热风炉的主要结构及结构特点

⼏种常⽤热风炉的结构与特点分析热风炉是⽤于⽓流⼲燥、喷雾⼲燥、流化⼲燥、塔式⼲燥、隧道⼲燥以及回转⼲燥等装置的主要辅助设备，也是温室及家畜饲养场加温的主要设备，⼴泛地应⽤于农业⽣产、农产品及⾷品加⼯、冶⾦、建材等⾏业。

热风炉产⽣的热风可⽤来⼲燥物料，将被⼲燥物料⽔分加热蒸发，达到⼲燥的⽬的。

热风炉产⽣的热风还可⽤来加热温室及饲养场，使温室及家畜饲养场的温度适合动植物的⽣长。

此外作为热交换介质，热风炉还⼴泛地⽤于各类建筑业的供热，室内冬季的供暖等。

⽬前，应⽤最多的是⽆管式热风炉、列管式热风炉和热管式热风炉，这3种热风炉在国内有⼤、中、⼩型号，⽣产⼚家多，是应⽤最⼴泛的炉型。

1 ⽆管式热风炉的结构及特点⽤于燃煤（⽓）间接加热热风炉多为⽆管式（套筒式）和列管式两种。

⽆管式热风炉为全钢焊接结构，换热器与炉膛设计成⼀体，由钢板卷制⽽成。

⽆换热管，故称⽆管式热风炉。

⽆管式热风炉主要由燃烧室、炉排、烟⽓箱、空⽓箱、加煤孔、灰孔、热风出⼝，烟⽓出⼝及冷风进⼝等组成，见图1。

⽆管式热风炉根据所⽤燃料可分为燃煤式、燃⽓式。

燃煤式热风炉的燃料来源丰富，燃料费⽤低，但热风炉结构复杂且尺⼨较⼤，卫⽣条件差，污染⼤。

燃⽓式热风炉结构简单且尺⼨相对较⼩，卫⽣条件好，基本⽆污染，但燃料费⽤⾼。

⽆管式热风炉的燃烧室和换热器为⼀体，将烟道⽓作为热载体，通过⽆管式换热器的套筒或多头导向螺旋板等换热壁的传热来加热空⽓。

换热后的烟⽓⼀部分被回收循环使⽤，⼀部分经烟道从烟囱排出。

这种热风炉具有体积⼩，热损失⼩，造价低、结构简单、适应性强、安装⽅便、使⽤寿命长、热性能稳定，热效率⾼的特点。

但存在炉膛直接接触的换热器顶板容易烧穿及不易修复等缺点。

此热风炉适⽤于被⼲燥的物料不允许被污染的场合，如⽤于烘⼲药品、茶叶、淀粉、⽪草，及家庭取暖供热中，温度可⾄140～180℃。

2 列管式热风炉的结构及特点列管式热风炉是指热风炉的换热器是由多根换热管按⼀定次序排列组成。

一、高炉热风炉结构与性能简介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。

蓄热式热风炉为了持续提供热风最起码必须有两座热风炉交替进行工作。

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。

这里要介绍的是为高炉冶炼提供高温热风的热风炉，且都是蓄热室热风炉，因其间歇式的工作方式，必须多台配合以实现向高炉连续提供高风温。

1．1高炉热风炉的分类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，前者是燃烧室设置在蓄热室的外面，而后者是燃烧室与蓄热室在一个结构里(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。

在这三种典型的热风炉中，外燃式热风炉结构最复杂而材料用量大，故实现结构稳定和提高风温的技术要求也就较高；而内燃式热风炉的火井墙结构稳定性差、且存在燃烧震荡、热风温度不易提高等问题；至于顶燃式热风炉，因其结构简单而材料用量少，也便于高风温实现。

