一种配置单双蓄热双燃烧系统的轧钢加热炉技术方案

一种配置单双蓄热双燃烧系统的轧钢加热炉，属于工业炉技术领域。加热炉配套的两套相互独立燃烧系统，其主要构成包括：高炉煤气系统、天然气系统、空气系统、空烟系统、煤烟系统、炉尾辅助排烟系统、双蓄热烧嘴及天然气喷嘴等。其优点在于：在单台加热炉上同时配置两套燃烧系统，加热炉根据燃料的供给条件和价格，在线自动切换，互为备用，提高生产组织的灵活性和经济性。本实用新型专利技术解决了传统加热炉在不同阶段采用不同类型煤气时，需进行加热炉燃烧系统大修改造，来适应加热炉燃料变换，项目改造存在投产高、周期长等问题，且加热炉在线只能使用一种热值的煤气，组织加热炉生产不灵活的难题。本实用新型专利技术的投入使用，提高企业能源供给的灵活性和经济性，具有巨大经济效益、社会效益和环境效益，具有广阔的市场前景。具有广阔的市场前景。具有广阔的市场前景。

【技术实现步骤摘要】
一种配置单双蓄热双燃烧系统的轧钢加热炉


[0001]本技术属于工业炉
，特别涉及一种轧钢加热炉同时配置单蓄热和双蓄热双燃烧系统设计及切换使用方法。

技术介绍

[0002]蓄热式技术是国际上90年代迅速发展的新一代先进燃烧技术，具有高效、优质、节能和低污染排放等诸多优点，被誉为21世纪的关键技术之一，又被称为环境协调型燃烧技术。早在19世纪中期就开始应用于高炉、热风炉、焦炉等规模大且温度较高的炉子，但传统的蓄热室采用格子砖为蓄热体，热效率低，蓄热室体积庞大，换向周期长，限制了在其它工业炉上的应用。
[0003]1982年英国Hot Work Development公司和British Gas研究合作，成功开发第一座使用陶瓷小球作为蓄热体的新型蓄热式加热炉，节能效果显著。
[0004]20世纪90年代以来，国际上蓄热式燃烧技术的研究和应用方面取得了很大的进步，提升为“高温空气燃烧技术”(HTAC:High Temperature Air Combustion),目前投入的蓄热式加热炉已有上百座，但国内某钢铁公司转型升级搬迁项目是国内第1座一种轧钢加热炉同时配置单蓄热和双蓄热双燃烧系统的加热炉，由于钢铁基地各工序建设先后关系以及资金投入的制约，项目建设先期先上轧钢工序，轧钢工序之前的冶炼工序滞后1
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2年建设，因此轧钢加热炉设计煤气选择成为研究课题，考虑到整个钢铁基地建设和基地建成后能源平衡，基地建设先期配套轧钢工程采用8400Kcal/Nm3天然气作为燃料，将来非高炉炼铁工序投产后，采用700Kcal/Nm3高炉煤气作为主燃料，非高炉检修期间或高炉煤气供给不足期间，轧钢加热炉仍采用天然气作为燃料，为降低企业能源支出成本，实现企业自身的能源平衡。加热炉先后不同阶段采用不同热值煤气作为燃料，采用何种燃烧技术使将来生产燃料变换时，燃烧系统的改造费用最低、改造工期最短、改造前后燃烧系统控制精度不受影响。由于非高炉炼铁工序产生煤气的非连续性，为不影响加热炉稳定生产，加热炉设计还得考虑备用燃料的在线切换。因此综合考虑加热炉煤气热值的变化，加热炉燃烧系统的设计成为一个全新的课题。
[0005]由于钢铁基地各个工序建设先后步骤关系以及项目投资的制约，钢铁基地能源结构不断的变化，导致作为钢铁基地钢铁厂轧钢车间加热炉燃料也在阶段性的变化，在轧钢车间新建加热炉设计时，综合考虑燃料类型及热值变化对燃烧系统的影响，以及采用不同燃料类型及热值时，燃烧系统参数的相同点和不同点，把相同点和不同点综合考虑，建立静态和动态联系，以达到燃料类型及热值变换时，加热炉燃烧系统只作局部改造，甚至不改造，就能适用燃料变化对燃烧系统的影响，这正是本技术的内容。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于提供一种轧钢加热炉同时配置单蓄热和双蓄热双燃烧系统设计及切换使用方法。解决了传统加热炉在不同阶段采用不同类型煤气时，需进行加热
炉燃烧系统大修改造，来适应加热炉燃料变换，项目改造存在投产高、周期长等问题，且加热炉在线只能使用一种热值的煤气，组织加热炉生产不灵活的难题。
[0007]一种配置单双蓄热双燃烧系统的轧钢加热炉，主要包括高炉煤气系统、天然气系统、空气系统、空烟系统、煤烟系统、炉尾辅助排烟系统、双蓄热烧嘴及天然气喷嘴的设计及切换使用方法。
