[发明专利]一种机下并联预热烧结用煤气和助燃空气的系统及其应用

说明书

技术领域

本发明属于钢铁冶炼领域，具体涉及一种助燃空气和煤气的预热系统及其在烧结工艺上的应用。 

背景技术

目前钢铁行业正大力提倡节能减排，尽可能的利用低热值煤气作为燃料，所以现在采用纯高炉煤气点火的烧结工艺也越来越多，由于高炉煤气热值低，通常在700～900kcal/m³，此热值煤气的理论燃烧温度T_理论一般不超过1400℃，根据T_炉温=T_理论×η，其能够达到的点火炉炉内温度为900～1050℃，不能满足烧结工艺点火1150±50℃的要求，点火效果差，能耗高。采用高炉煤气直接点火达不到烧结点火工艺的点火温度要求，因此需要对助燃空气和高炉煤气进行预热。现有技术为机上式卧式串联式结构，将卧式串联式预热炉布置在烧结机台车上的烧结点火炉后面（如图1所示），这种布置形式的存在的问题有：1、不适宜于烧结机的大型化；对于大型烧结机而言，烧结机台车的宽度加大，会导致换热器跨距加大，长度增加，无法解决热膨胀问题，从而导致管式换热器末端容易损坏，寿命变短；2、需要水冷装置；3、影响了工人操作空间及工作环境；由于预热炉紧挨点火炉，其燃烧产生的大量烟气不能瞬时排走，使得点火炉周边温度升高，烟尘较多，对工人的正常操作及检修产生不利因素，存在安全隐患；特别是在点火炉停机检修时，操作空间小，大大加长了施工周期。 

如果采用并联式空煤气双预热辐射管预热的预热方法（专利CN102759108），其包括辐射管燃烧器、用于煤气换热的二级换热器和用于空气换热的一级换热器，二级换热器的煤气出口和一级换热器的空气出口分别与辐射管燃烧器的煤气进口和空气进口连接；辐射管 燃烧器的烟气排出口与一级换热器的空气换热通道连通，一级换热器的空气换热通道与二级换热器的煤气换热通道连通，煤气换热通道与排烟管连通。利用燃料煤气预热空气后的余热对烧结用煤气进行预热，这种结构的预热方法要求用户能对使用完后的高温烟气进行有效回收利用，而现有烧结机结构下点火炉炉内产生的高温烟气则被全部主抽风机抽入烧结机的大烟道，难以回收，故该方法不适用于烧结系统，更不能满足大型烧结机对烧结煤气的需求。 

按照目前钢铁行业的发展趋势，大型烧结机将会越来越多，如采用纯高炉煤气点火，机上管式换热器串联布置空煤气双预热方式显然满足不了大型烧结机的要求。而且串联布置只采用一台预热炉同时对空煤气预热，煤气换热器位于助燃空气换热器之后，预热后的煤气温度提高不多，用于烧结点火的效果仍然不能与采用焦炉煤气等高热值煤气相比。 

发明内容

针对本领域存在的不足之处，本发明的目的是提供一种机下立式并联双预热烧结煤气的系统。 

本发明的另一目的是提出所述系统的应用。 

实现本发明上述目的的技术方案为： 

一种机下立式并联双预热烧结用煤气和助燃空气的系统，所述系统布置在烧结机下，包括并联的助燃空气预热炉和煤气预热炉； 

所述助燃空气预热炉和煤气预热炉内均设置有辐射换热器和管式换热器，所述辐射换热器位于管式换热器下方；所述辐射换热器高度H1为管式换热器高度H2的6-8倍。 

其中，所述助燃空气预热炉和煤气预热炉下方设置有若干个烧嘴，所述烧嘴的中心线平行于水平面。 

其中，所述烧嘴有2-4个。有2或3个烧嘴时，所述烧嘴在同一水平面上沿预热炉圆周方向均布。即烧嘴入口不正面相对，在圆形炉 壁上类切向布置，实现入炉高温烟气的环流。若所述烧嘴有三个，则三个烧嘴入口在同一水平面上，在圆形炉壁上均布。 

有4个烧嘴时，则分上下两层布置，每两个烧嘴在同一个水平面上。四个烧嘴的预热炉适于大型烧结机，以提供更多的高温烟气与热量。 

优选地，所述烧嘴为2个或4个时，烧嘴入口中心线距离为100mm-1000mm。 

其中，所述辐射换热器内壁为不锈钢材质，外壁为锅炉钢材质；所述管式换热器的换热管为不锈钢材质，也可以为锅炉钢材质，外壁为锅炉钢材质。辐射换热器内外壁之间设有导流片，导流片升角为30-60度，优选为30度。内外壁的间距为50-150mm，优选为100mm。 

其中，所述助燃空气预热炉和煤气预热炉均为立式的筒形结构，高度为1.8-3.0m；炉膛体积为3.0-4.5m³。待预热的煤气和助燃空气进入换热器的入口之前还分别设置有旁路管路和阀门，在换热器或者预热炉检修维护的时候可直接将待预热的煤气或者助燃空气送至点火炉，保证点火炉的运行。 

本发明所述的系统在矿石烧结中的应用。