新型煤粉热风炉
专业专注·全心服务
二○一○年
山东·济南
目录
一、煤粉炉---------------------------------------------------------3
1主要设备性能要求---------------------------------------------4 2煤粉炉的基本组成---------------------------------------------7 3工程条件-----------------------------------------------------7
二、热风炉安装、验收、调试要求------------------------------------10
1 安装--------------------------------------------------------10
2 设备验收----------------------------------------------------13
3调试---------------------------------------------------------14 4烘炉---------------------------------------------------------14 5烘炉曲线图---------------------------------------------------16 6调试---------------------------------------------------------16三、实物图例------------------------------------------------------17
1砌炉过程-----------------------------------------------------17 2实物运行-----------------------------------------------------18
一、煤粉炉
本技术规范书包括了热风炉的本体及其辅助装置的功能、结构、配置、自控、包装、运输、安装及工况工艺条件等方面的技术要求。
目前随着能源的日益紧张，节能降耗成了每个企业所必须关心的首要问题。在钾肥的生产中，由于能源成本高，节能降耗显得尤为重要。随着生产厂家的增加，产量的增大，竞争越来越激烈，众生产厂家都在抓管理、挖潜力、降能耗等手段以降低产品成本，从而在激烈的市场竞争中立于不败之地。作为从事炉窑设备开发、研究工作的专业队伍，早在九十年代就开始关注化工干燥设备的节能问题，从单元操作设备到燃烧热源都展开了广泛研究。
在公司众多技术专家的努力下，本公司成功推出环保、节能、效益型MFL 系列高洁净煤粉炉产品，彻底从燃烧技术上解决了多年来的国际性难题，实现了以煤代油、以煤代气，大大降低燃料成本，更符合当前国际环保界最新提出的清洁生产工艺的国际潮流。
煤粉炉早期受小型磨煤喷粉机的限制，只限用于大型电厂锅炉。随着技术的不断提高及社会的发展和需求，小型磨煤喷粉机被成功的开发、应用，并逐步取代链条炉。目前在工业锅炉、窑炉、退火炉、干燥、煅烧、取暖等行业广泛应用。煤粉炉的燃烧效率高达98%以上，比链条炉节能20～30%，操作简单、泼辣耐用、升温快、调温方便，对煤质要求低（4000kcal/kg～7000 kcal/kg）、维修简单、投资省等优点。
本公司已将其系列化，目前已开发了100～2000万大卡/时的系列产品，部分型号已投入使用。
本公司生产的高效、节能、环保型MFL系列煤粉炉产品，现己成功应用于有机肥、氯化钾等产品的生产千燥。在山东济南佐田氏肥料有限公司、青海中
航资源有限公司等众多知名厂家干燥工段生产线中使用取得良好效果，得到用户的一致好评。
本公司自行研制、开发的小型工业煤粉炉填补了国内空白，达到了预期目的，燃煤炉的成本燃气炉的效果。
1主要设备性能要求
煤粉炉(炉体部分)
序号名称性能要求
1.00 供热量600～800×104Kcal/h
2.00 热风温度300～750℃
3.00 热风温度波动范围450℃
4.00 热风入干燥机要求烟气含尘量成60mg/Nm3，无黑点，对产品质量无影响
5.00 烟尘排放林格曼黑度注<1级
6.00 单台燃煤机额定燃煤量1500～2000Kg/h
7.00 热效率≥98%
8.00 燃烧方式负压
9.00 耐火及保温材料低蠕变高铝粘土轻质保温砖
10.00 热风出口尺寸
11.00 炉体结构基本形式燃烧室+高温净化室(二次燃烧，三级净化，满足出口烟气含尘量要求）
12.00 清灰方式和周期螺旋随时除灰
13.00 炉体重量418t
辅机部分
破碎机
序号名称性能要求
1.00 工作能力3吨/时
2.00 规格型号PS—3000
3.00 电机功率7.5kw
4.00 电机防护等级IP54
5.00 电机防腐等级WFI
磨煤机
序号名称性能要求
1.00 燃煤量1500～2000Kg/h
2.00 额定供热量600～800×104Kcal/h
3.00 送煤方式连续自流式送煤
4.00 控制方式手动普通控制
5.00 电机功率55KW
6.00 电机防护等级IP54
7.00 电机防腐等级WF1
8.00 燃煤机重量2t
除灰螺旋输送机
序号名称性能要求
1.00 规格型号LSS-200
2.00 除灰方式自动连续除灰
3.00 控制方式手动普通控制
4.00 电机功率7.5KW
5.00 电机防护等级IP54
6.00 电机防腐等级WF1
燃烧鼓风机
序号名称性能要求
1.00 型号4-72-6C
2.00 风量12240m3/h
5.00 转速1800r/min
6.00 电机功率11KW
7.00 控制方式手工普通控制
8.00 电机防护等级IP54
9.00 电机防腐等级WF1
10.00 配电柜柜体防护等级IP30
11.00 风机叶轮材质碳钢
12.00 风机机壳材质碳钢
主轴材质45#
注：林格曼是反映锅炉烟尘黑度（浓度）的一项指标！
林格曼烟尘浓度表的使用方法：观察者站立在与烟囱距离40米左右的地方，（观察者与烟囱间无障碍物），将林格曼图板竖立在距观察者一定距离上，这个距离的大小取决于观察者的视力，一般以15米为好。放好之后，将烟色与图板的黑度进行对比，从而可以得知烟气的烟尘浓度。林格曼图是用来衡量烟气黑度级别的，共有6级，从0至5级。在白色的底上用黑色的小方格表示，白色面积为100%时为0级，当黑色面积为20%时为1级，黑色面积为40%为2级，依次类推，60%为3级，80%为4级，100%为5级。
