用于转底炉炉顶炉壁的热交换管助燃热风自给方法及装置
阅读说明：本技术 用于转底炉炉顶炉壁的热交换管助燃热风自给方法及装置 (Method and device for self-supplying combustion-supporting hot air of heat exchange tube for furnace top and wall of rotary hearth furnace ) 是由 滕秋明 刘晓轩 刘安治 丁雪良 曹志成 吴佩佩 姜海龙 于 2021-09-13 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于转底炉的炉顶炉壁热交换管助燃热风自给方法及装置,在转底炉的炉顶和炉壁的耐火材料中安装热风管,利用所述转底炉内高温烟气的热量将所述热风管内空气进行加热；再利用加压机构将加热后的所述热风管内空气传输至所述转底炉的内外环上的烧嘴。本发明以吸收转底炉炉顶、炉壁处的高温烟气热量,实现助燃热风自给的目的。(The invention discloses a self-supply method and a device for combustion-supporting hot air of a furnace top and wall heat exchange tube of a rotary hearth furnace, wherein hot air tubes are arranged in refractory materials of the furnace top and the furnace wall of the rotary hearth furnace, and the air in the hot air tubes is heated by utilizing the heat of high-temperature flue gas in the rotary hearth furnace; and then, conveying the heated air in the hot blast pipe to burners on the inner ring and the outer ring of the rotary hearth furnace by using a pressurizing mechanism. The invention realizes the purpose of self-supply of combustion-supporting hot air by absorbing the heat of high-temperature flue gas at the top and wall of the rotary hearth furnace.)
技术领域
本发明涉及冶金热工工艺技术，更具体地说，涉及一种用于转底炉的炉顶炉壁热交换管助燃热风自给方法及装置。
背景技术
我国钢铁企业粉尘总量一般为钢产量的8％～12％，随着各大钢厂对环保力度的加大，转底炉直接还原工艺在处理含锌冶金粉尘方面得到广泛应用。
以某钢铁厂年处置量为25万吨冶金尘泥的转底炉为例，转底炉以内配碳球团为原料，将烘干后的球团均匀分布到转底炉的环形炉床上，通过炉底驱动装置，相继通过炉内的加热区、还原一区、还原二区、还原三区以及还原四区，在1250℃左右的高温环境下完成铁氧化物和锌氧化物的还原，锌挥发进入烟气中，再氧化成氧化锌粉尘被除尘器回收，还原的金属化球团经高温螺旋出料机从转底炉出料区排出。但是现有转底炉工艺还存在以下不足：
1)热风炉和转底炉间的热损问题。转底炉内的高温环境需要热风炉提供助燃热风，但由于热风炉与转底炉为独立的设备单元，在生产过程中存在管路长、能耗高、热损大等问题，不利于转底炉工艺的环保性质和生产成本；
2)转底炉内部热效率利用偏低。转底炉燃烧系统产生的高温烟气与炉料之间以辐射传热的方式为主，传热效率较低，大量的高温烟气在微负压的条件下集中于炉内顶部，最后经由进料区附近的烟道排出，使得转底炉自身的热利用效率偏低，通常，转底炉的烟气大约带走了输入热量的40％以上。当前的各种转底炉工艺中，高温烟气通过后续采用余热锅炉等回收设备，回收率也仅为40％。
发明内容
针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种用于转底炉的炉顶炉壁热交换管助燃热风自给方法及装置，以吸收转底炉炉顶、炉壁处的高温烟气热量，实现助燃热风自给的目的。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明第一方面提供了一种用于转底炉的炉顶炉壁热交换管助燃热风自给方法：
在转底炉的炉顶和炉壁的耐火材料中安装热风管，利用所述转底炉内高温烟气的热量将所述热风管内空气进行加热；