因此，随着热风炉技术的发展，顶燃式热风炉正在逐步取代内燃式热风炉和外燃式热风炉而成为热风炉的主流产品。

在顶燃式热风炉中，随着卡鲁金旋流分层混合燃烧技术的应用,与该技术相适应的带旋流混合预燃室的顶燃式热风炉得到了人们的普遍认同，逐步成为顶燃式热风炉中的主流产品。

A 、外燃式热风炉B 、内燃式热风炉C 、1型顶燃式热风炉D 、1型顶燃式热风炉 E 、3型顶燃式热风炉 F 、3型顶燃式热风炉粘土格子砖废气出口中心线煤气入口中心线助燃风入口中心线热风出口中心线高铝格子砖鞍钢6号高炉外燃式热风炉 宝钢1号高炉新日铁式外燃热风 热风阀中心线助燃风入口中心线煤气入口中心线内燃热风炉横断面图旋流顶燃式热风炉结构图流顶燃式热风炉烧嘴布置图二、高炉热风炉的结构与组成前已述及，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。

文献综述1.1前言高炉内发生着从铁的氧化物、焦炭和熔剂的反应而生产铁水的过程，在这个过程中主要的能量来源是预热的空气，也就是注入高炉中的热风，热风来自热风炉。

因而热风炉提供的热风温度的高低就直接影响到了炼铁工序中生铁的产量及质量。

热风炉是供给高炉热风的设备，它提供的热量约占炼铁生产耗热的25%，它消耗的高炉煤气约占高炉产生煤气的50％，热风温度每提高100 ℃，可降低焦比20~25 kg/t，同时可增产3%~5%，还可允许增加喷吹煤粉40 kg/t 铁，相应地进一步降低焦比，因此，提高高炉风温是大幅度降低焦比，提高喷煤量，提高高炉利用系数，降低成本的有效措施，对降低炼铁工序能耗具有很重要的意义。

1.2蓄热式热风炉概述蓄热式热风炉的主要作用是把鼓风加热到高炉要求的温度，是一种按“蓄热”原理工作的热交换器。

蓄热式热风炉的工作原理，简言之就是在燃烧过程中由热风炉内的格子砖将热量储备起来，当转为送风后，格子砖又将热量传给冷风，把冷风加热后送至高炉炼铁。

其实质是将煤气燃烧产生的热量以格子砖为媒介传给高炉鼓风的过程。

热风炉本体由钢壳和耐火砌体构成，主要包括燃烧室、拱顶和蓄热室三部分。

根据燃烧室的不同位置，可分成内燃式、外燃式和顶燃式三种类型。

1.2.1内燃式热风炉内燃式热风炉内燃式热风炉是最早使用的一种形式，由考贝发明，故又称为考贝蓄热式热风炉。

内燃式热风炉的主要特点是燃烧室位于热风炉内的一侧，具有热损失小、结构简单、占地面积小和投资省等优点。

但蓄热室内气流分布不够均匀，隔墙结构复杂并且容易损坏，难以适应长期高风温要求。

针对一般内燃式热风炉燃烧室隔墙所存在的问题，近些年来国内外针对隔墙结构的改造提出了不少好的措施，其中由荷兰达涅利霍戈文首创的霍戈文内燃式热风炉是内燃式热风炉改造最成功的代表，其主要特征为：1、拱顶砌体呈悬链形，直接由炉壳支承；2、自动滑动隔墙；3、眼睛形火井和与之相配的矩形套筒式陶瓷燃烧器；4、燃烧室下部隔墙增设绝热砖和耐热不锈钢板，以减小燃烧室隔墙的温度梯度。

热风炉工艺操作规程1.热风炉系统1。

1 旋切顶燃式热风炉特点高炉热风炉系统配备三座旋切顶燃式高效格子砖热风炉。

旋切式顶燃热风炉是近年开发的新一代高风温、高效率、长寿命热风炉技术。

与其他类型顶燃式热风炉相比，同等条件下可提高风温50℃以上，热效率提高 5%～10％,预期寿命可达到 25 年以上。

旋切式顶燃热风炉燃烧器主要由煤气环道、煤气喷口、空气环道、空气喷口、混合室、喉口等几部分组成。

煤气通过切向喷口喷入燃烧器混合室,并在混合室内圆柱面导向作用下，形成向下运动的管状旋流。

助燃空气则沿径向喷口喷入燃烧器混合室，向煤气管状旋流的中心切入，对煤气管状旋流形成有效地切割，与煤气发生强烈混合，混合物瞬间从燃烧器喉口喷出,进入燃烧室燃烧,这就是旋切式顶燃热风炉燃烧器“旋切”工作原理。