2、煤粉炉的基本组成
喷粉机、高速喷煤嘴装置、点火室（砌体）、燃烧室（砌体）、进风室（砌体）及其补风门。3工程条件
3.1煤场条件:
燃料用煤需能储存一周以上用量的煤场，约300m2。为节省投资，可采用部分露天煤场，1/4一l/5的区域加简易棚盖。
3.2操作条件:
3.2.1集中控制操作室:长×宽×高 = 8m × 5m × 5m
3.2.2操作人员:上煤、操作控制1人，操作人员上岗前须经培训。
3.3消防要求:
热风炉厂房及堆煤场按丁类三级消防规范，与普通厂房要求设消火栓即可。3.4煤粉炉的技术先进性
3.4.1热风温度高达1000度以上；
3.4.2热效率高达98%；
3.4.3温度稳定，产品水份稳定；
3.4.4煤种适用面广，即使劣质煤也能燃烧。
3.4.5环保达国家二类区标准，无废水、废气排放。
3.5煤粉炉的使用寿命
设计寿命10年，大修周期3～5年。
3.6煤粉炉的安全性
煤粉炉设计常压操作，无易燃、易爆有毒气体产生。我公司的产品在投放市场后，至今未发生过任何安全事故。
3.7煤粉炉使用的可靠性和适用性
一般工业炉、热风炉每年都要进行一次维修，我公司热风炉一年中基本上无故障。特别是变工况运行适应能力强，经多个厂家的长期运用，都达到了预期的效果，得到了使用厂家的一致好评。经技术可行性评估及实际使用证明:MFL 煤粉炉是可行的，对物料的白度无任何影响，大大的节约了燃料费用，降低了运行成本。
●为保证完全燃烧，炉膛结构及设备配套做到:
A.保持一定的高温环境，以便能产生急剧的燃烧反应;
B.供应燃煤在燃烧中所需的充足而适量的空气，供风均匀，使煤粉能够完全燃烧;
C.补风——所采取的适当措施能够保证空气与燃料很好的接触混合，并提供燃烧反应所需的时间和空间;
D.鼓风机及磨煤机相互匹配，保证了炉膛燃煤量与风量风压的相互匹配，确保燃烧充分;
E.及时排除燃烧产物--煤灰。
我公司在大型热风炉的设计、制造、安装、使用中积累了丰富的经验，各环节要点具体阐述如下:
煤粉炉基本组成为：磨煤喷粉机、燃烧室、净化室、混风室及调风阀。
磨煤喷粉机主要组成为磨煤机和高速喷煤嘴装置，及其燃烧室砌体，净化室、挡墙结构。因此煤粉炉至600～800万大卡/时，由于宽度、高度较大，属大型炉范畴，一般设计炉窑不怕长、就怕宽与高，故许多炉窑设计者遇到这类大型炉均较为棘手。根据我公司从实践中取得的经验，对主要部件采取了以下几点措施:
1、磨煤机及燃烧室
①、磨煤机
800万大卡/时需煤量较大，因此对磨煤机组的各个零部件的耐磨、抗拉强度有较高的要求。我公司为此对磨煤机的各零部件的材质十分重视，请山东大学机械系为我们攻关，成功推出耐磨合金特殊零部件具有十分优良的耐磨、抗拉、抗弯、抗氧化等性能。这极大地减少磨煤机的维护率和故障率，提高了磨煤机的使用寿命〔实践证明在大型炉中，磨煤机零部件材质的选取是合理的）。
②、燃烧室炉体砌筑
燃烧室的炉体与净化室比，易受急冷急热，长期使用又受高温，故对耐火材料的热震性、抗蠕变性要求较高，使用普通高铝砖虽然耐火度与荷重能满足要求，但遇急冷急热易断裂，长期高温线膨胀大，炉拱内应力大，影响炉体使用寿命。而我公司采用HDRL-型砖很好的解决了上述问题。
2、净化室
①、选材
大型炉不是小型炉简单的放大。但与小型炉比，净化室炉体又高又大，选材要合理。特别是隔墙，既耐高温又受火焰冲刷又荷重，故要有较高的荷重软化性、抗剥落性。
②、结构
结构要合理，各墙体、过道设计结构强度要好，受力避免集中。
③、砌筑
砌筑质量也很重要，我公司的砌炉队是经过严格训练的稳定队伍，具有丰富的筑炉经验和敬业精神。
3、设计宗旨
我公司在研发上不惜投入，在设计上磨煤喷粉机、炉窑受力的力学计算，
炉膛、燃烧通道的容积计算，烟气阻力、炉体散热、蓄热等均已建模。我公司的设计己进入计算机程序模块化设计。可提供最优组合方案，避免了试验次数。全公司每一位工作人员非常重视质量，视“质量为企业生存之本”。
二、设备安装、验收、调试要求
1 安装
我公司负责全套设备整机安装及设备现场技术指导服务(不包括土建基础施工)。我公司认为完善的现场安装管理体系是保证工程施工质量的前提条件，我们将通过以下各项措施来保障工程顺利，按期安装完成及一次性调试成功。
1.1质量保证体系及措施
1.1.1项目质量组织保证体系：以经理负责制及项目管理组织，层层把关，责任到人。
1.1.2目标：保证优良，并保证一次性调试成功。
1.1.3质量保证措施
我公司在原材料采购、设备制造、安装环节层层把关，责任到人。
耐火材料的采购：
①按设计要求进行采购，质量标准必须符合图纸要求，外形尺寸、耐火度等必须满足使用要求，选择国家免检产品及正规厂家。
②耐火砖的包装、运输必须符合包装标准，不允许在装、运过程中对其表面有损伤。
③耐火材料到场后，按低温区用普通标砖、普通异形砖、高温区用高铝标砖、高铝异形砖、圈梁浇注料、砌砖用耐火粘土等，分类码垛堆放并标示清楚，以便在砌炉时不乱、用不错砖，确保砌炉质量。
④在砌筑时运输过程中，对耐火砖轻拿轻放不允许投掷、扔抛，运输车辆
应铺上胶皮或软质胶垫等，以免对表面进行损伤。
⑤磨煤喷粉机等关键设备出厂前进行48小时不间断运行，并做好原始检测记录。
1.1.3.1施工准备阶段的质量控制措施
1.1.3.1.1 严格把好审图关，现场技术主管组织施工员进行审图，对施工设计图进行复核。如有疑问应及时向有关部门人员提出，以便顺利施工，并做好审图纪录。
1.1.3.1.2 施工员应根据施工内容编写施工方案，进行技术交底，并做好技术交流纪录。
1.1.3.1.3砌炉工具准备——搅拌机、灰砖推车、无齿金刚切割据、橡皮锤、抹灰刀、线绳、线坠、盒尺、水平尺等。
1.1.3.1.4选砖、摆砖——砌筑前首先进行选砖、磨砖（将砖表面的毛刺磨掉）保证砖表面的平整，将不合格的砖踢出放在一旁，并按图纸要求将各种不同拱形的异形砖（在整个的炉子设计中有多种不同尺寸的拱，因此需不同型号的多种拱砖）在地面上摆好并作好标示，保证砌筑时与图纸对号入座以免错用，从而保证了设计与砌炉质量。
1.1.3.1.5砌砖打泥——按窑炉砌筑要求，砌筑时应将砖各粘合面泥打满、打均保证95%以上，泥不宜打得太多，重要是均。
1.1.3.1.6安砖、敲砖——在每块砖安好后用橡胶皮锤敲打结实、均匀，挤出泥浆确保2mm砖缝为宜。
