CN211373225U - 一种基于低热值煤气的点火保温预热系统 - Google Patents

Abstract

一种基于低热值煤气的点火保温预热系统，依据烧结机台车的运行方向，该点火保温预热系统包括点火段和保温预热段；点火段内设有点火装置，且点火装置位于烧结机台车的上方；保温预热段内设有预热换热器、保温燃烧器，预热换热器和保温燃烧器设置在烧结机台车的上方；该系统还包括低热值煤气管道；低热值煤气管道或助燃空气管道连接至预热换热器经过换热，然后连接至点火装置。本实用新型提供的技术方案，点火装置接入低热值煤气进行燃烧，能有效提炉膛的温度值，使得低热值煤气燃烧产生的热量满足对烧结物料点火的标准，有效利用低热值煤气，降低环境污染，降低企业生产成本。

Description

一种基于低热值煤气的点火保温预热系统

技术领域

本实用新型涉及一种混合式预热系统，具体涉及一种基于低热值煤气的点火保温预热系统，属于烧结装置技术领域。

背景技术

点火炉是烧结生产工艺的点火设备，用来向烧结机台车上的混合料表面提供高温带状火焰，混合料在抽风作用下，自上而下烧结。点火炉的点火温度直接关系着点火效果和烧结矿产品的质量。采用低热值煤气，如高炉煤气为燃料的点火炉，其理论点火温度仅1000℃，无法满足生产要求，需采取预热及补热措施，通过提高进入点火炉的空气或煤气的温度来提高点火温度。

传统机上式预热方式一般在点火炉保温段加设换热器，采用点火炉及料面的辐射热，或增加单独预热炉装置进行空气或煤气的预热，采用点火及料面余热辐射预热方式，预热后温度提高有限，效果不理想。另外，采用单独预热炉装置进行预热的方式，消耗煤气较多，不能回收利用料面余热，且燃料燃烧产生的高温烟气亦缺乏合理利用。

以高炉煤气为例，其着火温度为600-700℃，在开放空间难以着火，若不设密闭燃烧室，一般不能直接用于供热燃烧。高炉煤气着火后，环境温度低于700℃时，燃烧不稳定，容易脱火、熄火，安全性差。

现有技术中，存在如下不足：

1.在点火炉保温段加设换热器回收点火炉及料面辐射余热的方式，预热温度提高有限，保温段温度梯度大，热交换效率低，难以有效提高点火温度。

2.采用单独预热炉装置进行预热的方式，消耗煤气较多，需增加较多的设备及装置，投资大，设备笨重、管道复杂，难布置，低热值高炉煤气+供热需设置封闭、独立的燃烧室，燃料燃烧产生的高温烟气亦缺乏合理利用。

3.低热值高炉煤气着火温度高，无法在开放空间及较大抽风气流影响的工况条件下稳定燃烧，不能直接用于保温段炉膛的补热。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型能有效提高低热值煤气的热值，使得低热值煤气燃烧产生的热量满足对烧结物料点火的标准，有效的保证了整个烧结机烧结物料的质量；还进一步的提高加热段的加热效率，有效利用低热值煤气，降低环境污染，降低企业生产成本。本实用新型提供一种基于低热值煤气的点火保温预热系统，依据烧结机台车的运行方向，该点火保温预热系统包括点火段和保温预热段；点火段内设有点火装置，且点火装置位于烧结机台车的上方；保温预热段内设有预热换热器、保温燃烧器，预热换热器和保温燃烧器设置在烧结机台车的上方；该系统还包括低热值煤气管道；低热值煤气管道连接至预热换热器经过换热，然后连接至点火装置。

根据本实用新型的实施方案，提供一种基于低热值煤气的点火保温预热系统：

一种基于低热值煤气的点火保温预热系统，依据烧结机台车的运行方向，该点火保温预热系统包括点火段和保温预热段；点火段内设有点火装置，且点火装置位于烧结机台车的上方；保温预热段内设有预热换热器、保温燃烧器，预热换热器和保温燃烧器设置在烧结机台车的上方；该系统还包括低热值煤气管道；低热值煤气管道或助燃空气管道连接至预热换热器经过换热，然后连接至点火装置。