旋切式燃烧器煤气喷口和空气喷口均为水平布置,空气喷口距离煤气喷口较远而且靠近喉口。

由于煤气喷口与空气喷口距离较大,保证煤气管状旋流形成，有利于空气穿透.空气喷口距离喉口很近，保证了煤气与空气混合的瞬间从喉口喷出，并进入燃烧室燃烧。

旋切式顶燃热风炉燃烧器只起到组织气流的作用,煤气和空气在燃烧器喉口部位一次完成混合，并瞬间从喉口喷出进入燃烧室燃烧，燃烧器内部并无火焰,这是旋切式顶燃热风炉燃烧器的显著特点，也是与其他类型顶燃式热风炉燃烧器根本区别.旋切式燃烧器煤气和空气无预混，混合燃烧一次完成，避免了预混预燃产生的烟气与未燃煤气和空气掺混而阻碍煤气与空气进一步混合,避免了未燃煤气和空气燃烧条件恶化。

旋切式燃烧器煤气与空气混合充分，保证很小空气过剩系数下煤气燃烧完全。

旋切式顶燃热风炉使用小孔径高效格子砖，具有良好的热工性能。

热风炉换热面积增加,改善了热风炉热交换条件，可以缩小拱顶温度与热风温度的差值，在相同拱顶温度条件下，可获得更高的风温.旋切式顶燃热风炉其差值在 100—140℃之间，而传统热风炉该差值约 150—200℃。

较低拱顶温度还可显著减少 NOx 生成,更有利于避免发生炉壳晶间应力腐蚀。

目录1热风炉本体结构设计 (2)1.1炉基的设计 (3)1.2炉壳的设计 (3)1.3炉墙的设计 (4)1.4拱顶的设计 (5)1.5蓄热室的设计 (6)1.6燃烧室的设计 (6)1.7炉箅子与支柱的设计 (7)2燃烧器选择与设计 (8)2.1金属燃烧器 (8)2.2陶瓷燃烧器 (8)3格子砖的选择 (11)4管道与阀门的选择设计 (16)4.1管道 (16)4.2阀门 (17)5热风炉用耐火材料 (19)5.1硅砖 (19)5.2高铝砖 (19)5.3粘土砖 (19)5.4隔热砖 (19)5.5不定形材料 (19)6热风炉的热工计算 (23)6.1燃烧计算 (23)6.2简易计算 (27)6.3砖量计算 (30)7参考文献 (32)1 热风炉本体结构设计热风炉的原理是借助煤气燃烧将热风炉格子砖烧热，然后再将冷风通入格子砖。

冷风被加热并通过热风管道送往高炉。

目前蓄热式热风炉有三种基本结构形式，即内燃式热风炉、外燃式热风炉、顶燃式热风炉。

传统内燃式热风炉（如图1-1所示）包括燃烧室和蓄热室两大部分，并由炉基、炉底、炉衬、炉箅子、支柱等构成。

热风炉主要尺寸（全高和外径）决定于高炉有效容积、冶炼强度要求的风温。

图1-1 内燃式热风炉我国实际的热风炉尺寸见表1-1。

表1-1我国设计的热风炉尺寸表1.1 炉基的设计由于整个热风炉重量很大又经常震动，且荷重将随高炉炉容的扩大和风温的提高而增加，故对炉基要求严格。

地基的耐压力不小于2.0～2.5kg/2cm，为防止热风炉产生不均匀下沉而是管道变形或撕裂，将三座热风炉基础做成一个整体，A F或16Mn钢筋和325号水泥浇灌成高出地面200～400mm，以防水浸基础由3钢筋混泥土结构。

