一种利用烧炉烟气吹扫热风炉系统及方法与流程

本发明属于冶金，具体是一种利用烧炉烟气吹扫热风炉系统及方法。

背景技术：

1、现代炼铁高炉生产需配备3-4热风炉，将高炉生产所需鼓风加热到1000℃以上。现有技术中几座热风炉之间燃烧蓄热与送风交替进行，为高炉提供稳定连续的风量与风温。在热风炉燃烧蓄热与送风两个阶段中，热风炉系统部分区域(燃烧器环道及燃烧室、煤气切断阀与煤气燃烧阀之间管道)存在煤气与空气介质之间的切换，为消除介质切换过程中残余煤气(燃烧器环道及燃烧室)与残存空气(热风炉送风后转燃烧蓄热之前煤气切断阀与煤气燃烧阀之间)之间的非计划接触产生的爆震危险，传统上在切换过程中利用惰性气体氮气(n2)进行吹扫，该吹扫过程需要频繁通入氮气(n2)，传统的热风炉吹扫系统通常依赖于氮气作为吹扫气体，尽管氮气具有良好的惰性气体特性，但其高昂的使用成本成为限制因素。特别是在大型工业应用中，氮气的消耗量巨大，导致运行成本增加，经济效益降低。

2、现阶段传统的热风炉系统一般采用氮气作为吹扫气体，通过氮气吹扫管道和炉体内部，以确保系统安全，然而，氮气的使用不仅增加了运行成本，还可能面临供应不足的问题，从而限制了系统的高效和连续运行。此外，传统系统在吹扫过程中，由于未充分利用烧炉废气的余热，导致能量浪费和系统能效降低。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提出一种利用烧炉烟气吹扫热风炉系统，以解决上述现有技术中提出的问题。

2、提供一种利用烧炉烟气吹扫热风炉系统，包括：

3、包括至少一个热风炉、烟囱、导气管以及废气总管；

4、所述热风炉上设置有导气管，所述导气管上通过三个第一连接管连通有废气总管，所述废气总管远离热风炉的一端连通有烟囱，所述废气总管上通过废气支管连通有储气罐，所述废气支管上还设置有一氧化碳分析仪、氧气分析仪、气体增压泵以及烧炉烟气切断阀；

5、所述储气罐上还设置有第二连接管道，所述第二连接管道上设置有氮气切断阀，所述储气罐上通过第三连接管连通有热风炉，所述第三连接管上设置有吹扫阀以及煤气燃烧阀。

6、根据本发明的烧炉烟气吹扫热风炉系统，至少具有如下有益效果：

7、该烧炉烟气吹扫热风炉系统，利用烧炉烟气替代氮气可不与整个钢铁流程其他地方无用氮冲突，属废气再利用，具备降低成本的效果，此外烧炉烟气温度较高，相比传统上采用的常温氮气，在吹扫热风系统时带走的热量大幅度减少，进一步具有节能效果，同时能够降低冷气流对热风炉燃烧室耐火材料的热震效应。

8、作为本发明进一步的方案：所述第三连接管上还连通有第四连接管，所述第四连接管上设置煤气切断阀，通过煤气切断阀、煤气燃烧阀控制煤气的接入，在烧炉时第四连接管可以切换煤气接入热风炉。

9、作为本发明进一步的方案：所述第三连接管上还连通有第五连接管，所述第五连接管上设置有放散阀，放散阀可以开启，用以吹扫煤气燃烧阀与煤气切断阀之间管道时的气体放散。若检测发现烧炉烟气中的一氧化碳、残余氧气的含量超标，烧炉烟气切断阀关闭，气体增压泵停用，开启氮气切断阀，使用氮气进行吹扫，确保系统安全。

10、作为本发明进一步的方案：所述热风炉上还设置有第七连接管，所述第七连接管上设置有热风阀，用于控制热风的输出，在送风操作中，热风阀打开，允许热风炉内的热风流向所需位置，在其他操作阶段时，热风阀关闭，防止气流的混合和流失，确保系统的操作稳定性和效率。

11、作为本发明进一步的方案：所述热风炉上还设置有第八连接管，所述第八连接管上设置有充压阀以及冷风阀，能够帮助调节和均衡热风炉内部的温度和压力，为后续的送风和正常操作做准备。

12、作为本发明进一步的方案：三个所述第一连接管上分别设置有第一烟道阀、第二烟道阀以及废气阀，废气阀用于送风后转烧炉时，热风炉内高压气体的泄压，以避免烟道阀带压开启造成损坏，泄压完毕后，通过控制第一烟道阀的开闭来调整热风炉内部的烟气的流动，第二烟道阀在特定情况下起到备用作用，废气阀控制热风炉内部的烧炉烟气的流动，调节烧炉烟气的排放和分配，以确保系统的运行稳定和环保要求。

13、本发明第二方面还公开了一种利用烧炉烟气吹扫热风炉方法，包括如下步骤：s1、确定烧炉烟气取气点，在废气总管上开孔，作为吹扫时所需烧炉烟气气源的取气点，利用烧炉烟气替换吹扫用氮气；

