一种交错并联均匀送风的热风炉装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种热风炉，具体涉及一种交错并联均匀送风的热风炉装置，属于高炉热风炉生产技术领域。


背景技术：

2.热风炉是当前钢铁工业中炼铁高炉最重要的辅助设备。现代大型高炉通常配备四座热风炉、采用交错并联送风制度以提高送风温度，设置混风罐、掺入少量冷风以稳定热风温度。现代大高炉的四座热风炉通常位于高炉同一侧，采用一字形布置，以减小场地占用，同时使热风管系具有良好的受力结构。
3.实践发现，上述模式四座热风炉之间工作热性差异较大，尤其是首尾两端的热风炉，直观表现就是靠近高炉端的热风炉“难烧”，烧炉时煤气消耗量大、温度上升慢，送风时的风温下降更快；远离高炉端的热风炉则恰恰相反，烧炉时煤气消耗量小、温度上升快，送风时风温下降缓慢。实际结果表明，在同等生产工艺条件下，首尾两端热风炉在送风结束时风温相差高达60℃。这使得单体热风炉效能不能充分发挥出来，为了稳定送风风温，需要增大掺冷风调节量，这既限制了风温水平，还增加了煤气消耗量。
4.研究发现，该问题是由于几座热风炉之间的风量分配不均导致的，近高炉侧热风炉的过风量远大于远高炉侧的热风炉的过风量。但受制于管道结构尺寸、现场高温条件等因素，往往无法安装在线流量计，即使安装流量计也难以获得准确的流量结果，更难以实现热风炉均匀送风。针对上述问题，业内有企业尝试调整送风时序组合，但结果未能如愿。


