專利名稱：：大型步進梁式板坯加熱爐使用高爐煤氣加熱的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于加熱爐
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是提供了一種大型步進梁式板坯加熱爐使用高爐煤氣加熱的方法，應(yīng)用于寬厚板工程板坯加熱，大量節(jié)約能源。
背景技術(shù)：
：蓄熱式技術(shù)是國際上90年代迅速發(fā)展的新一代先進燃燒技術(shù)，具有高效、優(yōu)質(zhì)、節(jié)能和低污染排放等諸多優(yōu)點，被譽為21世紀的關(guān)鍵技術(shù)之一，又被稱為環(huán)境協(xié)調(diào)型燃燒技術(shù)。早在19世紀中期就開始應(yīng)用于高爐、熱風(fēng)爐、焦爐等規(guī)模大且溫度較高的爐子，但傳統(tǒng)的蓄熱室采用格子磚為蓄熱體，熱效率低，蓄熱室體積龐大，換向周期長，限制了在其它工業(yè)爐上的應(yīng)用。1982年英國HotWorkDevel叩ment公司和BritishGas研究院合作，成功開發(fā)出第一座使用陶瓷小球作為蓄熱體的新型蓄熱式加熱爐，節(jié)能效果顯著。20世紀90年代以來，國際上蓄熱式燃燒技術(shù)的研究和應(yīng)用方面取得了很大的進步,提升為"高溫空氣燃燒技術(shù)"(HTAC:HighTemperatureAirCombustion)。目前，投入的蓄熱式加熱爐已有上百座，但首秦公司寬厚板工程加熱爐是第1座應(yīng)用雙蓄熱燃燒技術(shù)的大型步進梁式板坯加熱爐，從2006年8月竣工投入運行至2007年4月，滿足了各鋼種的加熱工藝要求，滿足軋線軋制鋼板入庫10萬噸以上的板坯加熱量。首秦公司加熱爐的順利投入為蓄熱式技術(shù)在大型板坯加熱爐領(lǐng)域的推進提供了實踐證明。首秦公司4300mm寬厚板軋機工程配套加熱爐，原常規(guī)加熱爐設(shè)計為以天然氣、高爐煤氣混合成熱值2200kcal/Nm3的混合氣為燃料，兩座加熱爐小時天然氣耗量達到7300Nm3/h，首秦公司的地理位置沒有可利用的天然氣管道，使用外購的天然氣做燃料必然增加成本，而且用罐車輸送的天然氣無法滿足現(xiàn)場大量的天然氣消耗要求，更重要的是外部能否保證長期穩(wěn)定供應(yīng)天然氣給工業(yè)使用，也存在不確定因素。因此，如何既能利用好首秦公司自產(chǎn)的高爐煤氣，又能滿足板坯加熱爐的使用要求，成為首秦公司加熱爐選型的重大課題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種大型步進梁式板坯加熱爐直接使用高爐煤氣加熱的方法，實現(xiàn)了直接利用低熱值煤氣為燃料的同時排煙溫度降至15(TC左右，充分回收廢氣余熱，有顯著的節(jié)能效果，并大大降低了污染氣體的排放，具有巨大的社會價值。本發(fā)明將蓄熱式技術(shù)應(yīng)用于大型步進梁式板坯加熱爐，主要工藝流程如下加熱所需板坯在入爐輥道上自動定位后由裝鋼機托起板坯送入加熱爐內(nèi)，并根據(jù)板坯寬度自動控制裝鋼機的行程，使裝入爐內(nèi)的板坯與爐內(nèi)前一塊板坯保持50mm間隔。