热风炉系统介绍及节能思路
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热风炉系统简介
热风炉系统简介
热风炉是高炉送风系统中关键设备之一，用于将高
炉鼓风机送来的低温风加热成1200℃或更高的热风， 以满足高炉冶炼的高风温要求。 热风炉顾名思义就是为工艺需要提供热气流的集燃 烧与传热过程于一体的热工设备，一般有两个大的 类型,即间歇式工作的蓄热式热风炉和连续换热式 热风炉。在高温陶瓷换热装置尚不成熟的当今，间 歇式工作的蓄热式热风炉仍然是热风炉的主流产品。
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热风炉分类与结构-内燃式
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热风炉分类与结构-外燃式
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热风炉分类与结构-顶燃式
a
b
顶燃式热风炉 1－燃烧器；2－热风出口；3－烟 气出口；4－冷风入口 a－结16
各种结构的热风炉优缺点
结构类型 内燃式 优点 缺点 结构简单；建设费用较低； 蓄热室烟气分布不均匀；燃烧 占地面积较小 室隔墙结构复杂，易损坏 结构合理；各部位砖衬可 以单独膨胀和收缩；有利 于煤气燃烧；送风温度较 高，可长时间保持1300℃ 耐火材料工作负荷均衡； 结构对称，稳定性好；蓄 热室内气流分布均匀，效 率高。节省钢材和耐火材 料，占地面积较小。 结构复杂；材料用量大；技术 要求较高
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热风炉构成(以外燃式为例)
燃烧室 燃烧器 混风管道
蓄热室
冷风管道
烟道
煤气管道
助燃风管道
热风管道
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热风炉分类与结构
高炉热风炉从结构可以分为外燃结构的热风炉 和内燃结构的热风炉两个大类。 外燃结构热风炉是燃烧室设置在蓄热室的外面， 而是内燃结构热风炉是燃烧室与蓄热室在一个结 构里面。在内燃结构的热风炉中因燃烧室与蓄热 室之间的相对位置不同而分成顶燃式(燃烧室放 置在蓄热室上部)热风炉和侧燃式(火井燃烧室与 蓄热室并行放置)热风炉。 通常我们也将侧燃式热风炉称为一般意义上的 内燃式热风炉，因而在目前使用的热风炉中主要 是外燃式热风炉、内燃式热风炉和顶燃式热风炉。
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热风炉工艺节能-改善燃烧工艺
1、优化空气过剩系数 为保证煤气完全燃烧，一般空气供给量要在 理论需要量的基础上乘以过剩系数，形成空气过剩 的燃烧氛围。空气过剩系数过大或过小，均对燃烧 有不利影响。过大会造成烟气量增大，降低燃烧温 度，过小会造成煤气燃烧不完全，浪费燃料并污染 环境。 空气过剩系数的优化，除需要有经验的操作 人员凭经验摸索确定、优秀的设备和燃烧空间使空 煤气充分混合燃烧外，更依赖于完善的仪表检测与 控制系统。此部分在燃烧控制优化中讲述。
热风炉在高炉系统中所处位置
矿山
精矿 粉矿 块矿 焦炭 煤粉 熔剂 热风
焦化厂
制粉车间
鼓风机
球团矿 烧结矿
高 炉
水泥厂
铸铁机
放散
炉渣
铁水
高炉煤气
炼钢生铁
轧钢厂
铸造生铁
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热风炉在高炉系统中所处位置
热风炉
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热风炉外观轮廓
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热风炉原理
热风炉被广泛应用在工业生产的诸多领域， 因工艺要求不同、燃料种类不同、热风介质不 同而派生出不同用途与不同结构的热风炉。为 高炉冶炼提供高温热风的热风炉是其中一类。 本质上，蓄热式热风炉是一台大型的蓄热式 换热器。高温烟气通过时，蓄热体吸收高温烟 气热量并蓄存起来；冷风通过时，蓄热体将蓄 存的热量传递给冷风，将冷风加热到高炉所需 的风温。几台热风炉交替工作，以保证高炉得 到连续的热风。
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热风炉工艺节能核心-提高风温
高风温是高炉最廉价,利用率最高的能源。生产 实践表明，每提高100℃风温，可降低焦比4～7%。 热风炉拱顶温度是横梁热风温度的一个重要指 标。据生产实践统计，大、中型高炉热风炉拱顶 温度比平均风温高100~200℃，小型高炉热风炉 拱顶温度不平均风温高150~300℃。而实际拱顶 温度低于理论燃烧温70~90℃。 提高热风温度的措施有很多，总的可分三大类： 改善燃烧工艺，改良热工设备，优化工作制度。
外燃式
顶燃式
操作不便：热风出口、煤气和 助燃空气的入口、燃烧器集中 于拱顶；高温区开孔多，是薄 弱环节；燃烧器寿命短，不能 满足高炉一代寿命的要求。
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热风炉工作制度
热风炉为蓄热-送风周期性工作，为保证高炉供风 的连续性，通常设置若干座热风炉协同工作。 通常一座高炉配置三座或四座热风炉。热风炉群 采用两烧一送、一烧一送、交叉并联、半交叉并联 的工作制度，来保证热风供给的连续性。 热风炉工作状态通常按照以下顺序进行： 燃烧 休止 送风 休止
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热风炉原理(以外燃式为例)
燃烧过程
送风过程
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热风炉构成
热风炉是一个为工艺过程提供热风的完成燃烧过程与传 热过程的热工装置，其结构一定应该包含为燃料在其中燃 烧的燃烧装置，和气流在其中进行热量交换的传热装置。 对于为高炉提供热风的蓄热式热风炉而言，就必须有实 现燃烧过程的燃烧室与燃烧器，以及堆放能完成传热过程 的蓄热体的蓄热室；为了组织气流和实现气流过程的切换， 实现气流分配的冷风室和各种进出口与阀门也是必不可少 的。此外，由于高炉所需的热风具有一定的压力，为此一 个能够承受压力的金属外壳也是必不可少的。 因此，热风炉就是一个在金属外壳内砌筑耐火材料的承 压容器。
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热风炉工艺节能
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热风炉节能策略
热风炉是高炉供风系统的一个节 点设备。热风炉的工艺节能，要从整 个高炉系统着眼，从热风炉节点入手， 在保证高炉稳定、连续生产的前提下， 降低焦、煤、气、电的综合消耗及设 备的检修维护费用。 热风炉的节能不单是热风炉这一 工艺节点的节能，而是全流程、多指 标的综合节能。
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热风炉系统(以外燃式为例)
1－焦炉煤气压力调节阀；2－高炉煤气压力调节阀；3－空气流量调节阀；4－焦炉煤气流量调节阀； 5－高炉煤气流量调节阀；6－空气燃烧阀；7－焦炉煤气阀；8－吹扫阀；9－高炉煤气阀；10－焦 炉煤气放散阀；11－高炉煤气放散阀；12－焦炉煤气燃烧阀；13－高炉煤气燃烧阀；14－热风放散 阀；15－热风阀；16－点火装置；17－燃烧室；18－混合室；19－混风阀；20－混风流量调节阀； 21－蓄热室；22－充风阀；23－废风阀； 24－冷风阀；25－烟道阀；26－冷风流量调节阀