技术实现要素：

5.本实用新型正是针对现有技术中存在的问题，提供一种交错并联均匀送风的热风炉装置，该技术方案能够实现炉次间风温偏差降低80％，促使单体热风炉达到最佳工作状态，有效降低风温波动，降低煤气消耗，实现高效生产。
6.为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下，一种交错并联均匀送风的热风炉装置，所述装置包括冷风总管、冷风支管、热风炉组件、热风支管、掺冷风支管、混风室、热风总管和高炉,热风炉入口分别与对应的冷风支管相连，出口分别与对应的热风支管相连；冷风支管、热风支管上分别有冷风开关阀和热风开关阀，热风总管一端与热风支管与相连，另一端连接高炉，中间设置混风室，混风室通过掺冷风支管连接冷风总管。
7.作为本实用新型的一种改进，所述热风炉组件包括至少三座热风炉，每个热风炉对应一个冷风支管和热风支管；优选4座，易于实现热风炉节奏匹配和负荷均匀分配。
8.作为本实用新型的一种改进，所述热风炉组件中的几座热风炉排列呈一字形，冷风总管、热风总管与热风炉平行，便于实现风量均匀分配。
9.作为本实用新型的一种改进，所述冷风支管前的冷风总管上装有流量计，提供精准的流量检测结果，支撑调节阀开度调整实现风量均匀分配。
10.作为本实用新型的一种改进，热风炉的出口分别装有第一热电偶(12-1)、第二热
电偶 (12-2)、第三热电偶(12-3)、第四热电偶(12-4)，混风室出口装有第五热电偶(13)。提供精准的风温检测结果作为风量分配的参考依据。
11.作为本实用新型的一种改进，所述热风炉组件在高炉的同侧呈一字形排列，沿气流方向上冷风总管的首端和热风总管的首端位于同一侧，冷风总管与热风总管内的气流方向一致，除冷风最上游热风炉外的其它热风炉的冷风支管上配置调节阀。对应4座热风炉时。热风炉的冷风支管的冷风开关阀前分别设置有第一调节阀(14-1)、第二调节阀(14-2)、第三调节 (14-3)，在混风支管(5)上设置有第四调节阀(15)，能够灵活调整开度。
12.作为本实用新型的一种改进，单座热风炉的冷风开关阀、热风开关阀总是保持同步开/ 关状态，调节阀根据各冷风开关阀不同的开启状态组合保持不同的开启状态和目标开度。热风炉3-1与3-2或热风炉3-1与3-4前后的冷风开关阀、热风开关阀均为开时，调节阀14-1 开启至目标开度；热风炉3-2与3-3前后的冷风开关阀、热风开关阀均为开时，调节阀14-2 开启至目标开度；热风炉3-3与3-4前后的冷风开关阀、热风开关阀均为开时，调节阀14-3 开启至目标开度。
13.相对于现有技术，本实用新型具有如下优点，本实用新型方案在研究风量在交错并联的不同炉次之间的分配结果和动态变化的基础上，提出了在热风炉3-1～3-3前设置调节阀、实现风量均匀分配的调整方法，能够实现生产负荷在四座热风炉上的均匀分配。采用该技术后，能够实现炉次间风温偏差降低70％以上，促使单体热风炉达到最佳工作状态，有效降低风温波动，降低煤气消耗，实现高效生产。
附图说明
14.图1为热风炉均匀送风系统示意图；
15.图中：1—冷风总管2—冷风支管3-1～3-3—热风炉4—热风支管5—掺冷风支管6—混风罐7—热风总管8—高炉9—冷风开关阀10—热风开关阀11—流量计12-1～12-4—第一热电偶、第二热电偶、第三热电偶、第四热电偶，13—第五热电偶，14-1～14-3—第一调节阀、第二调节阀、第三调节，15第四调节阀。
具体实施方式：
16.为了加深对本实用新型的理解，下面结合附图对本实施例做详细的说明。
17.实施例1：参见图1，一种交错并联均匀送风的热风炉装置，包括冷风总管1、冷风支管 2、热风炉3(包含3-1～3-4)、热风支管4、掺冷风支管5、混风室6、热风总管7和高炉8。四座热风炉入口各自与冷风支管相连，出口各自与热风支管相连，热风炉前后分别有冷风开关阀9和热风开关阀10。热风总管7一端连接热风支管，一端连接高炉8；热风总管7上设置混风室6，通过掺冷风支管5与冷风总管1连接。冷风总管1上装有流量计11，热风炉的出口分别装有第一热电偶12-1、第二热电偶12-2、第三热电偶12-3、第四热电偶12-4，混风室出口装有第五热电偶13。
18.该方案中，热风炉3-1～3-4，编号分别为1#、2#、3#、4#，同在高炉8的左侧排列呈一字形，沿气流方向冷风总管的前端和热风管的前端位于高炉的对侧，冷风总管的末端、热风总管的出口端位于高炉侧。1#、2#、3#热风炉冷风支管在冷风开关阀前设置能够灵活调整开度的调节阀。即热风炉的冷风支管的冷风开关阀前分别设置有第一调节阀14-1、第二调节
阀 14-2、第三调节14-3，在混风支管5上设置有第四调节阀15，能够灵活调整开度。
19.该方案中，热风炉采用定时送风模式，单座热风炉送风时长为2h；采用交错并联的送风模式，炉次顺序为1#-2#-3#-4#，不同时刻的送风组合炉次分别为1#2#-2#3#-3#4#-4#1#。对应1#炉与4#炉、1#炉与2#的冷风开关阀、热风开关阀均为开时，调节阀14-1开启至目标开度；2#炉与3#的冷风开关阀、热风开关阀均为开时，调节阀14-2开启至目标开度；3#炉与 4#的冷风开关阀、热风开关阀均为开时，调节阀14-3开启至目标开度。
20.该方案中，调节阀目标匹配开度的确定方法为：四座热风炉工艺参数一致，流量计11显示风量处于6800-7200m3/min，热电偶13检测风温处于1187℃-1193℃，以送风末期时电偶12显示温度为依据，从1#2#炉组合送风开始调整1#调节阀的开度，单次调整保持后4-5个送风周期，直至送风末期时第一热电偶12-1的温度处于1195-1205℃之间，得到1#调节阀的目标开度；维持1#炉送风时调节阀在目标开度，从2#3#组合送风开始进行2#调节阀调整，按照相同程序步骤使送风末期时第二热电偶12-2的测量结果处于1195-1205℃之间，得到2# 调节阀的匹配开度；维持1#炉前调节阀和2#炉前调节阀在目标开度，当3#4#组合开始送风时调整3#调节阀，按照相同方法步骤使送风末期时第三热电偶12-3的测量结果进入 1195-1205℃区间，得到3#调节阀的目标开度。
21.实施例采用该措施后的生产结果表明，四座热风炉的生产负荷区域均匀，送风末期的风温偏差由实施前的60℃下降到实施后的10℃以内，风温偏差降低83％，煤气消耗均明显降低，有效提升了热风炉生产效率。
22.需要说明的是上述实施例，并非用来限定本实用新型的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本实用新型权利要求所保护的范围。