[实用新型]高炉热风炉烟气自循环燃烧系统

说明书

技术领域

本实用新型特别涉及一种高炉热风炉烟气自循环燃烧系统，适用于任何形式的热风炉（内燃、外燃或者顶燃，3座或4座配置），属于冶金工业技术领域。 

背景技术

高炉炼铁工艺中，节能降耗的一个最有效的途径就是提高高炉的入炉风温。风温的改善可以提高冶炼强度、降低入炉焦比，使吨铁能耗降低，还可提高产铁量。理论上认为风温升高100℃，可降低焦比8~15kg/t-Fe，多喷吹煤粉20~30kg/t-Fe，提高产量3~5%。 

现代高炉普遍采用蓄热式热风炉加热鼓风。热风炉由蓄热室和燃烧室两部分组成。工作周期包括燃烧期和送风期。燃烧期内，利用煤气燃烧产生的高温烟气加热蓄热室格子砖，使格子砖储备热量，然后换炉至送风期。高温烟气经格子砖吸热后温度降至300-400℃后经烟气总管排放。送风期则释放格子砖储备的热能将冷风迅速加热，再通过热风管道送至高炉使用。为满足高炉生产的连续性和可靠性，一座高炉一般配置3~4座热风炉。 

随着炼铁技术的发展，使用高风温已成为现代高炉的重要技术特征。现代热风炉要实现1250℃以上的高风温，寿命要大于30年，同时要降低CO₂、NO_X等污染物的排放，节约能源，实现长寿高效。进一步的，伴随着氧煤强化炼铁新工艺的推广应用，高炉对高风温的需求更加迫切，因此，热风炉在高炉生产中得地位越来越重要。与此同时，伴随高炉装备现代化水平和综合冶炼技术水平的不断提高，高炉的综合燃料比得以显著降低，使高炉煤气的发热值已经降至3000kJ/m³的低水平，不采用辅助方法，已无法达到较高的高炉风温。 

比较简单的解决办法是在高炉煤气中配加高热值煤气的方法来实现。比如宝钢的外燃式热风炉，通过在高炉煤气中配加5～10%的焦炉煤气，使理论燃烧温度达到1420℃以上，从而实现年均热风温度1250～1270℃。 

国内以首钢为代表的超高温热风炉技术，主要是通过将助燃空气、高炉煤气分别预热到600℃和180℃，来使理论燃烧温度高于1450℃，保证高炉稳定地获得1250℃及以上的风温。首钢曹妃甸5500m³高炉和迁钢4000m³高炉的热风炉，分别是在4座顶燃式热风炉和4座内燃式热风炉的基础上，各配加2座小热风炉来预热助燃空气至600℃，并采用传统的烟气余热利用技术来预热高炉煤气至180℃。这种方法不仅增加了小热风炉系统的额外投资，也增加了占地面积，而且使热风炉系统的工艺复杂化，并显著增加了系统散热损失。 

与本实用新型意图相近的传统技术是利用热风炉自身预热的方式，主要原理是热风炉送风后，利用炉内的余热将热风炉的助燃空气预热到500℃以上。该技术必须配置4座热风炉，操作制度是“两烧一送一预热”，即一座热风炉送风后，改为预热炉加热助燃空气，送至另一座热风炉燃烧。由于这种方法增加了热风炉管道的复杂程度和设备检修的难度，同时对热风炉燃烧操作产生较大影响，没有得到推广。 

又及，前述的现有热风炉均为常规热风炉，其燃烧原理和特征无本质区别。随着热风炉拱顶温度的提高，NO_X的生成将急剧加快，造成炉壳晶间应力腐蚀、污染环境等不利状况，因此设计开发出一种改变常规热风炉燃烧过程，进一步提高风温，降低CO₂、NO_X排放的高温低氧长寿高效热风炉已成为克服上述技术缺陷的迫切要求。 

实用新型内容

针对现有技术中的不足，本实用新型的目的主要在于提供一种高炉热风炉烟气自循环燃烧方法及系统，其仅靠单一的高炉煤气作燃料即可获得1250~1300℃的高风温，能同时实现高温低氧燃烧，投资少、工艺设备操作简单、余热利用率高、热风炉使用寿命长、NO_X污染小。 

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用了如下技术方案： 

一种高炉热风炉烟气自循环燃烧方法，包括：分别利用至少一热风引出支管和至少一烟气引出支管从热风总管和烟气总管中引出高温空气和烟气，并将被引出的高温空气与被引出的烟气在混风室混合形成热风炉燃烧助燃气体，而后将该热风炉燃烧助燃气体输入热风炉燃烧室，并与高炉煤气混合燃烧，获得1250~1300℃的高风温。

优选的，所述热风炉燃烧助燃气体至少由经热风炉加热后的高温空气和热风炉烧炉生成的烟气混合而成。 

进一步的，所述热风炉燃烧助燃气体的含氧量 为5~15wt%、温度在600℃以上。 

所述热风引出支管和烟气引出支管上均设有至少一切断阀和至少一调节阀。