1.1.3.1.7切割砖——购砖时应考虑部分七分头，如砖不合适时不允许用瓦刀、锤子砍砖、敲砖、砸砖，必须用金刚无齿锯切割。
1.1.3.1.8膨胀缝——炉墙在高温时会产生剧烈膨胀，冷却后会收缩（常说的“热
胀冷缩”），因此要留膨胀缝，通常膨胀缝为3m留一道，缝隙为15mm，并用硅酸铝粘毡塞实即可。
1.1.3.1.9圈梁浇筑——当墙砌到拱炫处时，墙用浇注料找平、安好拱角砖、焊好拱角槽钢，一切准备就绪后，将事先按比例混合好的袋装干浇注料，再与水按比例混合用搅拌机搅拌好的浇注料，一次性注入浇筑并用振动棒振实、振均、振出浆为宜。
1.1.3.1.10顶拱（大拱）的砌筑——当拱角砖、圈梁安好浇筑后，此时均可支胎模，胎模支好后，均可按事先选好的砖开始砌筑，从一端向另一端一行一行的排砌，砌筑的操作要领同砌墙相同。
1.2 工程安全保证措施
树立“安全第一，预防为主”的思想，严格按公司安全要求进行施工，具体内容如下:
1.2.1 安全管理制度
1.2.1.1 建立健全安全生产责任制，责任落实到人，现场考核与奖惩制度要有明确的安全技术指标。所有的施工人员必须参加安全、技术培训方可上岗。
1.2.1.2 我公司施工人员都为训练有素的熟练人员，对新进工地小工等施工人员必须进行安全培训。施工人员变换工种，须进行新工种的安全技术教育。工人应掌握本工种的操作技能，熟悉本工种的安全技术操作规程。
1.2.1.3管理技术人员布置工作时必须同时进行全面的、针对性安全技术交底并有交底记录。
1.2.1.4 焊接、电气等特种作业人员必须持证上岗使用。
1.2.1.5 必须建立现场定期安全检查制度，有时间，有要求，明确重点部位、危险岗位。安全检查有记录，对查出隐患及时整改。
1.3工程工期保证措施
1.3.1项目领导班子要有现代施工管理意识与科学工作安排的能力。
1.3.2科学计划、合理安排、充分利用劳动力。
1.3.3配备充分的施工力量和足够的施工机械。
1.3.4与其它专业单位密切配合、合理调度，充分利用各单位、各工种施工的时间差、空间差。
1.3.5严格按工期计划施工，因故变化调整，必须尽早采取措施补回耽误的工期。确保在总工期内完工。
2 设备验收
炉体和净化室的施工验收按GBJ21工《工业炉砌筑工程施工及验收规范》进行。3调试
3.1烘炉前准备工作
3.1.1磨煤喷粉机定位，燃烧室、净化室的砌筑和外包全部完工；
3.1.2检查门、观火口旋转开启灵活无阻碍
3.1.3点火台放好适量木柴
3.2机电设备单机调试
3.2.1燃烧风机电机转向正确，无超标噪音，接口不漏风
3.2.2除灰螺旋调试启动后运转正常
3.2.3磨煤喷粉机运转无碍，运行时间不得低于8小时
4烘炉
4.1烘炉目的
烘炉就是对新砌筑的或长期停用的燃烧炉在投入运行前对炉墙进行干燥处理，以提高其强度。否则潮湿的炉墙一旦与高温烟气接触，由于水分急剧蒸发、
体积膨胀而产生一定的力，使炉墙裂缝或变形损坏，严重时会使炉墙倒塌。4.2．烘炉前的准备工作
（1）热风炉主体及其附属设备全部组装完毕，各机械设备运转正常；
（2）炉墙砌完后应打开各处炉门，补冷风口等自然干燥三天以上；
（3）清理炉膛、烟道和风道内部杂物；
（4）烘炉期间始终将布袋除尘器旁路系统提升阀处于打开状态，使烟气直接排空而不经过滤袋（因烘炉时湿气大易结露，可有效保护布袋）；
（5）做好烘炉组织工作，并制订烘炉操作程序。在整个烘炉过程中应有专人负责。
4.3．烘炉方法
烘炉的热量可来自燃料，热风或蒸汽三种、后两种方法应用很少。现仅介绍燃料烘炉的方法：
（1）点火——用木柴或易燃烧的燃料进行点火。木材点火，温升火旺时开启磨煤喷粉机，微调喷煤量增加燃烧室内的煤浓度；燃烧鼓风机要风道通畅，并适当送入自然风助燃，促使煤粉燃烧；
（2）烘炉——点火后最初三天，（72小时）将木柴集中在沉降室中间，用小火烘烤，按烘炉曲线进行，当温度和时间保持到一定程度时，需加煤升温，温度波动不得过大，烟气通过旁通系统排出。炉膛负压保持0.5－1毫米水柱，三天后可喷少量煤粉以逐渐取代木柴烘烤。适当增加通风，在整个烘炉过程中，温度必须缓慢升高，尽量保证各部位的温差均匀且较小；保证膨胀均匀避免墙烘干后失去密封性。当温度升到500℃时可采用强制通风，启动引风机，将调风门调到最小。
（3）烘炉时间与热风炉容量、形式及炉墙的干湿程度有关。一般小型热风炉为
8－10天，较大热风炉为10－15天。如果炉墙潮湿，气候寒冷，烘炉时间还应适当延长。要求按照烘炉曲线进行操作。
烘炉的合格标准，一般取沉降室底部上方1.5米高处红砖及耐火砖T字交叉缝处的炉墙灰样进行分析，当其水分下降到2.5－3％时，即认为合格。
5、烘炉曲线图
说明：此图为煤粉炉燃烧、沉降室专用，由专业的司炉人员严格按此曲线进行操作，保持温度范围偏差为±20°C,并作记录（1小时1次）。
6调试
5.1负荷由小到大逐步提高
5.2正常运行满足生产需要
三、实物图例1砌炉过程
2实物运行
山东邦华能源环境工程有限公司
陆长青186******** 2013年11月18日星期一
热风炉的有关计算
5.1.1 计算的原始数据 高风量 1381686008.2302'=?=f V 标米3/小时 热风出口处的平均温度 ,1100R f t =℃ 冷风入口温度 ,30L f t =℃ 规定的拱顶烟气温度14001=y t ℃ 平均废气出口温度 2502=y t ℃ 净煤气温度 35=m t ℃ 助燃空气温度 20=k t ℃ 热风炉座数 3=n 座 热风炉工作制度“二烧一送”，其中送风周期1=f τ小时，燃烧周期时间 9.1=r τ小时，换炉时间1.0=?τ小时，总的周期时间3=?++=ττττr f z 小时。 高炉煤气成分（干）%： C O 2 C O H 2 C H 4 N 2 共计 2 1.07 2 0.45 1 .29 0.63 5 6.57 10 0.00 5.1.2 燃烧计算 （1）煤气成分换算 净煤气在35℃时饱和水含量为47.45克/标米3，1标米3干煤气的总含水量为 45.6700.2045.47=+克/标米3。 换算水蒸气的体积百分含量： %74.745 .6760.80345 .6710060.803100222=+?= += O H O H W W O H 则湿煤气成分的换算系数 923.0100 74 .71001001002=-=-=O H m 湿煤气成分的体积含量（%）： 2CO 37.18923.09.19=?