作为优选，该系统还包括稳焰器；稳焰器设置在保温燃烧器的外侧，并包围保温燃烧器的烧嘴。

作为优选，该系统还包括导流板；导流板设置在保温预热段内，并且位于烧结机台车与保温燃烧器之间。

作为优选，保温燃烧器包括：燃烧器本体、保温火焰喷出口、燃料入口；所述燃烧器本体设置在保温预热段内部侧壁上；保温火焰喷出口设置在燃烧器本体上，且保温火焰喷出口与保温预热段内部连通；保温燃烧器的燃料入口与低热值煤气管道连通。

作为优选，低热值煤气管道或助燃空气管道连接至预热换热器经过换热后，换热后的燃料(空气)经过预热燃料(空气)管道连接至点火装置的燃料(空气)进口；低热值煤气管道分出一条支路为预热燃料支路，预热燃料支路连接至保温燃烧器的燃料入口。

作为优选，该系统还包括：保温预段测温装置；保温预段测温装置设置保温预热段内。

作为优选，该系统还包括：点火段测温装置：点火段测温装置设置在点火段内。

作为优选，所述稳焰器为筒体结构，稳焰器内部设有稳焰丝。

作为优选，所述稳焰丝为金属丝或金属网结构。

作为优选，所述导流板设置在稳焰器的下方；导流板上设置有通气孔。

作为优选，所述导流板的上表面设置有热辐射反射膜。

作为优选，多个所述通气孔阵列设置在导流板上。

在本申请中，烧结机的烧结台车上设置有炉罩。炉罩内部为炉膛，炉膛分为加热段和保温段。物料在烧结台车上，先经过点火段加热，再到保温段进行保温；其中，点火段上设置有点火装置的喷火装置；而保温段的上方设置有预热换热器，通过预热换热器利用进入保温段内的烧结物料的辐射热，为点火装置的燃料或助燃空气进行预热。本申请的方案中，点火装置接入低热值煤气进行燃烧，能有效提炉膛的温度值，使得低热值煤气燃烧产生的热量满足对烧结物料点火的标准，有效利用低热值煤气，降低环境污染，降低企业生产成本。

需要说明的是，在现有技术中，点火炉一般由点火段、保温段组成，采用低热值高炉煤气为燃料的传统机上式预热点火炉，仅在保温段设有换热器或点火炉后段单独设预热炉进行预热。本发明混合式预热工艺点火炉结构保持与传统点火炉一致，点火炉由一定长度的点火段和保温段组成，仅利用保温段的部分，将保温段设计成混合预热结构，综合回收利用点火炉辐射热及外部补热。混合式预热结构由保温段的预热换热器、保温燃烧器、稳焰导管组成。混合式预热的热源来源主要有2个方面，一是点火炉点火产生的自身热辐射及点火后高温料面的热辐射，二是燃烧器提供的基于低热值煤气为燃料的外部热源补热。

以低热值高炉煤气为燃料的保温燃烧器，低热值煤气管道先通入预热换热器换热后通入保温燃烧器燃烧。保温燃烧器设置在保温段，利用燃烧低热值高炉煤气产生的热量调节保温段内的温度，防止保温段内出现温度过低的情况，从而有效的保证了整个烧结机烧结物料的质量。于此同时，保温燃烧器对保温段进行加热保温，还可以进一步的对预热换热器内的加热燃料或助燃空气进行增温，进一步的提高点火段的加热效率。

预热工艺原理为：台车上的混合料在加热段内完成点火后继续往前运行，加热段及混合料面的高温辐射热对金属换热器进行预热，同时保温段的保温燃烧器采用低热值的高炉煤气提供外部热源，通过稳焰导管控制高炉煤气在开放空间的稳定燃烧，对换热器进行加热，达到提高预热温度的目的。通过燃烧器调节阀门的开度大小，控制外部热源的补热量，从而控制预热温度。保温燃烧器设置在炉膛侧面，其喷出的空气、煤气混合气体，在稳焰导管内燃烧后产生的高温烟气经利用后直接进入料面，还能有效减少了冷风吸入，改善抽风烧结产生的边部效应，对烧结矿质量有利。

在本申请中，保温燃烧器具体包括燃烧器本体，低热值高炉煤气通过低热值煤气管道进入燃烧器。保温火焰喷出口喷出低热值高炉煤气及含氧气体，低热值高炉煤气被点燃产生火焰，火焰进入到保温段的内部，并对保温段内的烧结物料进行保温加热。

