其包括，爐體，其沿長度方向形成至少三個加熱段，即第一~第三加熱段，其中，第一、第二加熱段為高熱值加熱段，第三加熱段為低熱值加熱段；蓄熱式燒嘴，分別設置于爐體各加熱段；對應高熱值加熱段的蓄熱式燒嘴接高熱值氣體管道；對應低熱值加熱段的蓄熱式燒嘴接低熱值氣體管道；各氣體管道分別設有相應的控制閥。本實用新型結合蓄熱式燃燒技術的自身特點，將不同種的燃料單獨供熱，各自采用不同的燃燒方式，充分發(fā)揮各種燃料以及燃燒方式的特點，最終實現(xiàn)低能耗、高產能、低氧化燒損，自動化系統(tǒng)投用穩(wěn)定的目的。
文檔編號F27B9/02GK201876105SQ20102062899
公開日2011年6月22日 申請日期2010年11月29日 優(yōu)先權日2010年11月29日
發(fā)明者趙猛 申請人:上海嘉德環(huán)境能源科技有限公司