CO 89.23923.08.25=? 2H 369.0923.04.0=? 4CH 554.0923.06.0=? O H 2 74.7 2N 09.49923.019.53=? 总和 00.100 （2）煤气发热值计算 S H H C CH H CO Q H P 242423.551428.857.252.30++++= 千卡/标米3 式中 S H H C CH H CO 24242,,,,——煤气中各成分的体积含量，%。 49.778554.08.85369.07.2589.232.30=?+?+?=P H Q 千卡/标米3 （3）燃烧1标米3煤气的空气需要量 21 5.1325.05.02242420S H O H C CH CO H L +-+++= 标米3/标米3煤气 则 63.021554.00.289.235.0369.05.00=?+?+?=L 标米3/标米3 煤气 计算实际空气需要量，设过剩空气系数20.1=α，则 756.063.020.10=?=?=L L α 标米3/标米3煤气 （4）燃烧1标米3煤气生成的烟气量百分组成 助燃空气中带入的水忽略不计，按下式计算： 22222,SO O N O H CO m y V V V V V V ++++= 标米3/标米3煤气 )22(01.0'22224242L O H O H S H H H C CH V O H ?+++++= )2(01.042422H C CH CO CO V CO +++= )79(01.022L N V N += L V O )1(21.02-=α S H V SO 201.02= 式中 S H O CH CO CO 2242,,,,等——湿煤气中各成分的体积含量，%； '2O H ——助燃空气中水的体积含量，%。 则 43.0)554.037.1889.23(01.02=++?=CO V 16.0)768.074.7369.074.7554.02(01.02=?+++??=O H V 10.1)768.07909.49(01.02=?+?=N V 032.0768.0)120.1(21.02=?-?=O V
热风炉———高炉高风温的重要载体 来源：中国钢铁新闻网作者：毛庆武张福明发布时间：2008.04.29 高风温是现代高炉的重要技术特征。提高风温是增加喷煤量、降低焦比、降低生产成本的主要技术措施。近几年，国内钢铁企业高炉的热风温度逐年升高，2007年重点企业热风温度比上年提高25℃。特别是新建设的一批大高炉（大于2000立方米）热风温度均超过1200℃，达到国际先进水平。如2002年后，首钢技术改造或新建高炉的热风温度均实现高于1200℃的目标。 热风炉是为高炉加热鼓风的设备，是现代高炉不可缺少的重要组成部分。提高风温可以通过提高煤气热值、优化热风炉及送风管道结构、预热煤气和助燃空气、改善热风炉操作等技术措施来实现。理论研究和生产实践表明，采用优化的热风炉结构、提高热风炉热效率、延长热风炉寿命是提高风温的有效途径。 高风温有赖热风炉的结构优化 20世纪50年代，我国高炉主要采用传统的内燃式热风炉。这种热风炉存在着诸多技术缺陷，且随着风温的提高而暴露得更加明显。为克服传统内燃式热风炉的技术缺陷，20世纪60年代，外燃式热风炉应运而生。该设备将燃烧室与蓄热室分开，显著地提高了风温，延长了热风炉寿命。20世纪70年代，荷兰霍戈文公司（现达涅利公司）对传统的内燃式热风炉进行优化和改进，开发了改造型内燃式热风炉，在欧美等地区得到应用并获得成功。与此同时，我国炼铁工作者开发成功了顶燃式热风炉，并于上世纪70年代末在首钢2号高炉（1327立方米）上成功应用。自上世纪90年代KALUGIN顶燃式热风炉（小拱顶）投入运行，迄今为止在世界上已有80多座KALUGIN（卡鲁金）顶燃式热风炉投入使用。 截至目前，顶燃式热风炉由于具有结构稳定性好、气流分布均匀、布置紧凑、占地面积小、投资省、热效率高、寿命长等优势，已在国内几十座高炉上应用。首钢第5代顶燃式热风炉自投产以来，已正常工作22年3个月，曾取得月平均风温≥1200℃的业绩。生产实践证实，顶燃式热风炉是一种长寿型的热风炉，完全可以满足两代高炉炉龄寿命的要求。然而，由于国内有的企业高炉煤气含水量高、煤气质量差，致使顶燃式热风炉燃烧口出现过早破损；而且采用的大功率短焰燃烧器在适应助燃空气高温预热（助燃空气预热温度≥600℃）方面还存在一些技术难题。因此，国内钢铁企业进行了技术改造，Corus（康力斯）高风温内燃式热风炉也因此得到应用。 合理的热风炉配置保持高炉稳定 根据实践，现代大型高炉配置3～4座热风炉比较合理。大型高炉如果配置4座热风炉，可以实现交错并联送风，能提高风温20℃～40℃，在炉役的中后期，还可以在1座热风炉检修的情况下，采用另外3座热风炉工作，使高炉生产不会出现过大的波动。目前，国内外许多大型高炉都配套建设了4座热风炉，但采用3座热风炉可以大幅度降低建设投资，减少占地面积，也同样具有非常大的吸引力。随着设计和安装大直径热风炉条件的改进，热风炉设计的日趋合理，热风炉使用的耐火材料质量也得到提高，设备更经久耐用，控制系统也日益成熟可靠，形成了多种多样的热风炉高风温和长寿技术，使得热风炉操作可以更加平稳可靠，从而保证了高炉稳定操作。以此为基础，现代热风炉的发展方向转变为减少热风炉座数、延长热风炉寿命、强化燃烧能力、缩短送风时间、减少蓄热面积、回收废气热量、提高总热效率上。另外，尽量缩短送风时间的操作方式也得到重视，基于新设计理念和完备的技术支撑，国内钢铁企业将热风炉数量由4座减少为3座，热风炉的操作模式改为“两烧一送”，风温的调节控制依靠混风实现，也同样达到了高风温的效果。 提高加热炉传热效率和寿命是可靠保证
直燃式燃煤热风炉Direct Coal—Fired Hot Air Furnace 工作原理Principle of Operation BHL-Z邦华直燃式燃煤热风炉炉由BHM燃煤机、高温气体净化沉降室和配风室组成。热风炉输出热量为50～2000×104 kcal/h，输出温度为100～1200℃。 原煤（烟煤）通过上煤机加入到燃煤机的煤斗中，再由链条炉排匀速送入燃烧室，在助燃鼓风机鼓入的空气作用下剧烈燃烧，煤燃烧所产生的含尘高温烟气进入高温气体净化沉降室内进行二次燃烧，烟气中所夹带的少量粉尘在净化室内经高温熔融、聚合、沉降。净化室内出来的洁净热风掺入一定量的冷风，能够提供不同温度的洁净热烟气，可为各类大型干燥系统（如流化床、闪蒸、喷雾塔、回转圆筒、烘房、气流干燥器等）提供热源。连续供热风温度稳定性±５℃。煤渣由燃煤机另一端的除渣机排出。 The BHL-Z Direct Coal-Fired Hot Air Furnace consist of BHM Coal-Fired machine, hot flue gas purity room and air feeding room. The range of heat output is from 50×104 kcal / h to 2000×104 kcal / h and the range of temperature output is from 100℃to 1200 ℃. R aw Coal(Bituminous Coal) is fed into coal scuttle through coal feeder, and then delivered into combustion chamber by the chain grate stoker. With the air of combustion blower, the coal burned and generated high temperature flue gas with dust. The hot flue gas with dust burned again and the dust fused, polymerization and deposition in the purity room, certain amount of fresh air is mixed into the cleaned hot flue gas (about 1000 ℃,drawing from the purity room) to adjust the temperature of the hot flue gas in the air feeding room. And then the degree temperature hot flue gas flows into the various large-scale drying systems (such as fluidized bed, flash dryer, spray tower, rotating drum dryer, drying room, etc.). The fluctuation range of continuous heating air temperature is about ± 5 ℃. The cinder is discharged by the auto-deslagging. 优势Advantages 1）煤种适应性广； 2）燃烧充分，燃烧效率高，热效率>95％. 3）输出热负荷稳定，机械燃烧，操作简单，调节非常方便；