爐內(nèi)步進梁通過上升一前進一下降一后退的循環(huán)運動，將板坯一步一步向前輸送，板坯經(jīng)過預(yù)熱段、各個加熱段和均熱段完成加熱和均溫過程，在這一過程中加熱二級計算機控制系統(tǒng)根據(jù)從數(shù)據(jù)庫調(diào)入的該板坯的原始數(shù)據(jù)自動生成加熱工藝(二級數(shù)據(jù)庫中有西門子公司多年的加熱數(shù)據(jù)模型，根據(jù)板坯數(shù)據(jù)二級系統(tǒng)自動對應(yīng)相應(yīng)加熱工藝要求)，自動設(shè)定和控制各段爐溫，使板坯到達出料端時加熱到軋帶了工藝要求的溫度。板坯到達由激光檢測器控制的出鋼位置后，托出機將其托出，放在出爐輥道上，然后由輥道送到除鱗機進行除鱗，除鱗后送入四輥可逆軋機進行軋制。其中具體板坯在爐內(nèi)加熱過程內(nèi)容如下-板坯通過步進梁由入爐向出爐端步進，在步進過程中通過預(yù)熱段、第一加熱段、第二加熱段、第三加熱段和均熱段，根據(jù)各鋼種加熱工藝要求對每個加熱段的加熱溫度進行控溫，各段溫度控制范圍<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>按爐膛實際溫度控制投入相應(yīng)加熱段的蓄熱式燒嘴數(shù)量(40對一52對)，自動燃燒系統(tǒng)將根據(jù)加熱工藝要求的溫度自動控制調(diào)節(jié)空氣、煤氣支管調(diào)節(jié)闊門，每個加熱段對應(yīng)有高爐煤氣支管和供風(fēng)支管，通過調(diào)節(jié)支管上的調(diào)節(jié)閥實現(xiàn)高爐煤氣與供風(fēng)的配比后(按流量計所測空氣與煤氣流量進行調(diào)配，空氣與煤氣的配比即空燃比為0.7)，送至蓄熱式燒嘴前，選擇各段位置蓄熱式燒嘴投入后，高爐煤氣與空氣分別通過蓄熱式室蓄熱至80(TC—100(TC后進入加熱爐內(nèi)實現(xiàn)板坯的加熱，加熱后產(chǎn)生的廢氣從對面的燒嘴通過引風(fēng)機抽引爐內(nèi)煙氣(通過調(diào)節(jié)引風(fēng)管路調(diào)節(jié)閥門實現(xiàn)爐膛壓力的調(diào)節(jié))，煙氣經(jīng)由蓄熱體時熱量被吸收，從高溫降至12018(TC，通過排煙管道送至煙囪排出，加熱爐兩側(cè)蓄熱式燒嘴交替燃燒、排煙完成整個加熱過程。蓄熱式燒嘴工作原理參照高溫空氣燃燒技術(shù)的工作原理圖1，以下為蓄熱式燒嘴具體工作狀態(tài)介紹-1.蓄熱式燒嘴成對工作，分別安裝在爐子兩側(cè)(A側(cè)、B側(cè))，兩側(cè)燒嘴交替變換燃燒和排煙狀態(tài)，蓄熱體(蓄熱式燒嘴內(nèi)置蓄熱體，蓄熱體是吸熱、放熱的中間載體)隨之變換吸熱和放熱狀態(tài)2.A側(cè)燒嘴燃燒時，進入燒嘴的空氣和煤氣被蓄熱體釋放的熱量加熱。與此同時，B側(cè)燒嘴排煙，煙氣熱量被B側(cè)蓄熱體吸收；3.換向后，B側(cè)燒嘴燃燒，空氣和煤氣流經(jīng)B側(cè)蓄熱體而被加熱，此時A側(cè)燒嘴排煙，煙氣熱量被A側(cè)蓄熱體吸收；4.如此周而復(fù)始，兩側(cè)蓄熱式燒嘴內(nèi)的蓄熱體不斷吸熱、放熱，排出的廢氣熱量被吸收存留，空氣和煤氣被加熱將熱量帶回爐內(nèi)，煙氣余熱得到充分回收；首秦公司寬厚板工程配套蓄熱式加熱爐主要技術(shù)參數(shù):<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>序號<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>首秦公司經(jīng)過與多家蓄熱式加熱爐設(shè)計單位技術(shù)交流，了解到目前蓄熱式技術(shù)在加熱爐領(lǐng)域的應(yīng)用已日趨成熟，蓄熱式燃燒技術(shù)為首秦公司加熱爐解決燃料問題提供一種較好的解決方案。