一种大型焦炉的高炉煤气前馈调节加热系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种大型焦炉的高炉煤气前馈调节加热系统，包括煤气总管、燃烧室煤气主管系统、燃烧室煤气支管系统和补充空气系统；所述燃烧室煤气主管系统包括煤气主管、旋塞、第一限流孔板和废气开闭器，所述燃烧室煤气支管系统包括煤气支管、开闭阀、第二限流孔板、调节旋塞和下喷管；所述补充空气系统包括压缩空气管、压缩空气支管、开闭阀和限流孔板。煤气总管内的煤气经燃烧室煤气主管系统和燃烧室煤气支管系统分别进入蓄热室加热后，向燃烧室供气，形成双通道煤气供给。本实用新型专利技术能提高炼焦生产效率，满足炼焦生产高效、节能和环保的要求。环保的要求。环保的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种大型焦炉的高炉煤气前馈调节加热系统


[0001]本技术涉及炼焦生产技术，尤其涉及一种大型焦炉的高炉煤气前馈调节加热系统。

技术介绍

[0002]大型焦炉是指炭化室高于6m，炭化室容积大于40m3/孔的焦炉，钢铁联合企业的大型焦炉通常采用高炉煤气(以下简称煤气)和焦炉煤气两种加热方式。一座焦炉大约由110～130个炭化室构成；炭化室与燃烧室沿焦炉纵向间隔布置，一个燃烧室由15～20组立火道组成；每个炭化室和燃烧室下方是对应的蓄热室。每个蓄热室由煤气蓄热室和空气蓄热室组成，每个蓄热室之间由主隔墙分隔，煤气蓄热室和空气蓄热室之间由单墙分隔。为了保证蓄热室长向气流分布均等，通常蓄热室长向每两立火道设一间墙，将蓄热室分成若干分格区；蓄热室的主隔墙中设有与立火道数量相等的焦炉煤气砖通道，每个砖煤气通道与燃烧室立火道相连。煤气蓄热室和空气蓄热室分为蓄热区和烟道，篦子砖将蓄热区和烟道分隔，蓄热区装填蓄热格子砖，烟道外部连接废气开闭器，煤气蓄热室和空气蓄热室上部设有连接燃烧室各立火道的斜道，煤气蓄热室废气开闭器连接煤气管和分烟道，空气蓄热室废弃开闭器连接大气和分烟道。煤气通过废气开闭器进入煤气蓄热室换热，空气通过废气开闭器风门进入空气蓄热室换热；换热后的煤气、空气进入燃烧室燃烧，燃烧废气通过下降蓄热室换热冷却至260～350℃经废气开闭器排至烟道，焦炉各蓄热室开闭器通过换向连杆机构同时进行煤气、空气与烟气流动方向的换向。换向周期一般设定20～30min/次。燃烧室立火道温度一般控制在1250～1350℃，煤料经过干燥、熔融、半焦固化阶段最终形成焦炭；焦饼中心温度达到950℃以上时，推焦机将焦饼推出送至熄焦系统。大型焦炉炭化室结焦时间大约在20～25小时之间。目前，在焦炉生产过程中，焦炉加热煤气系统采用恒流量向燃烧室供给煤气。
[0003][0004]炭化室内煤料在干燥、熔融、半焦固化各阶段的热物理参数发生变化，使煤料在不同阶段的导热系数和热容量随之变化。引起在一个结焦周期中炉墙向煤料传热、煤料之间的传热过程呈现不稳态传热过程。表现为在一个结焦周期内炉墙向煤料传热量呈现非稳态、递减的特点；在燃烧室恒定供给煤气流量条件下，焦炉装煤初期炉墙向煤料的传热量大于燃烧室内煤气燃烧热量，造成炭化室炉墙温度降低，使煤料结焦速度减慢；结焦末期焦饼需热量小于燃烧室内煤气燃烧热量，热量过剩致使出口烟气温度和焦饼温度也相应升高，
煤气燃烧热量未被有效利用。焦炉生产根据这一特点制定相应的炭化室推焦、装煤生产操作顺序，使燃烧室两侧炭化室的装煤时间不同。目的是为了减缓燃烧室两侧炭化室对燃烧室需热量变化峰差，均衡焦炉炼焦过程中供热不平衡的问题。例如2
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1推焦顺序的焦炉，燃烧室标准火道温度呈现周期性波动，温度波动幅度～50℃，周期为1/2结焦周期。显然，减少温度波动是有利于提高煤料加热速度和降低能耗。由于现有焦炉加热煤气系统和炉体结构，不具备根据标准火道温度波动调节各燃烧室煤气流量的手段和可能性。因此，目前焦炉燃烧室煤气流量均以定量供给方式。
[0005]炭化室机、焦侧宽度不同，要求燃烧室各立火道供热量不同，呈现沿机、焦侧各立火道煤气流量依次增加。通常采用蓄热室篦子砖的调节砖调整或烟道调节板调节每格蓄热区的煤气流量。这种调节手段调节工作量大，控制精度差，灵敏度低。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于，针对上述焦炉煤气加热系统对燃烧室横墙温度产生周期性波动现象时缺乏调节手段的问题，提出一种大型焦炉的高炉煤气双通道、高精度前馈调节加热系统，该系统能同时解决燃烧室立火道高炉煤气供给量调节精度差，灵敏度低的问题。提高炼焦生产效率，满足炼焦生产高效、节能和环保的要求。