吗 10-1 煤气成分如何换算？………… 10-2 煤气低发热值如何计算？ 10-3 实际空气需要量如何计算？………………………………………… 10-4 空气过剩系数如何计算？ 10-5 混烧高热值煤气如何计算？………………………………………… 10-6 理论燃烧温度如何简易计算？……………………………………… 10-7 热风炉需要冷却水压力如何计算？………………………………… 10-8 热风炉热效率如何计算？………………………………………… 10-9 高炉煤气发生量的理论计算与简易计算如何？ 10-10 煤气标准状态下的重度如何计算?…………………………… 10-11 煤气流速如何计算？……………………………………………… 10-12 烟道废气的流速如何计算？……………………………………………… 10-13 炉顶煤气取样管如何计算？……………………………………………… 10-14 煤气管道盲板与垫圈如何计算？……………………………… 10-1 煤气成分如何换算？ 热风炉燃烧所用的高炉煤气常以干煤气成分表示，实际上是含有水分的。因 此计算时要先将干煤气成分换算成湿煤气成分。 已知煤气含水的体积百分数，应用下式换算。 100 1002O H V V -? =干湿 (10-1) 若已知每21m3干煤气在任意温度下的饱和水蒸汽量(g/m3)，可以用下式换算。 干干 湿V g V O H ?+= 2124.0100100 (10-2) 式中：湿V ——湿煤气各组成的含量，%； 干V ——干煤气各组成的含量，%；
O H 2——湿煤气中含水量，%； 干 O H g 2 ——13m 干煤气所能吸收的饱和水蒸汽量，3/m g 。 计算实例： 已知某热风炉使用高炉煤气，其干煤气成分如下：CO2 18.5%，CO 23.5%，H2 1.5%， N2 56.5%，并已知煤气含水5%，求湿煤气成分。 解：根据公式： 100 1002O H V V -? =干湿 100 5100-? =干V =0.95干 V 则：CO2 18.5×0.95=17.575% CO 23.5×0.95=22.325% H2 1.5×0.95=1.425% N2 56.5×0.95=53.675% H2O 5% 合计100% 计算实例： 某厂所在地年平均气温为20℃，该厂热风炉采用冷高炉煤气，其干成分为：CO 23.6%，H2 3.1%，CO2 17.4%，CH4 0.1%，O2 0.1%，N2 55.7%，试计算高炉煤气的湿成分。 解：根据公式： 干干 湿V g V O H ?+= 2124.0100100 查表可知在20℃下13m 干煤气所能吸收的饱和水蒸汽量为193/m g 所以干干 湿V g V O H ?+= 2124.0100100 干V ??+= 19 124.0100100
“卡鲁金”顶燃式热风炉筑炉施工技术浅析 彭强 摘要热风炉是为高炉提供高温热风的主要附属设备。筑炉专业的施工对确保一代炉龄具有非常重要的作用。本文主要介绍“卡鲁金”顶燃式热风炉筑炉施工技术。 关键词热风炉顶燃式筑炉施工 一、前言 热风炉是高炉的主要附属设备。它是利用高炉煤气燃烧的热量，借助砖格子的热交换作用为高炉提供高温的热风。由俄罗斯KALUGIN公司设计的称为“卡鲁金”顶燃式热风炉。空气、煤气自热风炉顶部的空气支管及煤气支管进入预燃室混合均匀后，在热风炉顶部燃烧。由于热风炉在高温条件下工作，炉料砌筑施工质量要求较高。如：砌缝、泥浆的饱满度，膨胀缝的合理留设等。各种耐火材料之间衔接部位缝隙处理，特别是炉顶、热风口等区域的施工质量对保证炉衬的整体质量至关重要。因此，只有采用科学合理的施工方法，才能达到降低成本、缩短工期、确保质量和安全的目的。 二、施工工艺及质量控制要点 1 施工工艺流程 炉体及各孔洞检查→测量放线→炉体及管道喷涂→炉内墙体第一层砖预砌筑→炉篦子以下墙体及孔洞砌筑→炉篦子以上墙体、孔洞及格子砖砌筑→炉内格子砖上搭设脚手架→拱顶砌筑→预燃室通道及孔洞砌筑→球顶砌筑→拆除炉内脚手架→清扫检查→井架拆除。见附图1；
2 进料方法 （1）炉外水平运输（如附图2），搅拌站与热风炉上料井架之间搭设轻型运输轨道，利用小矿车将耐材推至井架内大提升罐笼。 （2）炉内、外垂直运输（如附图3），利用井架及提升罐笼将耐材从地坪提
升至进料平台。从进料孔用人工传至炉内。 根据炉壳形状特征，进料平台搭设在炉壳直段处，进料平台往上500 mm沿开设进料孔（避开炉壳焊缝不小于150mm，开孔尺寸650*650mm）。待耐火砖砌至进料孔高度后封闭进料孔，焊缝为双面60°剖口焊。 炉外卷扬塔采用4根L160*10角钢制作立柱，3米/段，M16螺栓连接。沿炉壳方向@1500设置90°斜撑([16b槽钢焊接于炉壳)。 进料平台采用φ48*5脚手架钢管搭设，上铺20mm木板。 （3）炉外至炉内进料方式 炉篦子以下从烟气管、冷风管、人孔等孔洞传至炉内。炉篦子至热风口高度从进料平台处开设的进料孔传至炉内。热风口以上利用热风炉上部人孔钢平台从上部人孔传至炉内。球顶最后两环耐材利用炉顶平台用人工传至炉内。 3 炉身大墙与格子砖砌筑 根据炉体的安装中心，从炉顶法兰分中并将该中心利用线锤下放到炉底，与炉体安装结构中进行比较，在规范允许范围内对上下中进行比对调整后确定耐材筒体部分施工十字中心，在设计、施工、业主三方确认该中心线的前提下，定出十字中心线。在砌筑大墙和火井墙前需用泥浆进行找平。圆形大墙炉衬砌筑由炉壳向内，依次是轻质砖、耐火砖，一层一层砌筑，砌筑半径应拉十字中心线进
学号： 课程设计 题目热风炉送风温度控制系统设计 学院自动化学院 专业自动化卓越工程师 班级自动化zy1201班 姓名 指导教师傅剑 2015 年12 月8 日
课程设计任务书 学生：专业班级：自动化zy1201 指导教师：傅剑工作单位：理工大学 题目: 热风炉送风温度控制系统的设计 初始条件：炼钢高炉采用燃式热风炉,燃烧所采用的燃料为高炉煤气和转炉煤 气。两种燃料混合后进入热风炉燃烧室,再与助燃空气一起燃烧,要求向高炉送 风温度达到1350 ℃，则炉顶温度必须达到1400 ℃±10℃。 要求完成的主要任务: 1、了解燃式热风炉工艺设备 2、绘制燃式热风炉温度控制系统方案图 3、确定系统所需检测元件、执行元件、调节仪表技术参数 4、撰写系统调节原理及调节过程说明书 时间安排 11月3日选题、理解课题任务、要求
11月4日方案设计 11月5日-11月8日参数计算撰写说明书 11月9日答辩 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日 目录 前言 (1) 1.热风炉工艺 (2) 1.1主要结构............................................................................. .. (2) 1.2工作方式 (3) 1.2.1 直接式高净化热风炉 (3) 1.2.2 间接式热风炉 (3) 1.3工作原理 (3) 1.4高炉炼铁、转炉炼钢工艺流程 (4) 2.热风炉温度控制方案设计 (7) 2.1熟悉工艺过程，确定控制目标 (7) 2.2选择被控变量 (7) 2.3选择操纵变量 (7)
燃气热风炉 使用说明书河南省四通锅炉有限公司
目录 一、概述 二、主要技术参数 三、工作原理 四、安装调试 五、使用操作 六、常见故障及处理方法 七、安全操作规程 八、维护保养及部件润滑方式