北京神霧公司在國內(nèi)首創(chuàng)的蓄熱式燒嘴，可以把空氣和煤氣預(yù)熱到100(TC以上的高溫，即使燒純高爐煤氣，理論燃燒溫度能達到200(TC，加熱爐的實際爐溫可以達到1400°C，完全能夠滿足加熱爐的溫度要求。蓄熱式燃燒技術(shù)最重大的意義在于它直接利用低熱值煤氣為燃料，同時它能實現(xiàn)排煙溫度降至15(TC，充分回收廢氣余熱，有顯著的節(jié)能效果，并大大降低了污染氣體的排放，為企業(yè)帶來巨大經(jīng)濟效益的同時，具有更高的社會價值。北京神霧熱能技術(shù)有限公司承建的首秦公司寬厚板工程大型蓄熱式板坯加熱爐，在國內(nèi)仍屬首例，是國內(nèi)最大的采用以純高爐煤氣為燃料的雙蓄熱式板坯加熱爐。發(fā)明的效果蓄熱式高溫燃燒技術(shù)在大型步進梁式板坯加熱爐上的應(yīng)用，實現(xiàn)了大型寬厚板坯加熱爐不必參混其他高熱值燃料，直接使用純高爐煤氣作為加熱燃料。寬厚板工程加熱爐采用空氣、煤氣雙蓄熱式燃燒技術(shù)，實現(xiàn)了直接以純高爐煤氣為燃料,在利用首秦自有煤氣資源的基礎(chǔ)上，滿足加熱爐工藝溫度的要求，解決了加熱爐燃料的重大課題。同時具有巨大的節(jié)能效果，大大降低T污染氣體的排放，^"喉效果顯著。伴隨著全球能源的日趨緊張，使用純高爐煤氣的效益將更加可觀，從社會效益來看節(jié)能、環(huán)保等均十分有益，甚至超過直接經(jīng)濟效益，具有巨大的社會價值。首秦公司4300ram寬厚板軋機工程配套加熱爐，原常規(guī)加熱爐設(shè)計為以天然氣、高爐煤氣混合成熱值2200kcal/Nm3的混合氣為燃料，兩座加熱爐小時天然氣耗量達到7300Nm3/h，首秦公司的地理位置沒有可利用的天然氣管道，使用外購的天然氣做燃料必然增加成本，而且用罐車輸送的天然氣無法滿足現(xiàn)場大量的天然氣消耗要求，更重要的是外部能否保證長期穩(wěn)定供應(yīng)天然氣給工業(yè)使用，也存在不確定因素。因此，如何既能利用好首秦公司自產(chǎn)的高爐煤氣，又能滿足板坯加熱爐的使用要求，成為首秦公司加熱爐選型的重大課題。圖1為本發(fā)明蓄熱式高溫空氣燃燒技術(shù)的原理圖。其中，蓄熱蜂窩體1、蓄熱式燒嘴2、三通換向閥3、煤氣或空氣支管4、接煤氣或空氣廢氣支管5、煤氣或空氣主管6;箭頭代表爐內(nèi)燃燒廢氣流動方向。具體實施例方式蓄熱式加熱爐的加熱關(guān)鍵技術(shù)在于燃耗系統(tǒng)和排演系統(tǒng)的有機結(jié)合，采用蓄熱式燃燒技術(shù)的寬厚板工程加熱爐，蓄熱式燒嘴采用成對布置，從鼓風(fēng)機出來的空氣和高爐煤氣主管道送至爐體的高爐煤氣，通過換向閥切換進入蓄熱式燒嘴內(nèi)時被加熱，在極短的時間內(nèi)，常溫高爐煤氣和空氣被加熱到接近爐膛溫度，被加熱的高溫煤氣與空氣進入爐膛后，巻吸周圍爐內(nèi)的煙氣形成一股含氧量大大低于21%的稀薄貧氧高溫氣流，同時往稀薄高溫空氣與高溫高爐煤氣在貧氧狀態(tài)下實現(xiàn)燃燒；與此同時，爐膛內(nèi)燃燒后的熱煙氣經(jīng)過對面的蓄熱式燒嘴，將顯熱儲存在蓄熱式燒嘴內(nèi)的蓄熱體，然后低于150'C的低溫?zé)煔饨?jīng)過換向閥在引風(fēng)機的抽引下經(jīng)由廢氣管道進入煙囪后排出。工作溫度不高的換向閥以一定的頻率進行切換，使得兩個蓄熱式燒嘴處于蓄熱與放熱狀態(tài)交替工作，從而達到節(jié)能和降低肌排放量的目的。