热风炉系统 介绍

一 高炉热风炉种类
2.2 内燃式热风炉特点
• 优点： 结构比较简单，能够得到高温热风。 • 缺陷： 1 煤气短路或直联（短路现象）。 2 香蕉效应。 3 燃烧室砖体、热风管拱门和热风炉燃烧器很容易变形 和受损。 4 燃烧产物分布不均。
5
6
脉冲燃烧。
温度波动损伤。
一
高炉热风炉种类
2.3 外 燃 式 热 风 炉
高铝质隔热砖 粘土质隔热砖 硅质格子砖 硅质墙砖 高铝保温砖 粘土保温砖
低蠕变高铝质墙砖
高铝保温砖
低蠕变高铝质格子砖
低蠕变粘土质格子砖 低蠕变粘土质墙砖 粘土保温砖 冷风入口组合砖
烟道出口组合砖
二 公司热风炉介绍
热风炉炉衬
1、燃烧室 顶燃式热风炉的燃烧室采用圆柱-锥台砌筑结构，砖衬由内向外分 别采用：硅砖、高铝隔热砖、粘土隔热砖及硅酸铝棉毯砌筑，钢壳内表 面喷涂一层耐火喷涂料。 2、蓄热室 采用19孔格子砖，孔径Φ30mm。 不同高度的格子砖因所处的温 度区域不同，所采用材质也不同，从上到下依次为硅质、 低蠕变高铝质、 低蠕变黏土质格子砖砌筑。 蓄热室耐火砖衬从上到下依次采用硅砖、 低蠕变高铝砖和低蠕变 黏土砖砌筑。耐火工作层之外为高铝保温砖和黏土保温砖。
（1）、闸式阀 阀门的开闭方向 和气流方向垂直，主 要用于切断洁净气体 的阀叫闸式阀。如热 风阀、冷风阀等。
（2）、球阀 主要用于切断含尘气体，如 煤气放散阀。
（3）、蝶式阀 阀板可以在阀体内旋转，常用于 调节气体流量，严密性较差，不宜用 于切断部位的阀叫蝶式阀。如空气调 节阀、煤气调节阀、混风调节阀等。
整体型热管换热器技术性能
序号 1 2 3 性 能 流量 Nm3/h 流体入口温度 ℃ 流体出口温度 ℃ 烟 气 21.3×104 ～300 170～190 空 气 9.3×104 20 ≥190 煤 气 13.6×104 70 ≥190
二
公司热风炉介绍
热风炉主要参数
序 号
1 2 3
参数名称
热风炉座数 送风制度 送风期
十九孔格子砖特性
• 蓄热室采用高效19 孔格子砖，每立方米格砖的加热 面积49.27m2，单位炉容加热面积：90.28m2/m3。
二 公司热风炉介绍
炉箅子、托梁及支柱
炉箅子采用托梁式结构，炉箅子、托梁及支柱 材质均采用中硅耐热球铁RQTSi4Mo，可长期在 废气温度 400℃工作。炉箅子采用三孔连通梅花 型炉箅子。
一 高炉热风炉种类
1
• 热风炉：
热风炉简介
连续式和间歇式
连续式缺点：高温陶瓷换热器技术不成熟。
• 间歇式：
蓄热式，为高炉热风炉采用，工作必须两座以上。
一 高炉热风炉种类
2 高炉热风炉分类
外燃式
结构区分： 内燃式（侧燃式、顶燃式） 一般区分： 外燃式、内燃式、顶燃式 发展历程： 内燃式→外燃式→顶燃式
高铝砖
Al2O3含量≥65%
1750~ 1790 ℃
1500-1550℃
粘土砖
Al2O3含量35-45%
1690~1730℃
1280-1400℃
煤气入口组合砖 助燃空气入口组合砖
预 燃 室
红柱石堇青石质球顶组合砖 高铝质隔热砖 粘土质隔热砖 人孔组合砖 硅质燃烧室组合砖
热 风 炉 内 衬
红柱石质 热风出口组合砖
二
公司热风炉介绍
助燃风机
两台助燃风机集中供风（1 用 1备）
技术参数 风量 出口风压 数值 12.5×10Nm 3/min 10～12kPa
配用电机功率
～630kW
二 公司热风炉介绍
煤气、助燃空气预热
烟气余热回收系统，利用烟气的余热，采用整体式热管换热器预热煤气及 助燃空气，使助燃空气和煤气的温度均达到≥190℃，换热器安装后没有任何 运行成本，它不但回收了烟气的余热，而且可以提高热风温度，降低了生产 成本。
四热风炉操作控制
1、热风炉的送风制度 热风炉的送风制度主要是“二烧一送”，有热 风炉检修时采用“一烧一送”的送风制度。送风温 度由混风调节阀控制。 2、热风炉的燃烧控制 热风炉燃烧控制主要是调节煤气量和助燃空气 比。燃烧初期设定煤气量及合适的助燃空气比。达 到拱顶温度管理区后调节煤气量和空气比值，保持 拱顶温度。达到废气温度管理区后，逐步降低煤气 量直到燃烧过程结束。
一 高炉热风炉种类
2.4 顶燃式热风炉
一 高炉热风炉种类
2.5 卡鲁金式热风炉