在本申请中，保温预热段测温装置测得保温段内的温度为T_实保，通过与目标保温温度T_目保进行对比，即可知保温段内的实际温度是否满足目标保温温度的要求，从而对保温燃烧器进行对应的调节。

在本申请中，点火段测温装置测得加热段内的温度为T实加，通过与目标加热温度T目加进行对比，即可知加热段内的实际温度是否满足目标加热温度的要求。从而对点火装置进行对应的调节。

在本申请中，通过稳焰导管能够更好的将火焰导入到保温段的内部，保温燃烧器产生的火焰对保温段内的物料保温加热均匀。

在本申请中，稳焰导管水平设置能有利于保温燃烧器产生的火焰导入到稳焰导管的尾部，能够对保温段内的物料进行保温加热。

需要说明的是，稳焰导管的尾部，即为稳焰导管远离保温火焰喷出口的一端。

在本申请中，导流板能够有效的分散从稳焰导管喷出的火焰(热量)，即防止保温燃烧器产生的火焰对保温段内的物料保温加热过度。

在本申请中，热辐射反射膜能够将喷射到导流板上的火焰(热量)反射至保温段的上方的预热换热器。有效防止保温燃烧器对导流板进行无效加热，能够更好的利用燃烧低热值高炉煤气产生的热量，提高资源利用率。

在本申请中，导流板水平设置和通气孔阵列设置，有利于均匀布置保温燃烧器长生的热量。

需要更加具体说明的是，由稳焰导管和导流板组成，吊挂安装在金属换热器下方。稳焰导管为耐热钢制作的筒体结构，内部设有金属丝或金属网组成的稳焰丝，一端与补热燃烧器火道连接，另一端伸入保温段炉膛，端头、筒身设计为多孔结构。稳焰导管下部设导流板，以减少燃烧区域的气流扰动，防止主抽气流速度过大时高炉煤气未完全燃烧即被抽走的情况。导流板由耐热钢板制作，设计为多孔式结构，开孔规格由工况条件确定。由侧墙上安装的燃烧器喷出来的空气、煤气混合气体在稳焰导管内开始燃烧，未完全燃烧的煤气在稳焰导管外部继续燃烧，最后形成高温烟气。

根据本实用新型的实施方案，提供一种点火炉：

一种点火炉，该点火炉包括：炉罩、隔板、加热段、保温段，第一种实施方案所述的基于低热值煤气的点火炉混合式预热系统；所述炉罩设置在烧结台车的上方；隔板设置在炉罩内，且隔板将炉罩的内腔分为加热段和保温段；点火装置的喷火口设置在加热段的炉罩上；基于低热值煤气的点火炉混合式预热系统设置在保温段的炉罩上。

在本申请中，点火炉能够结合低热值高炉煤气的燃烧特点，将低热值高炉煤气单独应用于对保温段的烧结物料的保温加热工艺中，从而使得进入该点火炉保温段的烧结物料得到有效的保温，提高了产品品质。

需要更进一步说明的是，本申请涉及的技术方案，以低热值煤气为燃料，利用点火炉保温段直接加热换热器，能有效提高预热温度；其次能够使得点火、预热高度集成化，设备设计、布置简单，投资少；再则，采用直接补热与料面辐射预热相组合的混合式预热工艺，提供外部热源的高温烟气又作用于烧结料面，热源综合利用效率高，且能改善改善抽风烧结产生的边部效应，对烧结矿质量有利；最后，点火炉更节能，点火效果更好。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、本申请提供的技术方案，能够防止保温段内出现温度过低的情况，从而有效的保证了整个烧结机烧结物料的质量；

2、本申请提供的技术方案，能够提高加热段的加热效率；

3、本申请提供的技术方案，能够使得保温加热工艺对烧结物料的保温加热更加的均匀。

附图说明

图1为本实用新型中基于低热值煤气的点火炉混合式预热系统的整体结构示意图；

图2为本实用新型中基于低热值煤气的点火炉混合式预热系统的管路连接示意图；

图3为本实用新型中导流板的结构示意图。

附图标记：

I：点火段；II：保温预热段；1：点火装置；101：燃料进口；2：预热换热器；3：保温燃烧器；301：燃烧器本体；302：保温火焰喷出口；303：燃料入口；401：保温预段测温装置；402：点火段测温装置；5：导流板；501：通气孔；502：热辐射反射膜；6：炉罩；7：隔板；8：加热段；9：保温段；10：稳焰器；

