[实用新型]浓缩换热高风温球式热风炉组

说明书

本实用新型涉及一种为高炉提供风温的热风炉组，特别是利用低热值煤气经浓缩换热的高风温球式热风炉组。

目前常用的热风炉有管式热风炉、格子砖热风炉和球式热风炉三种。在炼铁高炉中，管式炉的风温为500℃，格子砖炉为800－900℃，球式炉为900－1000℃左右；在钙镁磷肥高炉上，由于煤气的热值比炼铁低很多，一般管式炉为300－400℃、格子砖炉为600℃，球式热风炉为600－700℃左右。为提高高炉风温，降低焦炭消耗，有些高炉采用外加高热值燃料的方法。因其燃料不易获得，价格昂贵，一般高炉均不采用。现行高炉的球式热风炉是用两座炉子工作，一个炉子用于燃烧，一个炉子用于送风，当第一个炉子球床被加热后，即转入第二个炉子加热，再由鼓风换取热量后送到高炉，由于鼓风加热的温度受到原始煤气热值浓度的限制，使风温不能提高，大量煤气被废弃。

本实用新型的目的是不需外加高热值燃料，利用高炉中发生的煤气，由三座经改进的球式热风炉组，通过浓缩换热，提高风温。

本实用新型由如下方案实现：

经改进的三座球式热风炉通过各管道，阀门的联接构成浓缩换热球式热风炉组。热风炉腔体上部为燃烧室，支柱14固定在炉底部，支柱14支撑炉篦子13上，球床12置于炉篦子13上，球床12由耐火球堆成，由陶瓷燃烧器32、33、34，热风总管18、载热总风管28，窥孔弯管36、净煤气管29、冷风管10、助燃风管11、助燃风混风管30、烟道管35与燃烧伐19、20、21、煤气截断伐22、23、24、煤气调节伐25、26、27、冷风伐1、4、7、助燃风伐2、5、8、烟道伐3、6、9、混风伐31的连接将冷风、助燃风、热风、载热风、煤气、尾气形成浓缩换热的管炉控制系统，其中助燃风混风管30设置在助燃风管11与载热总风管28之间，并由混风伐31调节控制参与燃烧的载热风温度，烟道伐3、6、9分别设置在烟道管35上，对排烟进行控制，助燃风伐2、5、8分别设置在助燃风管11与冷风管10之间对助燃风进行控制，冷风伐1、4、7分别设置在冷风管10上；对冷风进行控制，煤气调节伐25、26、27分别设置在净煤气管29上，对高炉送来的净煤气进行调节，煤气截断伐22、23、24分别设置在陶瓷燃烧器32、33、34与煤气调节伐25、26、27之间，以便截断高炉送来的煤气供给，燃烧伐19、20、21分别设置在燃烧室与陶瓷燃烧器32、33、34之间，用来控制燃烧和输送载热体、热风伐15、16、17分别设置在热风总管18与燃烧室之间，以控制热风输出，热风总管18一端连接高炉，另一端并联三座热风炉，用于对高炉提供热风输送，窥孔弯管36设置在煤气截断伐22后，以观察炉内燃烧情况及热风炉点火。

本实用新型经改进三座球式热风炉及通过各管、阀门的联接构成浓缩换热球式热风炉组。不外加高热值燃料，利用高炉中发生的煤气，以助燃风为载热体，进行无限循环逐级增载叠加浓缩，气体在球床中饱和换热，提高了燃烧热浓度、燃烧温度、球床温度及被加热的鼓风温度；选用荷重软化温度为1600℃的硅砖或硅泡砖作高温耐火材料，风温可达1350℃，用荷重软化温度为1800℃的刚玉、莫来石砖作耐火村料风温可达1550℃；用耐更高温度的耐火材料风温还可提高。

