咨询热线

0371-86122361
传真:0371-86122361
地址:河南省郑州市金水路226号楷林国际23层
邮箱:yuxing@myyuxing.com
网址:www.yuxing.net.cn

热风炉技术

安全长寿的顶燃式热风炉短焰燃烧技术

发布时间:2018-08-02点击量:69

 

摘要:豫兴旋流交错短焰无爆震燃烧顶燃式热风炉技术于2005年成功申报并获得为期20年的国家发明专利,是河南省豫兴热风炉工程技术有限公司与中冶赛迪联合研发的获得国际领先热风炉技术的重大科技成果,已在全国450m³--2500m³高炉配套的160多座顶燃式热风炉上得到应用,并取得良好的使用效果,受到用户欢迎。

关键词:豫兴热风炉  旋流交错  短焰燃烧  氮气吹扫

 

1、前言

顶燃式热风炉已成为我国炼铁高炉配套的主流热风炉技术。通过大量高炉换代大修以及对其配套的热风炉的停炉检修、大修实践,发现顶燃式热风炉预燃室燃烧器的损坏成为高发案例。其危害主要有:使煤气和空气混合更差、混合燃烧火焰更长、燃烧和送风预燃室温差更大、结构稳定性更差、排放污染更严重、风温降低更多。由于预燃室燃烧器喷嘴的移位、断裂、剥落,造成煤气吃进量减少,严重影响风温和热风炉的整体寿命。

2、安全控制的氮气吹扫程序不可停用或关闭

顶燃式热风炉预燃室设置有煤气、空气喷射集管和输送煤气、空气的环道综合混合燃烧的腔室结构,其主要目的是将煤气和空气输送进在预燃室瞬间实现快速着火燃烧。当设定的煤气,空气混合燃烧时段结束转换为送风模式时,预燃室燃烧器煤气环道还残存大量未燃煤气,在送风压力作用下,假如煤气阀门关闭不严漏风,就会有大量的高温高压空气进入环道,导致未燃煤气与压进煤气环道中在高温空气快速点燃爆炸。因此,当关闭阀门时就必须启动惰性的氮气气体对环道残存的未燃煤气实施稀释和冲压吹扫,才可开启安全送风。在送风转换为燃烧时,煤气环道内又残存大量高温高压空气,仍然必须启动氮气吹扫程序进行稀释和冲压吹扫,才可开始安全输送煤气燃烧。这个程序谓之安全操作程序,其氮气量不足或压力不够都存在安全隐患。无论如何,安全操作是顶燃式热风炉一切工作的重中之重。除此之外,燃烧器的混合燃烧设置结构是决定是否存在爆震燃烧的技术关键,本节着重通过三种混合燃烧技术特征说明爆震燃烧成因。

3、三种燃烧技术的特征比较

目前,顶燃式热风炉有长焰混合燃烧、短焰混合燃烧、无焰混合燃烧三种形式。下面具体分析爆震燃烧与这3种燃烧技术的关系。

   1)长焰混合燃烧器特征

预燃室腔壁面煤气,空气上单排下单排分层设置或上两排下两排数层分层设置,预混旋流混合燃烧,混合均匀程度一般,燃烧火焰长,废气成分中一氧化碳排放含量高、空气过剩系数大、一般为1.1-1.2,风温相对应低。缺点是预燃室燃烧和送风温差大,预燃室结构稳定性差。由于混合不好,造成点火浓度延时而爆震燃烧,频繁损坏煤气喷嘴的事实说明较大破坏力的爆震燃烧存在。

   2)短焰混合燃烧特征

预燃室腔壁面设置有煤气,空气左右交错设置旋流混合燃烧,混合相对均匀,火焰较短、燃烧相对较完全、风温相对较高、空气过剩系数小,一般为1.05-1.06,废气气量小,排放比较环保。设置特点为煤气和空气细分为多股小股流按一比一比例喷入燃烧室后,实现交错混合燃烧,弱化了爆震强度,具有不回火,不爆震,预燃室燃烧和送风温差小,预燃室结构就稳定长寿。与长焰混合燃烧技术相比较,其优越特性突出。

   3)无焰混合燃烧特征

在预燃室腔腔室壁面设置有煤气和空气共用混合预混燃烧喷嘴,形成预混燃烧火焰从同一个共用喷嘴喷出,再继续混合燃烧结构,煤气、空气混合均匀、燃烧完全,通过预燃室顶部窥视孔观察其混合燃烧无火焰焰苗,风温较高、空气过量系数为1.02,排放环保。一般把煤气和空气分为多股小股流的一对一先预混合燃烧再喷出火焰的燃烧技术。缺点是控制不好,易回火,造成燃烧室崩塌,预燃室燃烧和送风温差大,预燃室结构稳定性差。

4、短焰燃烧技术优势凸显

实践证明,介于长焰和无焰之间的短焰混合燃烧技术,是相对安全,且环保、节能、无爆震、无回火条件发生的高效混合燃烧技术。

该技术是按照1:1喷孔数量比例在预燃室腔壁面设置煤气、空气在同一水平高度壁面设置交错旋流混合喷嘴喷出就立即混合燃烧技术。克服了长焰和无焰两种燃烧器混合燃烧的弊端,燃烧无爆震,不回火,预燃室温差小,介于高温和低温之间的预燃室温度结构稳定,不易损坏。其煤气、空气喷出就立即进入旋流混合高浓度燃烧着火状态。由于其将煤气和空气采用多孔细股流切割细分,可使爆震燃烧强度减弱,稳定煤气喷嘴结构,使顶燃式热风炉结构完美,达到真正的长期稳定、高风温运行的目的。

豫兴公司参与150多座450-2500m³高炉配套煤气、空气分层设置预混旋流长焰燃烧顶燃式热风炉煤气喷嘴损坏大修案例研究,以及160多座短焰燃烧技术的顶燃式热风炉设计、建造应用实践,取得良好的优化使用效果。实践表明:短焰燃烧技术是综合了长焰和无焰技术的优点,并克服了两者的缺陷,彻底减弱和避免爆震和回火爆炸的安全节能燃烧技术,是现阶段和今后一段时期应大力推广的节能、环保、高效、高风温长寿前沿技术和发展方向。

5、结论

分层预混长焰旋流混合燃烧,风温低、废气量大,不环保,存在延时点火着火爆震燃烧缺陷,不符合高效、环保、高风温燃烧器的政策要求,是目前进一步优化革新的技术。

值得一提的是,就目前我国热风炉技术研究的状态,采用介于无焰和长焰燃烧技术之间的短焰燃烧技术符合目前炼铁的高风温和节能、减排、高效、长寿热风炉的需求。

虽然无焰燃烧技术具有环保、高效、高风温、无爆震,燃烧功率大等诸多优越特性,但其就控制不好易回火这一缺陷,存在潜在的回火安全隐患。继续深入研究探讨,优化其缺陷,无焰燃烧技术就会成为顶燃式热风炉最理想的节能环保主流发展技术。

 

 

版权所有:豫兴热风炉  技术支持:万博网络 邮编:450008
地址:河南省郑州市金水路226号楷林国际23层   电话:0371-86122361  传真:0371-86122361  统计代码放置
在线客服 客服软件
在线客服系统