一、概述 燃气热风炉技术性能与特点如下： 1.燃料适用范围广：天然气、液化石油气、焦炉煤气、发生炉煤气、高炉煤气以及混合煤气等多种煤气。 2.燃烧器的选配灵活，以热风温度为目标，程序点火，也可选配简易烧嘴，人工进行辅助操作控制，经济适用，热效率高。本产品结构简单、布置灵活，内衬耐火层，施工周期短，设备基础简易，可移动使用，结构紧凑，体积小，占地面积小，金属消耗量低。以快装型式出厂，便于安装；可以节省大量的基建投资。 3.供热稳定，供热能力可调节性大，本体上装有调风门，供热风温可调。冷风经炉壳内外夹层通道进入本体内，对炉体起到一定的冷却作用，可提高炉胆寿命，减少散热损失，并能让低热值煤气的燃烧更加稳定。 4.热风以负压流供热，可调调风门补风，炉膛内存留可燃气体极少，确保点火安全，运行可靠。 6.热工及动力控制有远程控制、现场干预和现场控制、中央控制显示两种方式供用户选择，能很好满足多种工况需要，广泛用于水泥、化工、冶金等行业烘干、焙烧、冶炼等。 7.烟气排放符合GB13271-2014《锅炉大气污染物排放标准》。
二、主要技术参数 三、工作原理： 燃气热风炉结构简单、布置灵活、体积小巧，自动化程度高，操作简单，性能可靠。 燃气热风炉由炉体、引风机、调风门、出烟管、燃烧器、燃烧控制系统等部件组成。 炉体部分主要由外壳、内炉胆、支撑板等制作成两个腔室，内腔为燃烧炉
热风炉的热工计算 1燃烧计算 煤气成分的确定: 表1已知煤气（干）成分（% （1）干煤气成分换算成湿煤气成分 若已知煤气含水的体积百分数，用下式换算: V湿= V F X （100 —氏0）/ 100X 100% （1） 若已知干煤气含水的重量（g/m 3）则用下式换算： ▼湿=V F X 100/（100+ 0.124 gH2。）X 100% （2） 以上两式中 V湿一一湿煤气中各组分的体积含量，％ V F――干煤气中各组分的体积含量，％ H2O ——湿煤气中含水体积，％ gH2O ——干煤气中含水的重量，g/m3（忽略机械水含量） 查“空气及煤气的饱和水蒸汽含量（气压101325Pa）表”知30E时煤气的饱和含水含量为35.10 g/m3，代入式（2）即得湿煤气成分，如表2。 表2煤气成分整理表（％） （2）煤气低发热量的计算。 煤气中含可燃成分的热效应见表3 表3 0.01m3气体燃料中可燃成分的热效应 煤气低发热量Q DW的计算: Q DW = 126.36 CO+107.85 H2+358.81 CH4+594.4 C2H4+ ...... +233.66 H2S KJ / m =126.36 X 23.96 +107.85 X 1.34+358.81 X 0.19 =3240.2785 KJ / m3
(3)焦炉煤气的加入量计算: 表4焦炉煤气成分％ 理论燃烧温度估算： 取炉顶温度比热风温度高200°C，燃烧温度比拱顶温度约高80°C o 则T里=T里+200C +80C= 1480C 所要求的最低发热值： 据经验公式：T i = 0.158 Q低+770 Q 低=(T1 -770) / 0.158 = 4494 KJ / m3 加入焦炉煤气量：(Q焦大约为17000?18500 KJ/ m3) Q焦=126.36 CO+107.85 H2+358.81 CH4+594.4 C2H4 =126.36*7+107.85*58+358.81*25+594.4*3.5 =18190.47 KJ/m 3 V= ( Q低—Q DW ) / ( Q焦低—Q DW ) = (4494- 3240.2785) /(18190.47 —3240.2785)?8.4 % 故煤气干成分加入量为1 —8.4 %= 91.6 % 则混合煤气成分： V CO2 = 18.4 %X 91.6 % + 3.5 %X 8.4 %= 17.1484 % V C O = 25%X 91.6 % + 7%X 8.4 % = 23.488 % V H2 = 1.4 %X 91.6 %+ 58%X 8.4 % = 6.1544 % V C H尸0.2 %X 91.6 % + 25%X 8.4 %= 2.2832 % 55%X 91.6 % + 3%X 8.4 % = 50.632 % VUn尸3.5 %X 8.4 % = 0.294 % 换算成混合湿煤气成分： V湿CO2= V FCO2X 100/(100 + 0.124 gH2O) X 100%= 16.43 % V湿CC=V F CO X 100/(100 + 0.124 gH2O) X 100%= 22.51 % V湿H2= V F H2X 100/(100 + 0.124 gH2O) X 100%= 5.9 % V湿CH4=V F CH4X 100/(100 + 0.124 gH2O) X 100% = 2.19 % V湿N2= V F N2X 100/ (100 + 0.124 gH2O) X 100% = 48.52 % V湿cnHn= V FcnHn X 100/(100 + 0.124 gH 2O) X 100%= 0.28 % 表5混合煤气成分整理表(%
目录 第一章热风炉热工计算 (1) 1.1热风炉燃烧计算 (1) 1.2热风炉热平衡计算 (6) 1.3热风炉设计参数确定 (9) 第二章热风炉结构设计 (10) 2.1设计原则 (10) 2.2 工程设计内容及技术特点 (11) 2.2.1设计内容 (11) 2.2.2 技术特点 (11) 2.3结构性能参数确定 (12) 2.4蓄热室格子砖选择 (13) 2.5热风炉管道系统及烟囱 (15) 2.5.1顶燃式热风炉煤气主管包括： (15) 2.5.2顶燃式热风炉空气主管包括： (16) 2.5.3顶燃式热风炉烟气主管包括： (16) 2.5.4顶燃式热风炉冷风主管道包括： (17) 2.5.5顶燃式热风炉热风主管道包括： (17) 2.6 热风炉附属设备和设施 (18) 2.7热风炉基础设计 (21) 2.7.1 热风炉炉壳 (21) 2.7.2 热风炉区框架及平台（包括吊车梁） (21) 第三章热风炉用耐火材料的选择 (22) 3.1耐火材料的定义与性能 (22) 3.2热风炉耐火材料的选择 (22) 参考文献 (25)
第一章热风炉热工计算 1.1热风炉燃烧计算 燃烧计算采用发生炉煤气做热风炉燃料，并为完全燃烧。已知煤气化验成分见表1.1。 表1.1 煤气成分表
热风炉前煤气预热后温度为300℃，空气预热温度为300℃，干法除尘。发生炉利用系数为 2.3t/m3d，风量为3800m3/min，t热风=1100℃，t冷风=120℃，η热=90%。 热风炉工作制度为两烧一送制，一个工作周期T=2.25h，送风期T f=0.75h，燃烧期Tr=1.4h，换炉时间ΔT=0.1h，出炉烟气温度tg2=350℃，环境温度te=25℃。 煤气低发热量计算 查表煤气中可燃成分的热效应已知。0.01m3气体燃料中可燃成分热效应如下： CO:126.36KJ , H2:107.85KJ, CH4:358.81KJ, C2H4:594.4KJ。则煤气低发热量： Q DW=126.36×30.3＋107.85×12.7+258.81×1.7+594.4×0.4=6046.14 KJ 空气需要量和燃烧生成物量计算 (1)空气利用系数b空=La/Lo计算中取烧发生炉煤气b空=1.1。燃烧计算见表2.13。 (2)燃烧1m3发生炉煤气的理论Lo为Lo=25.9/21=1.23 m3。 (3)实际空气需要量La=1.1×1.23=1.353 m3。