14、s2、检测烧炉烟气是否具有的惰性气体特性，在废气支管上方安装一氧化碳分析仪以及氧气分析仪，用以检测烧炉烟气中的残余一氧化碳、残余氧气的含量；

15、s3、在废气支管上安装储气罐，在废气支管与储气罐之间安装气体增压泵以及烧炉烟气切断阀，气体增压泵将取得的烧炉烟气加压到所需压力后并储存在储气罐中，用以保证吹扫时所需吹扫气压力要求，烧炉烟气切断阀用于控制储气罐中烧结废气的输出或者输入；

16、s4、将废气支管以及储气罐进行保温措施处理，用以减少烧结废气散热，降低吹扫气吹扫时带走的热风炉内热量，起到节能的效果；

17、s5、在储气罐上通过第二连接管道设置有氮气切断阀，储气罐上通过第三连接管连通有热风炉，在第三连接管上设置有吹扫阀，储气罐上接入第二连接管，将储气罐接入第三连接管，开启吹扫阀，将合格的烧炉烟气通过第三连接管导入至热风炉内进行吹扫，实现惰性气体并联双气源，并联双气源较原有单气源提高系统的安全性。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

19、1、通过废气总管上设置废气支管将烧炉烟气导入至储气罐内，然后通过第三连接管导入至热风炉内，由吹扫阀控制烧炉烟气的导入，其中烧炉烟气成分主要是氮气与二氧化碳，具备惰性气体的特性，替代氮气可不与整个钢铁流程其他地方无用氮冲突，属废气再利用，具备降低成本的效果。

20、2、此外烧炉烟气温度一般在350-450℃之间，相比传统上采用的常温氮气，在吹扫热风系统时带走的热量大幅度减少，进一步提高节能效果；

21、3、降低热风炉燃烧室耐火材料的热震效应，在热风炉燃烧蓄热时，燃烧室温度会到达1250℃左右，在热风炉送风结束转燃烧蓄热前，热风炉拱顶及燃烧室温度仍然会维持在1150℃以上，在采用惰性气体吹扫时，气体与热风炉拱顶及燃烧室存在巨大温差，温差的存在对热风炉拱顶及燃烧室耐火材料产生巨大的热震冲击，降低耐火材料的使用寿命，而烧炉烟气温度相比常温氮气(n2)要高300℃以上，其与热风炉内高温耐材温度(温差)要小，这可明显减少对耐火材料的热震影响。

技术特征：

1.一种利用烧炉烟气吹扫热风炉系统，其特征在于，包括至少一个热风炉(1)、烟囱(2)、导气管(3)以及废气总管(4)；

2.根据权利要求1所述的一种利用烧炉烟气吹扫热风炉系统，其特征在于，所述第三连接管(113)上还连通有第四连接管(114)，所述第四连接管(114)上设置煤气切断阀(14)。

3.根据权利要求2所述的一种利用烧炉烟气吹扫热风炉系统，其特征在于，所述第三连接管(113)上还连通有第五连接管(115)，所述第五连接管(115)上设置有放散阀(15)。

4.根据权利要求1所述的一种利用烧炉烟气吹扫热风炉系统，其特征在于，所述热风炉(1)上还设置有第六连接管(116)，所述第六连接管(116)上设置空气切断阀(16)。

5.根据权利要求1所述的一种利用烧炉烟气吹扫热风炉系统，其特征在于，所述热风炉(1)上还设置有第七连接管(117)，所述第七连接管(117)上设置有热风阀(17)。

6.根据权利要求5所述的一种利用烧炉烟气吹扫热风炉系统，其特征在于，所述热风炉(1)上还设置有第八连接管(118)，所述第八连接管(118)上设置有充压阀(18)以及冷风阀(19)。

7.根据权利要求1所述的一种利用烧炉烟气吹扫热风炉系统，其特征在于，三个所述第一连接管(111)上分别设置有第一烟道阀(20)、第二烟道阀(21)以及废气阀(22)。

8.一种利用烧炉烟气吹扫热风炉方法，使用如权利要求1至7中任意一项所述的一种利用烧炉烟气吹扫热风炉系统，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结本发明公开了一种利用烧炉烟气吹扫热风炉系统及方法，属于冶金技术领域，包括至少一个热风炉、烟囱、导气管以及废气总管；热风炉上设置有导气管，导气管上通过三个第一连接管连通有废气总管，废气总管远离热风炉的一端连通有烟囱，废气总管上通过废气支管连通有储气罐，废气支管上还设置有一氧化碳分析仪、氧气分析仪、气体增压泵以及烧炉烟气切断阀；储气罐上还设置有第二连接管道，第二连接管道上设置有氮气切断阀，储气罐上通过第三连接管连通有热风炉，烧炉烟气具备惰性气体的特性，能够替代氮气可不与整个钢铁流程其他地方无用氮冲突，具备一定的节能的效果。技术研发人员：孙永清,郑林,潘玉柱,徐益军,岳留威,章鹏程,杨珂,何二喜受保护的技术使用者：湖南华菱湘潭钢铁有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/26