[0007]为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种大型焦炉的高炉煤气前馈调节加热系统，包括煤气总管、燃烧室煤气主管系统、燃烧室煤气支管系统和补充空气系统；
[0008]所述燃烧室煤气主管系统包括煤气主管、旋塞、第一限流孔板和废气开闭器，所述燃烧室煤气支管系统包括煤气支管、开闭阀、第二限流孔板、调节旋塞和下喷管；所述补充空气系统包括压缩空气管、压缩空气支管、开闭阀和限流孔板；
[0009]所述煤气总管在焦炉地下室沿焦炉纵向布置；所述燃烧室煤气主管系统连接在煤气总管上，所述煤气总管经煤气主管和废气开闭器与每个煤气蓄热室烟道连接，所述煤气主管上沿煤气流动方向顺次安装旋塞和第一限流孔板；所述每个燃烧室煤气支管系统连接在煤气总管上，所述煤气总管通过煤气支管和下喷管与每个煤气蓄热室分格区连接；所述煤气支管上沿煤气流动方向顺次安装开闭阀和第二限流孔板，所述第二限流孔板后的煤气支管与每个下喷管之间安装调节旋塞，所述下喷管自下而上穿过焦炉基础与蓄热室分格区连通，所述蓄热室的每个蓄热室分格区设一个下喷管；所述压缩空气管在焦炉地下室沿焦炉纵向布置，所述压缩空气管分别通过各压缩空气支管与对应空气蓄热室烟道连接，所述压缩空气支管上安装开闭阀。
[0010]进一步地，所述大型焦炉的高炉煤气前馈调节加热系统还包括控制系统，所述控制系统分别与煤气主管的旋塞的液压交换机、废气开闭器的液压交换机相连，与煤气支管的开闭阀气动执行机构相连，与装煤车装煤操作机构相连，与焦炉直行温度、横墙温度、火落温度的测温传感器相连。
[0011]进一步地，每个所述煤气主管的旋塞间通过连杆机构相连，每个所述煤气主管的废气开闭器间通过连杆机构相连，所述连杆机构通过液压交换机驱动。
[0012]进一步地，每个所述煤气支管的开闭阀配套气动执行机构。
[0013]进一步地，每个所述燃烧室煤气支管系统中的下喷管是穿过焦炉基础和蓄热室隔
墙的预留孔插入到烟道篦子砖上方、格子砖下方的蓄热室分格区，使下喷煤气不通过篦子砖进入蓄热室分格区。
[0014]本技术大型焦炉的高炉煤气前馈调节加热系统的方法，包括以下步骤：煤气总管内的煤气经燃烧室煤气主管系统和燃烧室煤气支管系统分别进入蓄热室加热后，向燃烧室供气，形成双通道煤气供给。即所述燃烧室煤气供给量由燃烧室煤气主管系统和燃烧室煤气支管系统经蓄热室共同向燃烧室供气。
[0015]进一步地，在一个结焦周期内燃烧室煤气供给变化量是通过煤气支管系统调节实现，煤气支管系统调节灵敏、控制精度高，各煤气支管系统调节时彼此干扰小。
[0016]进一步地，所述燃烧室燃烧煤气总量的80～90％(优选85％)由煤气主管系统经废气开闭器、煤气蓄热室烟道进入煤气蓄热室分格区，所述燃烧室煤气主管系统煤气按恒流速供给；所述燃烧室燃烧煤气总量的10～20％(优选15％)由燃烧室煤气支管系统经下喷管穿过焦炉基础、蓄热室隔墙进入煤气蓄热室分格区，煤气支管是根据前馈系统中炭化室装煤顺序和燃烧室横墙温度波动预判模型进行供给的煤气量调节，系统调节灵敏度高；补充空气系统与煤气支管供给煤气同步将空气下喷进入空气蓄热室。
[0017]进一步地，控制系统根据设定的交换时间通过液压交换机定时驱动连杆移动，使各煤气主管的旋塞和废气开闭本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大型焦炉的高炉煤气前馈调节加热系统，其特征在于，包括煤气总管(1)、燃烧室煤气主管系统、燃烧室煤气支管系统和补充空气系统；所述燃烧室煤气主管系统包括煤气主管(2)、旋塞(3)、第一限流孔板(4)和废气开闭器(5)，所述燃烧室煤气支管系统包括煤气支管(6)、开闭阀(7)、第二限流孔板(8)、调节旋塞(9)和下喷管(10)；所述补充空气系统包括压缩空气管、压缩空气支管、开闭阀和限流孔板；所述煤气总管(1)在焦炉地下室沿焦炉纵向布置；所述燃烧室煤气主管系统连接在煤气总管(1)上，所述煤气总管(1)通过煤气主管(2)和废气开闭器(5)与每个煤气蓄热室烟道(11)连接，所述煤气主管(2)上沿煤气流动方向顺次安装旋塞(3)和第一限流孔板(4)；所述每个燃烧室煤气支管系统连接在煤气总管(1)上，所述煤气总管(1)通过煤气支管(6)和下喷管(10)与每个煤气蓄热室分格区连接；所述煤气支管(6)上沿煤气流动方向顺次安装开闭阀(7)和第二限流孔板(8)，所述第二限流孔板(8)后的煤气支管(6)与每个下喷管(10)之间安装调节旋塞(9)，所述下喷管(10)自下而上穿过焦炉基础(17)与蓄热室分格区连通，所述蓄热室的每个蓄热室分格区设一个下喷管(10)；...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴明明，
申请(专利权)人：大连昊通节能环保工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：