LPG1500型离心喷雾干燥机设备清单一览表 一、技术参数: 1、物料名称：生物农药， 2、初水份：90.5％。终水份＜5％ 3、进风温度:230℃（可调） 4、出风温度:87℃（可调） 5、水分蒸发量:1000kg/h 6、热源：180万大卡直接式燃气热风炉加热 7、收料方式：主塔+两级旋风除尘器收料 8、装机总功率：125.25 KW 9、材质：主塔内外及物料接触处不锈钢304制作，其余为碳钢制作。 二、阐述 常温空气经空气过滤器净化后，由加热器将冷风加热，热风温度为230℃左右，经热风管道进入安装在干燥塔顶部的整流形热风分配器，热风分配器将热风均匀地送入干燥塔内。 物料由螺杆泵输送到安装在干燥塔顶部的离心雾化器内，在高速离心力的作用下，雾化器将料液雾化成细小的雾滴群，使料液的表面积大大增加，然后在与热空气充分交换的情况下，水份迅速蒸发，干燥成小颗粒，产品随尾气进入旋风除尘器分离，后经引风机排出。整个系统为全封闭式。卫生指标高，产品外观好，速溶性和流动性好，色泽一致等优点。 三、设备配置 1.进料系统：无级调速的螺杆泵和不锈钢管件、阀门、弯头等组成，来 完成把浆料输送到固定在干燥塔顶上的喷嘴进行雾化。与物料接触部 分材料采用不锈钢制作。 2.雾化系统：由高速离心雾化器、雾化器支座、雾化器专用工具、冷却 器、循环油泵等组成。 3.热风系统：由空气过滤器、调节风门、送风机、加热系统、热空气送 风管、热风分配器、热风蜗壳等组成。它们的主要工作原理是将常温 空气经过滤器、送风机进入热风炉进行热交换，达到所设定的温度， 将热风送入热风分配器，通过分配器及热风蜗壳均匀地进入干燥塔。 4.干燥塔，主要有热风分配器、顶盖、内筒体、骨架、外壳、支架、岩 棉、清洗门、观察窗、仓壁振动器等组成。它的主要作用是将喷雾的 液滴与热空气接触，瞬时交换蒸发水份，是完成干燥蒸发的一个容器。 为了考虑在生产过程中的产品附壁现象，本公司特定设计了仓壁震动 器敲击主塔下锥体，最终使干燥塔粘粉迅速下落，避免产品长时间在 高温下停留，影响产品质量。 5.除尘系统：它由两级高效的旋风除尘器组成。 6.废气排放系统：它主要出风管道、空气调节阀、引风机、等组成。 7.控制系统：它由进料系统、喷雾系统、热风系统、干燥系统、排料系 统、等组成，它将根据各个系统的控制要求来配合和完成控制的目的。 其中，引风机、加热器、螺杆泵进行连锁，控制点由仪表显示调节， 进风温度自控，排风温度可调，操作器件、显示器件等元件均选用国 内名牌产品。
2012年第5期世界钢铁 櫬櫬櫬櫬櫬櫬毬毬 毬 毬 其他卡卢金热风炉的工业应用 王长春 (北京天启金桥冶金设备技术有限公司，北京100054) 摘要:卡卢金热风炉是一种现代蓄热式高炉热风炉。相对于内燃式和外燃式热风炉而言，卡卢金顶燃式热风炉淘汰了传统意义上的燃烧室(俗称“燃烧井”)，被称为“无燃烧井”热风炉，又叫“顶燃式热风炉”，真正实现了高炉煤气的充分燃烧和高风温的目标。该炉凭借其高风温、低投资、长寿命的特点，已经成为炼铁行业中广泛应用的热风炉之一。独立的设计和技术服务使其在世界范围内赢得了高品质的称赞。使用20mm 孔径格子砖的热风炉已经成为新一代卡卢金热风炉的标志。从高炉热风炉的发展史， 技术改革等方面，阐述了卡卢金热风炉在燃烧器设计，格子砖技术，炉箅子结构，余热利用等方面的优势，并介绍了在中国和国际市场的应用业绩。关键词:高炉;热风炉;送风风温;格子砖doi :10．3969/j．issn．1672－9587．2012．05．012 Application of Kalugin ’s shaftless hot stove WANG Changchun (Beijing Golden Bridge Metallurgical Equipment ＆Technical Co．，Ltd．，Beijing 100054，China )Abstract :The Kalugin ’s shaftless hot stove (KSS )is a kind of modern heat accumulating type blast stove．Comparing with both hot-air stoves with internal combustion chamber and external combustion chamber ， the KSS eliminates combustion chamber (known also as the “shaft ”in the conventional sense )，and has been named “shaftless stove ”，also known as “dome combustion stoves ”．Full burning of blast furnace (BF )gas and higher hot blast temperature have been achieved by KSS．Therefore ， KSS becomes one of the best widely used blast stove depending on its advantages of high blast temperature ，low investment and long life in ironmaking industry．The independent design and technical services of KSS make it win the praise of high quality in the worldwide．KSS with 20mm pore diameter checker bricks has become a symbol of new generation．The thesis presents history of hot blast furnace ，the technical and structural innovation of burner design ， checker brick ，checker supporting grid ，waste heat utilization ，and the achievements in China and international market． Key words :BF ;blast stove ;blast temperature ;checker 前言 在中国，自从第一座卡卢金热风炉2002年投产以来，截止到2012年5月统计，总共有198座卡卢金热风炉已经建成运行或正在建设中，其中 在中国是107座，包括已经投产的5500m 3 高炉、 正在建造中的4747m 3 、 4350m 3和4150m 3高炉上使用的卡卢金热风炉等项目;在中国以外的 市场共计91座，有俄罗斯北方钢厂5500m 3 高 炉、在日本JFE 公司5000m 3 高炉上已经投产使用的卡卢金热风炉等。 因为卡卢金热风炉的出现，在中国新建高炉热风炉的送风风温平均提高了50 100?，内燃式热风炉逐渐退出中国市场， 在俄罗斯、乌克兰、哈撒克斯坦等市场的情况也是如此。 1 热风炉发展的历史 钢材是一种最常见的金属结构材料，矿石经过高炉冶炼成生铁，钢则是由生铁冶炼而成。蓄热式热风炉仍然是目前炼铁领域最先进、最常见的热风炉形式。 · 56·
450m3高炉自身空煤气双预热热风炉设计计算 热风炉的加热能力（1m3高炉有效容积所具有的加热面积） 一般为80～100m2/m3或更高。前苏联5000m3的高炉蓄热面积为104 m2/m3，设计风温1440℃，为目前最高设计风温水平。 蓄热体面积120×450=54000 m2，设计三座热风炉，每座蓄热面积为18000m2，蓄热体单位体积传热面积48 m2/m3，每座热风炉蓄热体体积为375 m3。 蓄热室设计中，烟气流速起主导作用。小于100 m3炉容，烟气流速1.1～1.3Nm/s。炉容255～620 m3，烟气流速1.2～1.5Nm/s。炉容大于1000 m3，烟气流速1.5～2.0Nm/s。 根据资料核算，参考以上烟气流速差异，设计时可采用：蓄热体高度L/蓄热体直径D的方法进行计算。炉容大于1000 m3，L/D=3.5～4；炉容255～620 m3，L/D=3～3.5。 热风炉结构计算实例 450m3高炉热风炉设计计算。为实现热风炉外送热风温度～1150℃，确定热风加热能力为120 m2/m3，如果设置三个热风炉，则每个热风炉的蓄热面积为18000 m2。 热风炉结构的确定：假设蓄热室高/径=3.5，则 3.14×r2×7r×48=18000，r=2.57m，蓄热室直径5.14m，蓄热体高度18m。 燃烧器计算实例 假设高炉利用系数为K=3.5t铁/m3·昼夜，年工作日按355天计算。450m3高炉年产铁量估算为3.5×355×450=559125t。 焦比1：0.5，则冶炼强度i=1.75t焦/m3·昼夜。 