再利用加压机构将加热后的所述热风管内空气传输至所述转底炉的内外环上的烧嘴。
较佳的，所述热风管设有多条，均设置为圆环状。
较佳的，所述热风管嵌入在所述耐火材料中。
较佳的，任意相邻两条所述热风管之间贯通。
较佳的，所述加压机构包括风箱和变频风机；
将所述风箱安装在所述转底炉的排料区一侧，并与所述热风管连通；
将所述变频风机安装在所述风箱上，用以对所述热风管内空气进行加压。
本发明第二方面提供了一种用于转底炉的炉顶炉壁热交换管助燃热风自给装置，包括热风管和加压机构；
所述热风管设于转底炉的炉顶和炉壁的耐火材料中；
所述加压机构与设于所述转底炉的排料区一侧，并与所述热风管连通。
较佳的，所述热风管设有两条以上，均设置为圆环状。
较佳的，所述热风管嵌入于所述耐火材料中。
较佳的，任意相邻两条所述热风管之间贯通。
较佳的，所述加压机构包括风箱和变频风机；
将所述风箱安装在所述转底炉的排料区一侧，并与所述热风管连通；
将所述变频风机安装在所述风箱上。
本发明所提供的一种用于转底炉的炉顶炉壁热交换管助燃热风自给方法及装置，具有以下几点有益效果：
1)为转底炉设计，与转底炉的相关工艺及设备兼容配套；
2)通过吸收高温烟气的热量，完成转底炉所需助燃热风的自给；
3)舍去了热风炉对转底炉的热风供应，避免了热风炉和转底炉间管路长、能耗高、热损大等问题；
4)有效降低余热锅炉等后续烟气设备的热负荷，避免布袋除尘时的布袋烧穿现象。
附图说明
图1是本发明炉顶炉壁热交换管助燃热风自给装置的现场布置示意图；
图2是图1中A向的示意图。
具体实施方式
为了能更好地理解本发明的上述技术方案，下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。
结合图1和图2所示，本发明第一方面提供了一种用于转底炉的炉顶炉壁热交换管助燃热风自给方法：
在转底炉100的炉顶的耐火材料5和炉壁的耐火材料1中安装热风管2，利用转底炉100内高温烟气的热量将热风管2内空气进行加热，再利用加压机构将加热后的热风管2内空气传输至转底炉100的内外环上的烧嘴，实现转底炉100助燃热风的自给。
热风管2设有多条，均设置为圆环状，热风管2嵌入在炉顶的耐火材料5和炉壁的耐火材料1中。
如图1中B位置所示，热风管1安装入炉顶的耐火材料5和炉壁的耐火材料1后，在靠近转底炉100的进料区101一侧，将任意相邻两条热风管1之间贯通。
加压机构包括风箱3和变频风机4。
将风箱3安装在转底炉100的排料区102一侧，并与热风管2连通，将变频风机4安装在风箱3上，用以对热风管2内空气进行加压。
转底炉燃烧系统产生的高温烟气与炉料之间以辐射传热的方式为主，传热效率较低，大量的高温烟气在微负压的条件下集中于炉内顶部区域，最后经由进料区附近的烟道排出，使得转底炉自身的热利用效率偏低，因此可通过回收高温烟气的热量完成助燃热风的自给。将热风管2安装于转底炉100的炉顶和炉壁的耐火材料1中，利用炉内高温烟气的热量将热风管2内的空气加热，再通过变频风机4加压送至转底炉100内外环的烧嘴，实现转底炉助燃热风的自给。此外，由于高温烟气温度的降低，后续余热锅炉、布袋除尘等设备的热负荷可有效减少。
本发明第二方面提供了一种用于转底炉的炉顶炉壁热交换管助燃热风自给装置，包括热风管2和加压机构。
热风管2设于转底炉100的炉顶的耐火材料5和炉壁的耐火材料1中。
加压机构与设于转底炉100的排料区102一侧，并与热风管2连通。
热风管2设有两条以上，均设置为圆环状。
热风管2嵌入于转底炉100的炉顶的耐火材料5和炉壁的耐火材料1中。
如图1中B位置所示，热风管1安装入炉顶的耐火材料5和炉壁的耐火材料1后，在靠近转底炉100的进料区101一侧，将任意相邻两条热风管1之间贯通，使内部的空气流动。
加压机构包括风箱3和变频风机4。
将风箱3安装在转底炉100的排料区102一侧，并与热风管2连通，将变频风机4安装在风箱3上，用以对热风管2内空气进行加压。
本发明用于转底炉的炉顶炉壁热交换管助燃热风自给方法及装置通过回收转底炉内高温烟气的热量，完成转底炉助燃热风的自给，不仅摆脱了传统工艺中依赖热风炉供给助燃热风所带来的管路长、能耗高、热损大等问题，还有效降低余热锅炉等后续烟气设备的热负荷，避免布袋除尘时的布袋烧穿现象，具有较好的经济效益和环保效益。另外，还解决了以下问题：
1)解决当前转底炉工艺设备能耗高、管路长、热效率偏低的弊端；
2)可有效利用高温烟气的热量完成转底炉内助燃热风的自给；
3)可有效降低余热锅炉等后续烟气设备的热负荷，避免布袋除尘时的布袋烧穿现象。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
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