L0：低热值煤气管道；L1：预热燃料管道；L2：预热燃料支路。

具体实施方式

根据本实用新型的实施方案，提供一种基于低热值煤气的点火炉混合式预热系统：

一种基于低热值煤气的点火保温预热系统，依据烧结机台车的运行方向，该点火保温预热系统包括点火段I和保温预热段II；点火段I内设有点火装置1，且点火装置1位于烧结机台车的上方；保温预热段II内设有预热换热器2、保温燃烧器3，预热换热器2和保温燃烧器3设置在烧结机台车的上方；该系统还包括低热值煤气管道L0；低热值煤气管道L0或助燃空气管道连接至预热换热器2经过换热，然后连接至点火装置1。

作为优选，该系统还包括稳焰器10；稳焰器10设置在保温燃烧器3的外侧，并包围保温燃烧器3的烧嘴。

作为优选，该系统还包括导流板5；导流板5设置在保温预热段II内，并且位于烧结机台车与保温燃烧器3之间。

作为优选，保温燃烧器3包括：燃烧器本体301、保温火焰喷出口302、燃料入口303；所述燃烧器本体301设置在保温预热段II内部侧壁上；保温火焰喷出口302设置在燃烧器本体301上，且保温火焰喷出口302与保温预热段II内部连通；保温燃烧器3的燃料入口303与低热值煤气管道L0连通。

作为优选，低热值煤气管道L0或助燃空气管道连接至预热换热器2经过换热后，换热后的燃料(空气)经过预热燃料管道L1(空气)连接至点火装置1的燃料进口101或空气进口；低热值煤气管道L0分出一条支路为预热燃料支路L2，预热燃料支路L2连接至保温燃烧器3的燃料入口303。

作为优选，该系统还包括：保温预段测温装置401；保温预段测温装置401设置保温预热段II内。

作为优选，该系统还包括：点火段测温装置402：点火段测温装置402设置在点火段I内。

作为优选，所述稳焰器10为筒体结构，稳焰器10内部设有稳焰丝。

作为优选，所述稳焰丝为金属丝或金属网结构。

作为优选，所述导流板5设置在稳焰器10的下方；导流板5上设置有通气孔501。

作为优选，所述导流板5的上表面设置有热辐射反射膜502。

作为优选，多个所述通气孔501阵列设置在导流板5上。

实施例1

一种基于低热值煤气的点火保温预热系统，依据烧结机台车的运行方向，该点火保温预热系统包括点火段I和保温预热段II；点火段I内设有点火装置1，且点火装置1位于烧结机台车的上方；保温预热段II内设有预热换热器2、保温燃烧器3，预热换热器2和保温燃烧器3设置在烧结机台车的上方；该系统还包括低热值煤气管道L0；低热值煤气管道L0或助燃空气管道连接至预热换热器2经过换热，然后连接至点火装置1。

实施例2

重复实施例1，只是该系统还包括稳焰器10；稳焰器10设置在保温燃烧器3的外侧，并包围保温燃烧器3的烧嘴。

实施例3

重复实施例2，只是该系统还包括导流板5；导流板5设置在保温预热段II内，并且位于烧结机台车与保温燃烧器3之间。

实施例4

重复实施例3，只是保温燃烧器3包括：燃烧器本体301、保温火焰喷出口302、燃料入口303；所述燃烧器本体301设置在保温预热段II内部侧壁上；保温火焰喷出口302设置在燃烧器本体301上，且保温火焰喷出口302与保温预热段II内部连通；保温燃烧器3的燃料入口303与低热值煤气管道L0连通。

实施例5

重复实施例4，只是低热值煤气管道L0或助燃空气管道连接至预热换热器2经过换热后，换热后的燃料(或空气)经过预热燃料管道L1(或空气管道)连接至点火装置1的燃料进口101(或空气进口)；低热值煤气管道L0分出一条支路为预热燃料支路L2，预热燃料支路L2连接至保温燃烧器3的燃料入口303。