土壤承载力不足时，需打桩加固。

生产实践表明，不均匀下沉未超过允许值时，可将热风炉基础又做成单体分离形式，如武钢、鞍钢两座大型高炉，克节省大量钢材。

1.2 炉壳的设计热风炉的炉壳由8～20mm厚的钢板焊成。

立式热风炉的结构原理立式热风炉是一种多功能锅炉，可广泛用于行业中的各种加热和烘焙过程。

其特点是以燃料为热源，通过空气的对流和辐射传热，将热量传递给被加热物体，使其达到要求的温度或热度，从而实现生产加工工艺的需求。

立式热风炉的结构主要由炉体、进出口、烟道、燃烧室、加热管组成。

首先，在炉体的下部是燃烧室，燃烧室中放置燃料，可以是气体、液体或固体燃料。

燃烧室上面就是进出口，进入炉内的物料从周围环境中吸收热量，进而实现被加热的过程。

其次，加热管是立式热风炉的重要组成部分，由多个长度不等的加热管组成。

加热管通常呈S形，并附有不锈钢合金材料的内护套，这种材料具有很好的高温耐腐蚀性能，以保证加热管在高温、高压和腐蚀环境下的工作寿命。

加热管的作用是将燃料在燃烧室中产生的热量传递给周围的空气或物料中，实现加热效果。

加热管的数量和长度按需求而定，其长度一般为3000~15000mm，直径为16~32mm，在其中加入稀土元素等材料可以提高加热管的无氧化能力，从而延长使用寿命。

再次，烟道是连接燃烧室和进出口的通道，烟道的形式较多，有U型、W型和三角形等不同的形状。

此外，由于在燃料燃烧过程中，会排放一些有害气体，因此必须适当设计烟道，加装净化设备或进行一定的处理，以符合环保要求。

最后，我要讲一下，立式热风炉的工作原理。

首先将燃料放入燃烧室，点燃后，借助强制风机将空气送入加热管中，加热管受到高温气流浸泡和传递热量，再由排烟口排出大部分烟气，同时产生的热量被传递到进出口附近，使待加热物料得到均匀的加热效果。

经过重复的加热和循环，物料最终达到理想的温度或热度。

总之，立式热风炉具有结构简单、加热效率高、节能环保等优点，其在工业界的应用范围广泛，可以用于烘干、热处理、升温降温、蒸煮等多个领域。

此外，它还可以与其他设备结合使用，形成一个完整的生产加工生产线，提高生产效率和降低成本。

热风炉的结构组成
热风炉主要由热风炉本体、燃烧器、燃烧及控制系统等组成，另外在热风炉后配有混风筒，以使热风炉产生的烟气和循环烟气相混合，最终以需要的温度和流量供住用气设备。

热风炉本体外型为封闭卧式圆筒形整体结构，鞍型支座支撑。

整体分两部分，即燃烧室和混合室。

燃烧室前端及尾部设置调温风口（掺冷风口），燃烧室外层与炉体外层之间设置旋流支撑，混合室设置调温风进口和热风出口。

根据炉膛内的温度选择耐火衬里的材料为低水泥高铝质耐热材料，并根据传热计算确定耐火衬里厚度，在环境温度下，热风炉外表面的温升应不大于60℃。

热风炉的耐火衬里材料必须有出厂合格证且经过第三方权威机构的检验。

本体上还设置检修口、观察孔、防爆口、测压、测温点等附属设备，详细参见“热风炉结构图”。

调温风从炉体侧面切向进入燃烧室外层夹套，再从燃烧室前端面及尾部筒面圆周上均匀分布的孔中（掺冷风孔）进入，和燃烧室的高温烟气进行混合。

燃烧室的温度在1050℃左右，调温风的温度约为20℃，当调温风掺混到燃烧室高温烟气中后，可使燃烧室尾部（进入混合室）温度下降到900℃，起到保护内衬的作用。

燃烧室外层夹套，能使调温风流动均匀并被预热，同时起到气体层保温作用，达到减薄炉膛内衬，降低炉壳外表面温度的效果。

大部分调温风从燃烧室外圈壳体均匀地进入混合室，使炉膛出来的烟气与调温风混合，这样一来，不仅保证了热风炉出口烟温的均匀性，也使得热风炉的混合室尺寸有所减小。

热风炉/。

热风炉系统毕业设计1.绪论作为热动力机械的热风炉于20世纪70年代末在我国开始广泛应用，它在许多行业已成为电热源和传统蒸汽动力热源的换代产品。

其中热风炉的燃烧控制直接决定了热风炉的燃烧效率和送风温度,是整个热风炉控制系统的核心。

如何有效的控制热风炉燃烧，使热风炉既能充分蓄热,达到最佳燃烧效率，又能最大限度的降低能耗、保护环境,防止热风炉拱顶过烧和延长热风炉使用寿命，是所有热风炉调试、生产中亟待解决的问题。