一 高炉热风炉种类
2.6 卡鲁金热风炉优点
1 煤气和空气喷射涡流式混合系统可使煤气燃烧比较充分。
2 热风炉没有短路的现象。
3 燃烧产物均匀供给蓄热室(95-97%)，提高了热风炉利用系数。
4 可承受煤气和空气预热到500-600 ℃。
外燃式热风炉结构特征
一 高炉热风炉种类
2.3 外燃式热风炉
• 外燃式热风炉最重要的改进是把燃烧室外置。燃烧室自身 具有外壳，改进后的热风炉更加可靠，运行更加稳定。 • 这种改进虽然消除了“短路”和“香蕉效应”两个缺陷。 • 使热风炉的构造更加复杂。这不但使得建造和设备的成本 提高了15～35%，而且需要占用更多空间。
二 公司热风炉介绍
燃烧装置
陶瓷燃烧器：采用新型顶燃燃烧器，置于热风炉的顶部。
优点： 煤气和空气充分混合完全燃烧 气体混合均匀，空气过剩系数小，可提高燃烧温度。 燃烧气体向上喷出，不再冲刷隔墙，延长了隔墙的 寿命， 同时改善了气流分布。
二 公司热风炉介绍
燃烧装置
二 公司热风炉介绍
阀门
5 温度在拱顶、蓄热室、内层和外壳上对称分布。降低了温度 剧变，改善了热风炉的稳定性。
一 高炉热风炉种类
2.7 两种顶燃式热风炉实物
二 公司热风炉介绍
• 公司采用卡鲁金顶燃式热风炉。
• 热风炉采用一列式布置，先建 设3座热风炉，在换热器和热 风炉之间预留4 号热风炉基础。
二 公司热风炉介绍
热风炉炉衬
单 位
座
数 值
3 两烧一送
min
45
4
5 6 7 8
热风炉全高
热风炉直径 上/下 格子砖高度 蓄热室截面积 单位 m3 格子砖加热面积
m
m m ㎡ m2/m3
44.4
10.174/8.834 22.5 47.78 49.27
9
10 11
格子砖总加热面
单位炉容加热面积 单位鼓风加热面积
m2
m2/m3 m2/m3.min
高炉热风炉及其工艺介绍
炼铁部 吴泽峰
目
一 高炉热风炉种类 二 公司热风炉介绍
录
三 热风炉工艺流程
四 热风炉操作要点难点
一 高炉热风炉种类
1 热风炉简介
• 历史：古代就有鼓风炼铁技术（风箱），到了 1828年开始使用热风炼铁。 热管换热→热风炉（1857年，考贝） • 提高风温效益：降焦、增产、提高生铁质量和喷 吹燃料的效率。
一
高炉热风炉种类
2.1 内燃式热风炉
• • • • • • • • • • • • 1-煤气管道 2-煤气阀； 3-燃烧器； 4-燃烧室； 5-热风管道； 6-热风阀； 7-大墙； 8-炉壳； 9-拱顶； 10-蓄热室；11-隔墙； 12-冷风管道；13-冷风阀； 14-烟道阀；15-炉箅子和支柱
煤气
空气
DN300
煤气总管
DN1800
DN2200
烟囱
预热器
DN3600 DN1800 DN500
热风炉烟气
空气总管
φ1920 制粉 or 水渣细磨
DN1600
热风总管
N2 氮气阀
煤气切断阀
煤气调节阀
煤 气 燃 烧 阀
倒流休风阀 热 风 阀 混 风 竖 管
高炉
空气燃烧阀
空气调节阀
混风切断阀 温度调节阀
二 公司热风炉介绍
热风炉常用耐火砖
耐材种类 组分 耐火度 荷重软化温度 特性 高温稳定性高。 低温热稳定性很差。使 用过程中，在800℃以下 要缓慢加热和冷却，以 免产生裂纹。 高温稳定性不如硅砖， 中温温度性好，密度大， 储热量大 高温稳定性相当差
硅砖
SiO2含量≥ 94%
1690~1730℃
1640~1670℃
一 高炉热风炉种类
2.4 顶燃式热风炉
• 顶燃式热风炉又称为无燃烧室 热风炉。 • 特点是将煤气和空气直接引入 拱顶空间内燃烧。 • 1978年于首钢建设了第一座投 入实用顶燃式热风炉，苏联卡 鲁金博士于1982年将顶燃式热 风炉推广到大型高炉。
一 高炉热风炉种类
2.4 第一代卡鲁金顶燃式热风炉
部 位 支柱 参 数 数 值
高
断面尺寸 厚 托梁 高 炉箅子 厚 外径 内径 上 下 上 下
2420 mm
340mm 270mm 30mm 100mm 400mm 500mm 250mm
二 公司热风炉介绍
炉箅子、托梁及支柱
公司炉箅子
其他炉箅子
二 公司热风炉介绍
热风炉大墙