图1，单炉剖视图；

图2，球式热风炉组与管网联结图。

结合附图对本实用新型的实施及循环换热工作情况进行说明。

以备有200N³／分鼓风机的钙镁磷肥高炉，其煤气热值浓度为578大卡／N³为例，选用球床12直径为2.767m，球床高为6.99m的球式热风炉三座，其中填以φ25－35耐火球，每炉约装60吨，每N³鼓风占用球重为300kg／m³风，耐火材料的材质可选用硅砖或荷重软化温度为1600℃的硅泡砖，用风速为Q＝6000N³／小时的离心风机送助燃风，冷风管10、净煤气管29、用450mm的钢管，载热总风管28用450mm的镶有耐火绝热材料的钢管，热风总管18用φ500mm的镶有耐火绝热材料的钢管，助燃风管11用φ400mm的钢管，助燃风混风管30用300mm的钢管，冷风伐1、4、7、煤气调节伐25、26、27用φ450mm的通用伐门，助燃风伐2、5、8用400mm的通用伐门，热风伐15、16、17、燃烧伐19、20、21、煤气截断伐用φ500mm的热风伐，烟道伐3、6、9用φ680mm烟道伐或φ500mm的热风伐，助燃风混风伐31用φ300的通用伐门，陶瓷燃烧器32、33、34可用反射盘式陶瓷燃烧器；炉篦子13为生铁铸成栅状篦子，支柱14由生铁铸成或用耐火砖砌成，窥孔弯管36为具有可启闭窥孔玻璃的90°弯管。热风炉组循环换热工作情况为：当高炉开炉时，球床12处于冷态，需向高炉送冷风，高炉发生煤气后，进行第一循环作业，Ⅰ号炉处于冷态送助燃风，Ⅱ号炉燃烧，Ⅲ号炉处于冷态送鼓风，此时关闭冷风伐1、4，打开冷风伐7，由主风机经冷风管10送风进Ⅲ号炉，助燃风伐8和烟道伐9关闭，打开热风伐15，关闭燃烧伐19，鼓风由热风炉下部穿过球床12，经热风伐15进入热风总管18而送往高炉，此时热风伐16、17需关闭。由助燃风机送来的风，经助燃风管11送入Ⅰ号炉，打开助燃风伐2，关闭助燃风伐5、8，关闭烟道伐3、助燃风经助燃风伐2进入Ⅰ号炉下部，打开燃烧伐21，关闭热风伐17和煤气截断伐24，助燃风穿过球床12经燃烧伐21、陶瓷燃烧器34进入载热总风管28。进行燃烧的Ⅱ号炉，助燃风经Ⅰ号炉至载热总风管28的载热风经陶瓷燃烧器33，并打开燃烧伐20进入Ⅱ号炉与煤气混合燃烧；由高炉送来的煤气经净煤气管29、煤气调节伐26、煤气截断伐23、陶瓷燃烧器33、燃烧伐20进入Ⅱ号炉与助燃风混合燃烧，此时煤气截断伐24、22和煤气调节伐27、25需关闭，同时热风伐16关闭，烟道伐6打开，燃烧好的烟气向下穿过球床12将热量换给球床12经烟道伐6进入烟道35而送入烟囱排放；自进入第二循环作业，Ⅰ号炉送鼓风，Ⅱ号炉送助燃风载热，Ⅲ号炉炉燃烧，第二循环开始，燃烧得到载热叠加浓缩，进行第三循环，其Ⅰ号燃烧、Ⅱ号炉送风、Ⅱ号炉载热，自第三循环，高炉开始使用热风；第四循环、Ⅰ号炉载热、Ⅱ号炉燃烧、Ⅲ号炉送风，第五循环、Ⅰ号炉送风、Ⅱ号炉载热、Ⅲ号炉燃烧，第六循环、Ⅰ号炉燃烧、Ⅱ号炉送风、Ⅲ号炉载热。依次循环下去，载热体的温度越来越高，叠加的热量愈来愈多，燃烧热浓度也越来越浓，燃烧温度随之越来越高，由于饱和换热，鼓风被加热的温度有近似于载热风温度的水平。其拱顶温度为1550℃，鼓风温度为1350℃左右。