1.1 课题背景课题来源于淮钢生产实践。

热风炉是冶金行业的重要生产设备，其作用是将高炉布袋除尘器产生的净煤气在热风炉中进行燃烧，将热风炉耐火球加热到一定温度后将风机房冷风管送来的冷风和耐火球进行热交换，经热风炉送风系统阀门送到高炉。

2002年，公司兴建了国先进水平的500m3高炉×2－100吨转炉－LF钢包精炼炉－RH 真空脱气炉－连铸－配套中、小型棒型材连轧生产线各一条，并在该生产线炼铁高炉上，淮钢与钢铁研究总院、首钢合作，引进俄罗斯卡鲁金热风炉技术，该技术应用使同类型高炉配套热风炉体积减少1/3，个数减少1/3，节约投资30%，而且煤气燃烧充分，热效率高，风温高，该技术应用后，当年高炉风温即达到了全国同类型高炉的最高风温。

国大部分高炉均采用每座高炉带3至4台热风炉并联轮流送风方式，保证任何瞬时都有一座热风炉给高炉送风，而每座热风炉都按：燃烧-休止-送风-休止-燃烧的顺序循环生产。

当一座或多座热风炉送风时，另外的热风炉处于燃烧或休止状态。

送风中的热风炉温度降低后，处于休止状态的热风炉投入送风，原送风热风炉即停止送风并开始燃烧、蓄热直至温度达到要求后，转入休止状态等待下一次送风。

传统的完善的高炉热风炉燃烧自动化系统都是具有完善的基础自动化和使用数学模型计算所需的加热煤气流量和助燃空气流量，并对基础自动化的热风炉燃烧自动控制系统进行有关的设定。

完善的基础自动化对于燃烧混合煤气或燃烧预热的高炉煤气和预热空气的热风炉来说包括：煤气流量控制、空气流量控制、空燃比控制、拱顶温度控制和废气温度控制。

quotquotquotquot第十一篇热风炉计算第一章热风炉的结构形式第一节热风炉结构形式的演变高炉炼铁在quot年开始加热鼓风炼铁。

当时用的是铸铁管换热式热风炉。

到quot年改用固体燃料加热的蓄热式热风炉quotamp年采用了气体燃料加热的蓄热式热风炉形成了现在内燃式热风炉的雏形。

随着高炉冶炼技术的不断发展高炉风温不断提高当风温达到’’’以上时内燃式热风炉就频繁的发生拱顶裂缝、火井燃烧室倾斜、倒塌、掉砖甚至短路致使热风炉使用寿命大大缩短。

分析其主要原因是由于燃烧室和蓄热室同包在一个钢壳内用隔墙分开在燃烧和送风过程中产生温差波动尤其是下部温差很大加上金属燃烧器的脉动燃烧在燃烧室发生共振而引起的。

因而出现了取消隔墙的设计思想’年德国人首先提出了外燃式热风炉的专利quot年美国人建造了世界上第一座外燃式热风炉。

然而外燃式热风炉广泛应用生产还是近’年的事。

amp’amp年联邦德国先后建造了地得式、柯柏式、马琴式外燃热风炉年日本综合柯柏式和马琴式的优点建造了新日铁式外燃热风炉。

由于外燃式热风炉的应用使先进高炉的风温达到了’’’’的水平。

ampquot年我国安阳水冶铁厂和济南铁厂首先建造了外燃式热风炉称“水冶型”外燃式热风炉类似地得式。

年本钢号高炉炉容’’’建了“水冶型”外燃热风炉amp年鞍钢建成“鞍外型”外燃式热风炉类似马琴式应用于amp号高炉炉??-??第一章热风炉的结构形式容quotquotamp’’年鞍钢又设计建造了“鞍外型”外燃式热风炉类似新日铁式应用于’号高炉炉容quotamp年宝钢号高炉引进了日本新日铁式外燃热风炉。

在研制和建造外燃式热风炉的同时对内燃式热风炉的弊病进行改造荷兰霍戈文公司首先建成改造型内燃热风炉它基本上克服了传统内燃式热风炉的通病实现了高温、高效、长寿。

我国有代表性的效果较好的改造型内燃热风炉如amp 年投产的鞍钢amp号高炉炉容amp’热风炉和ampamp年投产的武钢号高炉炉容quotquot热风炉。