[发明专利]采用蓄热式预热炉预热高炉煤气的双预热方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及高炉热风炉烧炉用煤气和助燃空气的预热领域，尤其涉及一种采用蓄热式预热炉预热高炉煤气的双预热方法及装置。

背景技术

提高高炉鼓风温度最直接的方法是采用高热值煤气作为热风炉的烧炉燃料，钢铁联合企业自产的高热值煤气有焦炉煤气和转炉煤气，这些高热值煤气一般用于轧钢厂和民用，很少用于高炉热风炉，即便有些钢铁厂可以给高炉热风炉提供少量的高热值煤气，由于煤气中的焦油、灰尘和酸性物易堵塞热风炉格子砖通道并造成格子砖表面渣化，降低热风炉寿命和效率。因此，目前国内外大多数高炉普遍使用高炉煤气作为热风炉的烧炉燃料。

另一种提高鼓风温度的方法是对热风炉烧炉用的高炉煤气和助燃空气进行预热，这种方法尤其适用于单一使用高炉煤气作为热风炉的烧炉燃料的钢铁企业。由于高炉煤气是一种易燃、易爆和剧毒的气体，为防爆防毒，国内外高炉炼铁行业一般采用金属管式换热器或金属板式换热器预热高炉煤气，煤气预热温度约200℃，同时将助燃空气温度预热至500℃以上，这样方可在单烧高炉煤气的条件下获得高于1250℃的风温。将助燃空气温度预热至500℃以上会带来以下问题：一是助燃空气与煤气的温差过大，热风炉的陶瓷燃烧器砌体会产生应力，影响陶瓷燃烧器寿命，二是助燃空气管道及阀门按高温设计，增加投资。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用蓄热式预热炉预热高炉煤气的双预热方法及装置，克服金属管式换热器或金属板式换热器预热煤气工艺存在的易积灰堵塞、酸性腐蚀、系统阻损大、预热温度低等缺点；降低空气和煤气的温差，有利于热风炉陶瓷燃烧器的稳定工作和长寿高效。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

采用蓄热式预热炉预热高炉煤气的双预热方法，采用蓄热式预热炉将部分高炉煤气预热至1000℃-1200℃，预热后的高温煤气与40-80℃的低温煤气混合，混合后的煤气温度控制在300℃-350℃去热风炉；同时将助燃空气预热至200℃-230℃去热风炉，这样在单烧高炉煤气条件下就可以实现不低于1250℃的高炉鼓风温度，其具体操作步骤如下：

1）当蓄热式预热炉处于燃烧期时，低温煤气入口切断阀和高温煤气出口切断阀关闭，助燃空气入口切断阀、烧炉煤气入口切断阀和烟气出口切断阀开启，助燃空气和煤气进入燃烧器充分混合再进入燃烧室燃烧，产生的高温烟气进入蓄热室将格子砖砌体加热至1200℃以上，换热后的低温烟气经烟气出口排放；

2）当蓄热式预热炉由燃烧期向送风期换炉时，提前减小助燃空气入口调节阀开度，降低空气过剩系数，控制炉内残留烟气中含氧量低于安全浓度，根据烟气出口的温度决定闷炉或换炉；

3）当蓄热式预热炉处于送风期时，开启低温煤气入口切断阀和高温煤气出口切断阀，关闭助燃空气入口切断阀、烧炉煤气入口切断阀和烟气出口切断阀，部分40-80℃的低温煤气由蓄热室下方进入，经格子砖砌体时被加热至1000℃±200℃的高温煤气，高温煤气经管道进入混合室，与40-80℃低温煤气混合成300℃±50℃的热煤气送给高炉热风炉；

4）当蓄热式预热炉由送风期向燃烧期换炉时，此时引入烟气将炉内残留高温煤气驱赶至高温煤气管道中实现残留煤气的回收，开启烟气风机、烟气出口切断阀和高温煤气出口切断阀，关闭助燃空气入口切断阀和低温煤气入口切断阀，烟气风机将烟气从烟气出口强制通入，将炉内残留的高温煤气驱赶至高温煤气管道中，当炉内煤气成分小于1-2%    时，蓄热式预热炉转入燃烧期，重复步骤1）。

当蓄热式预热炉由燃烧期向送风期换炉时，为防止煤气爆炸并保证煤气质量不受烟气的影响，用烧炉煤气驱赶烟气至烟道中，即关闭助燃空气入口切断阀、低温煤气入口切断阀和高温煤气出口切断阀，开启烧炉煤气入口切断阀和烟气出口切断阀，将炉内残留烟气驱赶至烟道中，然后换炉转入燃烧期，烧炉煤气入口切断阀和烟气出口切断阀的关闭或延时关闭通过烟道上设置的测氧仪器和煤气成分测量来控制。

采用上述蓄热式预热炉预热高炉煤气的双预热方法的装置，蓄热式预热炉的高温煤气出口通过高温煤气管道与混合室的高温煤气入口相连，混合室的低温煤气入口与低温煤气管路相连，混合室的混合煤气出口连接热风炉；空气换热器的烟气入口和出口分别与热风炉主烟道相连，空气换热器的热空气出口连接热风炉。

所述蓄热式预热炉的结构形式为外燃式、内燃式或顶燃式中的一种。

所述蓄热式预热炉的数量最少为两座，其工作制度为1烧1送。

所述蓄热式预热炉的烟道出口处设有烟气风机。