实施例6

重复实施例5，只是该系统还包括：保温预段测温装置401；保温预段测温装置401设置保温预热段II内。

实施例7

重复实施例6，只是该系统还包括：点火段测温装置402：点火段测温装置402设置在点火段I内。

实施例8

重复实施例7，只是所述稳焰器10为筒体结构，稳焰器10内部设有稳焰丝。所述稳焰丝为金属丝或金属网结构。

实施例9

重复实施例8，只是所述导流板5设置在稳焰器10的下方；导流板5上设置有通气孔501。

实施例10

重复实施例9，只是所述导流板5的上表面设置有热辐射反射膜502。

实施例11

重复实施例10，只是多个所述通气孔501阵列设置在导流板5上。

Claims (12)

1.一种基于低热值煤气的点火保温预热系统，依据烧结机台车的运行方向，该点火保温预热系统包括点火段(I)和保温预热段(II)；其特征在于：点火段(I)内设有点火装置(1)，且点火装置(1)位于烧结机台车的上方；保温预热段(II)内设有预热换热器(2)、保温燃烧器(3)，预热换热器(2)和保温燃烧器(3)设置在烧结机台车的上方；该系统还包括低热值煤气管道(L0)；低热值煤气管道(L0)或助燃空气管道连接至预热换热器(2)经过换热，然后连接至点火装置(1)。

2.根据权利要求1所述的点火保温预热系统，其特征在于：该系统还包括稳焰器(10)；稳焰器(10)设置在保温燃烧器(3)的外侧，并包围保温燃烧器(3)的烧嘴。

3.根据权利要求1所述的点火保温预热系统，其特征在于：该系统还包括导流板(5)；导流板(5)设置在保温预热段(II)内，并且位于烧结机台车与保温燃烧器(3)之间。

4.根据权利要求2所述的点火保温预热系统，其特征在于：该系统还包括导流板(5)；导流板(5)设置在保温预热段(II)内，并且位于烧结机台车与保温燃烧器(3)之间。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的点火保温预热系统，其特征在于：保温燃烧器(3)包括：燃烧器本体(301)、保温火焰喷出口(302)、燃料入口(303)；所述燃烧器本体(301)设置在保温预热段(II)内部侧壁上；保温火焰喷出口(302)设置在燃烧器本体(301)上，且保温火焰喷出口(302)与保温预热段(II)内部连通；保温燃烧器(3)的燃料入口(303)与低热值煤气管道(L0)连通。

6.根据权利要求5所述的点火保温预热系统，其特征在于：低热值煤气管道(L0)或助燃空气管道连接至预热换热器(2)经过换热后，换热后的燃料或助燃空气经过预热燃料管道(L1)或助燃空气管道连接至点火装置(1)的燃料进口(101)；低热值煤气管道(L0)分出一条支路为预热燃料支路(L2)，预热燃料支路(L2)连接至保温燃烧器(3)的燃料入口(303)。

7.根据权利要求1-4、6中任一项所述的点火保温预热系统，其特征在于：该系统还包括：保温预段测温装置(401)；保温预段测温装置(401)设置保温预热段(II)内；和/或

该系统还包括：点火段测温装置(402)：点火段测温装置(402)设置在点火段(I)内。

8.根据权利要求5所述的点火保温预热系统，其特征在于：该系统还包括：保温预段测温装置(401)；保温预段测温装置(401)设置保温预热段(II)内；和/或

该系统还包括：点火段测温装置(402)：点火段测温装置(402)设置在点火段(I)内。

9.根据权利要求2所述的点火保温预热系统，其特征在于：所述稳焰器(10)为筒体结构，稳焰器(10)内部设有稳焰丝。

10.根据权利要求9所述的点火保温预热系统，其特征在于：所述稳焰丝为金属丝或金属网结构。

11.根据权利要求4所述的点火保温预热系统，其特征在于：所述导流板(5)设置在稳焰器(10)的下方；导流板(5)上设置有通气孔(501)。

12.根据权利要求11所述的点火保温预热系统，其特征在于：所述导流板(5)的上表面设置有热辐射反射膜(502)；和/或

多个所述通气孔(501)阵列设置在导流板(5)上。

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