大墙砖蓄热室和燃烧室结合部采 用迷宫结构，防止两部分大墙间的串 风。 燃烧室大墙采用多层次独立托圈。 这种形式结构简单，施工简便，使用 寿命长。其主要特点是热风炉上部的 高温区和下部蓄热室低温区的大墙砌 砖相脱离，使上、下两部分的膨胀互 不影响，从而有效地防止了由于耐火 砖的膨胀对大墙的破坏。
冷风均压阀
助燃空气总管
煤气总管
冷风总管
废风阀
冷风阀
烟道阀
放风阀
鼓风机
Leabharlann Baidu烟道
三 热风炉工艺流程
热风炉上下工序
上游工序 1 干法等煤气处理部门事故： 处理不好，引另一高炉煤气或者 官网煤气；热风炉停风 2 助燃风机事故：换备用风机；停风 3 鼓风机事故：换备用风机；停风 下游工序 热风炉停风 没有热烟气 制粉系统、水渣细磨烟气炉 互相影响 热风炉 高炉
热风炉砌筑各通道口采用组合砖，针对不同的温度区域选择耐
火材料。高温区采用硅砖；中温区采用低蠕变高铝砖；下部低温
区采用低蠕变粘土砖。在耐火材料外侧，根据各部位不同的工作条
件，分别选取不同牌号轻质高铝砖和轻质粘土砖，作为隔热材料。
在隔热砖外侧还采用隔热性能好的硅酸铝棉毯，以保证热风炉具有
很好的保温及吸收热膨胀性能。
热风炉的换炉操作
燃烧状态→送风状态
1. 选择好正确的炉号。 2. 关闭煤气调节阀。 3. 关闭空气调节阀(剩3%不关死)。 4. 关闭煤气切断阀。 5. 打开氮气吹扫阀。 6. 关闭煤气燃烧阀（煤气小放散阀自动打开）。 7. 关闭空气燃烧阀。 8. 关闭两台烟道阀。 9. 开启冷风均压阀（为热风炉均压）。 10.待均压完毕后，开启热风阀。 11.开启冷风阀，关闭冷风均压阀。 12.根据要求用混风调节阀调节入炉风温。
二 公司热风炉介绍
热风炉炉衬
3、组合砖
热风炉本体主要进、出口均采用组合砖砌筑，其中热风出口 采用红柱石质组合砖。
4、管道 热风竖管、热风总管、热风支管均采用低蠕变高铝砖和隔热砖 砌筑，管壳内表面喷涂不定型耐材，上方砖衬与喷涂料之间充填硅 酸铝棉毯。烟气管道不砌砖，管壳内表面喷涂不定型耐材。
二 公司热风炉介绍
1300~1360 300 (max:450) ≥1200 3900 ≥770 132600 ≥190 94000 1.05～1.1
%
≥77.6
三 热风炉工艺流程
放风阀 高炉
鼓风机
高炉煤气 富氧管
高炉混风竖管
1#
助 燃 风 2# 机
倒流休风管
1#
热 风 炉
2#
3# 预热器 烟囱
首矿大昌一号热风炉工艺流程图
二 公司热风炉介绍
热风炉主要阀门
设备名称 热风阀 冷风阀 空气燃烧阀 煤气燃烧阀 煤气切断阀 氮气吹扫阀 烟道阀 混风切断阀 倒流休风阀 直径 工作压力 DN 1400mm 0.43 MPa DN 1400mm 0.43 MPa DN1200 mm 0.43 MPa DN 1400 mm 0.43 MPa DN 1400 mm 0.02 MPa DN 150 mm 0.8 MPa DN 1600 mm 0.43 MPa DN 700 mm 0.43 MPa DN 700 mm 0.43 MPa 型 号 工作温度 QR746R ≤1350 ℃ QZ741Y ≤250 ℃ QZ741Y ≤250 ℃ QZ741Y ≤450 ℃ QD740H ≤250℃ Q741F-16C ≤200℃ QZ741Y ≤500 ℃ QZ741Y ≤500 ℃ QR743R ≤1300 ℃ 驱动形式 启闭时间 液 压 ≤ 15s 液 压 ≤ 15s 液 压 ≤ 15s 液 压 ≤ 15s 液 压 ≤ 5s 液 压 ≤ 15s 液 压 ≤ 5s 电动 ≤ 15s 液 压 ≤ 15s 阀门型式 闸阀 闸阀 闸阀 闸阀 蝶阀 球阀 闸阀 闸阀 闸阀 数量 3台 3台 3台 3台 3台 3台 6台 1台 1台
160701
90.28 41.21
序 号 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
参数名称 格子砖类型 拱顶温度 废气温度 热风温度 加热风量 煤气热值 平均煤气耗量 煤气、空气预热温度 平均空气耗量 空气过剩系数 热风炉效率
单 位
数 值 19 孔 ø30
℃ ℃ ℃ Nm3/min Kcal/Nm3 Nm3/h ℃ Nm3/h