高炉入炉风量V 0=Vu·i·v/1440（V 高炉入炉风量，Nm3/min；Vu高炉有效容积， m3；i冶炼强度，t焦/m3·昼夜；v每吨干焦的耗风量，Nm3/ t焦）V =450×1.75×2450/1440=1340 Nm3/min(实际1400)。 热风平均温度1150℃，送风期间热风带走的热焓为：363×1340=486420kcal/ min。(1250时,431.15-46.73=384.42热焓为538188 kcal/ min,供热717584 kcal/ min) 热风炉一个工作周期2.25h，送风期0.75h，燃烧期1.5h。 热风炉效率为75％时，燃烧器每分钟的供热量为1/2×648560(717584)kcal/min，假设高炉煤气的热值为800 kcal/Nm3，则燃烧器每分钟的燃气量为405(448.5) Nm3/ min，燃烧器能力24300(26910) Nm3/h。 根据郝素菊等人编著的《高炉炼铁设计原理》所提供数据，金属套筒式燃烧器烟气在燃烧室内的流速为3～3.5Nm/s，陶瓷燃烧器烟气在燃烧室内的流速为6～7Nm/s。 根据郝素菊等人编著的《高炉炼铁设计原理》所提供数据，陶瓷燃烧器空气、煤气喷口以25～300角相交。一般空气出口速度为30～40m/s，煤气出口速度15～20 m/s。 燃烧器能力27000 Nm3/h，空气量21600 Nm3/h，烟气量48600 Nm3/h。 燃烧混合室直径φ2530mm，烟气流速2.62m/h。 喉口直径Φ1780mm，烟气流速5.3m/h。 由于增加了旁通烟道,燃烧器能力提高10%,29700 Nm3/h,空气20790 Nm3/h,烟气 量50490 Nm3/h, 燃烧混合室直径φ2300mm，面积4.15m2,烟气流速3.38m/h. 喉口直径Φ1736mm，面积2.37m2, 烟气流速5.92m/h。
I ndustrial Furnace V ol . 26 No . 3 May 2004 文章编号:1001 - 6988 (2004) 0320041205 高效节能热风炉设计与计算 胡秀和 (黑龙江省庆钢股份有限公司设计院,绥化152400) 摘要:热风炉是为粮食烘干提供洁净空气的热源设备。为了解决烘干过程粮食污染问题,开发设计出RF L 系列燃煤热风炉。该炉具有机械化程度高,故障率低,操作方便,高效节能,无污染等优点。广泛应用于世行贷款的国储库改造等粮食干燥机招标项目中。 关键词: 燃煤热风炉; 参数选择; 设计原则; 工作原理; 应用效果 中图分类号: T S21013 文献标识码:B Design and C alculation of H igh E ff iciency & E nergy S aving H ot2Air Furnace H U X iu2he ( Design Instiute Qing’an Iron & Steel Co. , L t d. , S u ihua 152400 , China) Abstract : H ot- air furnace is the heat- s ource equipment for supplying clean- air to dry grain. RF L series coal- burning hot- air furnace is developed and designed ,in order to deal with the grain pollution. The furnace has the ad2 vantages of high mechanization ,low failure ,convenient operation ,and high efficiency & energy- saving , n o-pollution etc . It is widely used in the bidding projects such as of the W orld Bank loan ,reconstrction of national storage ware2 house etc . K ey w ords :coal- burning hot- a ir furnace ; selection of parameters ; design principles ; w orking principles ; ef2 fectiveness of application 0 前言 随着粮食干燥技术与规模的不断发展,对粮食干燥过程使用燃煤热风炉的技术性、科学性、适用性提出了更高要求。从提高炉膛燃烧温度,降低不完全燃烧损失入手,科学地确定炉体结构尺寸,提出了高效节能、低污染FR L 系列热风炉设计原则。该炉采用了机械链条炉排燃煤机,炉内采用新型节能拱燃烧技术,各拱采用掺304 不锈钢纤维的耐热混凝土浇注,耐高温,抗氧化,显著提高了炉体的使用寿 收稿日期:2004 - 04 - 15 作者简介:胡秀和(1966 —) ,男,工程师,从事燃煤热风炉和粮食烘干机的开发和设计工作. 命。换热器采用螺旋管和热浸铝新技术,既强化了传热过程又提高了换热器的耐高温性能,延长了使用寿命。RF L 系列热风炉的各项技术指标及性能居国内领先地位,可满足粮食干燥的需要。 1 热风炉燃烧理论计算 111 煤种及其成分 热风炉适应煤种较多,可燃烧无烟煤、烟煤、优质煤、劣质煤等。但是,热风炉的设计计算及实际选用一般都以工业锅炉设计代表性煤种( Ⅱ类烟煤) 为依据,其成分见表1 。 41
前言 通过长时间的生产实践，人们已经认识到，只有利用热风作为介质和载体才能更大地提高热利用率和热工作效果。传统 电热源和蒸汽热动力在输送过程中往往配置多台循环风机，使之最终还是间接形成热风进行烘干或供暖操作。这种过程显然存在大量浪费能源及造成附属设备过多、工艺过程复杂等诸多缺点。而更大的问题是，这种热源对于那种需要较高温度干燥或烘烤作业的要求，则束手无策。针对这些实际问题经过多年潜心研究，终于研制出深受国内外用户欢迎的JDC系列螺旋翅片管换热间接式热风炉和JDC系列高净化。 热风炉作用 炼铁高炉热风炉作用是把鼓风加热到要求的温度，用以提高高炉的效益和效率；它是按“蓄热”原理工作的。在燃烧室里燃烧煤气，高温废气通过格子砖并使之蓄热，当格子砖充分加热后，热风炉就可改为送风，此时有关燃烧各阀关闭，送风各阀打开，冷风经格子砖而被加热并送出。高炉装有3-4座热风炉/…单炉送风”时，两或三座加热，一座送风;轮流更换/…并联送风”时，两座加热。 热风炉工作原理 热风炉直接式高净化热风炉 就是采用燃料直接燃烧，经高净化处理形成热风，而和物料直接接触加热干燥或烘烤。该种方法燃料的消耗热风炉量约比用蒸汽式或其他间接加热器减少一半左右。因此，在不影响烘干产品品质的情况下，完全可以使用直接式高净化热风。 燃料可分为： ①固体燃料，如煤、焦炭。 ②液体燃料，如柴油、重油、醇基燃料 ③气体燃料，如煤气、天然气、液体气。
燃料经燃烧反应后得到的高温燃烧气体进一步与外界空气接触，混合到某一温度后直接进入干燥室或烘烤房，与被干燥物料相接触，加热、蒸发水分，从而获得干燥产品。为了利用这些燃料的燃烧反应热，必须增设一套燃料燃烧装置。如：燃煤燃烧器、燃油燃烧器、煤气烧嘴等。 常用：这种直接加热式热风炉不可用于养殖等取暖。 热风炉间接式热风炉 主要适用于被干燥物料不允许被污染，或应用于温度较低的热敏性物料干燥。如：奶粉、制药、合成树脂、精细化工等。此种加热装置，即是将蒸气、导热油、烟道气等做载体，通过多种形式的热交换器来加热空气。 间接式热风炉的最本质问题就是热交换。热交换面积越大，热转换率越高，热风炉的节能效果越好，炉体及换热器的寿命越长。反之，热交换面积的大小也可以从烟气温度上加以识别。烟温越低，热转换率越高，热交换面积就越大。 经过燃料和加热源的分离，可用于人类取暖。 工作原理可分为蓄热式和换热式两种 蓄热式，按热风炉内部的蓄热体分球式热风炉（简称球炉）和采用格子砖的热风炉，按燃烧方式可以分为顶燃式，内燃式，外燃式等几种。如何提高风温，是业内人士长期研究的方向。常用的办法是混烧高热值燃气，或增加热风炉格子砖的换热面积，或改变格子砖的材质、密度，或改变蓄热体的形状（如蓄热球），以及通过种种方法将煤气和助燃空气预热。 热风炉系统 优点：换热温度高，热利用率高。 缺点：体积大，占地面积大，热风温度不稳定,切换机构多，容易出问题，蓄热体寿命短，维修成本高，购置成本极高。