[0008]一种配置单双蓄热双燃烧系统的轧钢加热炉，在现有轧钢天然气加热炉的基础上，增加了高炉煤气系统、煤烟系统；所述的高炉煤气系统包括高炉煤气蓄热烧嘴通、高炉煤气调节阀、高炉煤气流量计、高炉煤气切断阀；所述的高炉煤气蓄热烧嘴通过高炉煤气管道依次连接高炉煤气调节阀、高炉煤气流量计、高炉煤气切断阀；所述的高炉煤气蓄热烧嘴安装在轧钢加热炉上；所述的煤烟系统包括煤烟管道、三通换向阀、煤烟调节阀、煤烟引风机以及煤烟烟囱等部件，所有部件通过煤烟管道连接成一整体，形成煤烟排烟系统。
[0009]一种配置单双蓄热双燃烧系统的轧钢加热炉使用方法，其步骤如下：
[0010]当采用天然气作为主燃料，应用空气单蓄热燃烧技术；提高供风系统风量，所述的供风系统风量是采用高炉煤气作为主燃料的1.4倍；天然气通过天然气喷嘴和空气蓄热烧嘴组合成燃烧单元，此时煤气蓄热烧嘴处于关闭状态，天然气喷嘴喷出的常温天然气和经空气蓄热烧嘴预热到1000℃的高温热空气边混合、边燃烧，将释放的热量传递给钢坯，将钢坯加热到出炉目标温度，送到轧机进行轧制，此时高炉煤气系统处于关闭状态，作为备用燃料；天然气通过天然气喷嘴和空气蓄热烧嘴组合成燃烧单元，此时煤气蓄热烧嘴处于关闭状态，天然气喷嘴喷出的常温天然气和经空气蓄热烧嘴预热到1000℃的高温热空气边混合、边燃烧，燃烧产生的烟气量，90％通过空烟引风机抽吸，经空烟烟囱排到大气，另外10％烟气量依次通过炉尾辅助烟道、煤烟烟囱排到大气，此时煤气蓄热烧嘴及煤烟排烟系统处于关闭状态；
[0011]当高炉煤气作为主燃料，使用空、煤气双蓄热燃烧技术，煤气蓄热烧嘴和空气蓄热烧嘴组合成燃烧单元，此时，天然气喷嘴处于在线备用状态，常温高炉煤气经煤气蓄热烧嘴预热到1000℃的高温热煤气和常温空气经空气蓄热烧嘴预热到1000℃的高温热空气边混合、边燃烧，将释放的热量传递给钢坯，将钢坯加热到出炉目标温度，送到轧机进行轧制，此时天然气系统处于关闭状态，作为备用燃料；空气蓄热烧嘴蓄热能力按照采用天然气单蓄热燃烧系统需要的供风量设计，燃烧产生的40％的烟气量通过空烟引风机抽吸，经空烟烟囱排到大气，另外60％的烟气量通过煤烟引风机抽吸，经煤烟烟囱排到大气，此时天然气喷嘴以及炉尾辅助烟道均关闭状态，此时，烟囱仅作为双蓄热燃烧系统煤烟排烟系统使用。在炉尾烟道设置闸板阀，确保燃料切换时，烟囱组合使用功能的实现。
[0012](1)两套独立的煤气设计以及煤气热值切换的设计及切换使用方法。加热炉投产前期采用天然气作为主燃料，应用空气单蓄热燃烧技术，由天然气喷嘴和空气蓄热烧嘴组合在炉内形成燃烧单元，进行钢坯加热。天然气、高炉煤气分别独立供给量需根据加热炉加热能力以及钢坯加热燃耗分别进行计算确定，独立供给天然气及高炉煤气管道分别依次设置切断阀、流量计、调节阀、煤气喷嘴等设施；
[0013](2)供风系统的设计及切换使用方法。考虑到燃料切换时，需要的空气量大小不一样，供风系统的鼓风机、管道口径、流量计、段调节阀按照供风量需求量大的燃料设计。在加热炉加热能力同等条件下，天然气燃烧供风量是高炉煤气的1.4倍，在燃料切换时，考虑供
风系统的精准调节、计量的工艺要求，鼓风机采用变频电机，流量计和调节阀选用量程比大的仪表设备。
[0014](3)高炉煤气蓄热烧嘴、天然气喷嘴、空气蓄热烧嘴组合设计及方法。当加热炉采用天然气作为燃料，仅投入使用单然蓄热燃烧技术，高炉煤气蓄热烧嘴处于在线备用状态，天然气通过天然气喷嘴和空气蓄热烧嘴组合成燃烧单元，此时煤气蓄热烧嘴处于关闭状态，天然气喷嘴喷出的常温天然气和经空气蓄热烧嘴预热到1000℃的高温热空气边混合、边燃烧，将释放的热量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种配置单双蓄热双燃烧系统的轧钢加热炉，以现有轧钢天然气加热炉为基础，其特征在于：增加了高炉煤气系统、煤烟系统；所述的高炉煤气系统包括高炉煤气蓄热烧嘴、高炉煤气调节阀、高炉煤气流量计、高炉煤气切断阀；所述的高炉煤气蓄热烧嘴通过高炉煤气管...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈迪安，江波，陈国海，李文，苗为人，汪小龙，高文葆，李浩，程杨，韩琳，刘磊，汪泽，王惠家，张元福，吴小冬，周超，
申请(专利权)人：北京首钢国际工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：