采用蓄熱式燃燒技術(shù)的寬厚板工程加熱爐，可以把空氣和煤氣預(yù)熱分別到iooo'c以上的高溫，實現(xiàn)了直接采用熱值較低的純高爐煤氣為燃料，高爐煤氣理論燃燒溫度能達到200(TC,加熱爐的實際爐溫可以達到140(TC，經(jīng)過首秦公司蓄熱式加熱爐l年的投入實踐證明，寬厚板工程加熱爐采用蓄熱式加熱技術(shù)能夠滿足了各種板坯加熱工藝要求。權(quán)利要求1、一種大型步進梁式板坯加熱爐使用高爐煤氣加熱的方法，其特征在于，板坯通過步進梁由入爐向出爐端步進，在步進過程中通過預(yù)熱段、第一加熱段、第二加熱段、第三加熱段和均熱段，根據(jù)各鋼種加熱工藝要求對每個加熱段的加熱溫度進行控溫，按爐膛實際溫度控制投入相應(yīng)加熱段的蓄熱式燒嘴數(shù)量，自動燃燒系統(tǒng)將根據(jù)加熱工藝要求的溫度自動控制調(diào)節(jié)空氣、煤氣支管調(diào)節(jié)閥門，每個加熱段對應(yīng)有高爐煤氣支管和供風(fēng)支管，通過調(diào)節(jié)支管上的調(diào)節(jié)閥實現(xiàn)高爐煤氣與供風(fēng)的配比后(按流量計所測空氣與煤氣流量進行調(diào)配，空燃比為0.7，送至蓄熱式燒嘴前，選擇各段位置蓄熱式燒嘴投入后，高爐煤氣與空氣分別通過蓄熱式燒嘴的蓄熱室被蓄熱至800℃-1000℃后進入加熱爐內(nèi)實現(xiàn)板坯的加熱，加熱后產(chǎn)生的廢氣從對面的燒嘴通過引風(fēng)機抽引爐內(nèi)煙氣，煙氣經(jīng)由蓄熱體時熱量被吸收，從高溫降至120℃-180℃，通過排煙管道送至煙囪排出，加熱爐兩側(cè)蓄熱式燒嘴交替燃燒、排煙完成整個加熱過程。2、按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，各段溫度控制范圍為第一加熱段950—1150。C，第二加熱段1150—1250。C，第三加熱段1200—1300°C，均熱段1150。C一1280。C。3、按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，投入相應(yīng)加熱段的蓄熱式燒嘴數(shù)量為40對一52對。4、按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的空燃比是指空氣與煤氣的配比。全文摘要一種大型步進梁式板坯加熱爐使用高爐煤氣加熱的方法，屬于加熱爐
技術(shù)領(lǐng)域：
。板坯通過步進梁由入爐向出爐端步進，在步進過程中通過預(yù)熱段、第一加熱段、第二加熱段、第三加熱段和均熱段，根據(jù)各鋼種加熱工藝要求對每個加熱段的加熱溫度進行控溫，按爐膛實際溫度控制投入相應(yīng)加熱段的蓄熱式燒嘴數(shù)量，選擇各段位置蓄熱式燒嘴投入后，高爐煤氣與空氣分別通過蓄熱燒嘴的蓄熱室被蓄熱至800-1000℃后進入加熱爐內(nèi)充分燃燒，從而實現(xiàn)板坯的加熱，煙氣經(jīng)由蓄熱式燒嘴的蓄熱室時煙氣熱量被充分吸收，通過加熱爐兩側(cè)布置的蓄熱式燒嘴交替燃燒、排煙完成整個加熱過程。優(yōu)點在于，利用蓄熱式加熱技術(shù)大大減少NOx化物污染氣體的排放，節(jié)能、環(huán)保效果顯著。文檔編號F27B9/28GK101314811SQ20081011596公開日2008年12月3日申請日期2008年7月1日優(yōu)先權(quán)日2008年7月1日發(fā)明者丁志勇,吳光蜀,吳道洪,張雷兵,濤李,新王,普王,王汝芳,田士平,董占斌,鄭新占,顏秉康申請人:秦皇島首秦金屬材料有限公司;首鋼總公司