轧钢加热炉预混富氧与射氧融合的富氧燃烧系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111964467A(43)申请公布日2020.11.20(21)申请号202010772003.2(22)申请日2020.08.04(71)申请人鞍钢股份有限公司地址114000辽宁省鞍山市铁西区环钢路1号(72)发明人高军刘常鹏马光宇郝博赵俣徐伟胡绍伟陈鹏李卫东(74)专利代理机构鞍山嘉讯科技专利事务所(普通合伙)21224代理人张群(51)Int.Cl.F27D19/00(2006.01)F27D99/00(2010.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称轧钢加热炉预混富氧与射氧融合的富氧燃烧系统及方法(57)摘要本发明涉及轧钢加热炉预混富氧与射氧融合的富氧燃烧系统，包括加热炉、燃料系统、助燃系统，所述加热炉包括预热段、一加热段、二加热段、均热段，一加热段设有一加热段侧烧嘴、一加热段氧枪，二加热段设有二加热段平焰烧嘴、二加热段底部直焰烧嘴、二加热段平焰烧嘴、均热段底部直焰烧嘴，均热段平焰烧嘴；助燃系统包括氧气管道、氧气阀组、射氧燃烧系统及预混富氧燃烧系统；氧气管道通过氧气阀组向射氧燃烧系统及预混富氧燃烧系统供氧。本发明将预混富氧和射氧燃烧系统有机融合，可进一步提高加热炉的燃烧效率和产能，降低燃料消耗，提高钢坯温度均匀性。CN111964467ACN111964467A权利要求书1/1页1.轧钢加热炉预混富氧与射氧融合的富氧燃烧系统，包括加热炉、燃料系统、助燃系统，所述加热炉包括预热段、一加热段、二加热段、均热段，其特征在于，一加热段设有一加热段侧烧嘴、一加热段氧枪，二加热段设有二加热段平焰烧嘴、二加热段底部直焰烧嘴、二加热段平焰烧嘴、均热段底部直焰烧嘴，均热段平焰烧嘴；助燃系统包括氧气管道、氧气阀组、射氧燃烧系统及预混富氧燃烧系统；氧气管道通过氧气阀组向射氧燃烧系统及预混富氧燃烧系统供氧；预混富氧燃烧系统包括预混富氧氧气管道、助燃空气管道、助燃气预热器，助燃空气管道上设有鼓风机，鼓风机将助燃空气经助燃空气调节阀和助燃空气流量检测仪表送到助燃气预热器；预混富氧氧气管道的氧气经预混富氧氧气调节阀和预混富氧氧气流量检测仪表后送到助燃空气管道，与助燃空气均匀混合后送到助燃气预热器；预热后的助燃气分别送到二加热段平焰烧嘴、均热段平焰烧嘴、二加热段底部直焰烧嘴、均热段底部直焰烧嘴及一加热段侧烧嘴。2.根据权利要求1所述的轧钢加热炉预混富氧与射氧融合的富氧燃烧系统，其特征在于，射氧燃烧系统包括射氧氧气管道，射氧氧气管道的氧气经射氧氧气调节阀送入一加热段氧枪，氧枪喷射方向与一加热段侧烧嘴法线夹角为0°-65°。3.轧钢加热炉预混富氧与射氧融合的富氧燃烧系统的控制方法，其特征在于，加热炉采用混合煤气为燃料，控制方法包括：1)当加热炉为正常生产状态，炉温达到850℃以上，打开预混富氧氧气调节阀，氧气开始注入到助燃空气管道中，助燃空气和氧气均匀混合后经预热后送到所有烧嘴，按助燃空气中氧浓度21％-28％控制预混富氧氧气管道内的氧气量；2)正常生产时预混富氧浓度按23-25％控制，当出现煤气热值低于标准值的10％以下，氧浓度按25-28％控制；3)当加热炉炉膛温度＞850℃时，控制氧气从氧枪喷射到炉膛，实现射氧燃烧；4)当加热炉一加热段侧烧嘴所需煤气用量达到设计用量50％以上时，提高氧枪的氧气流量使氧浓度最高到65％；当加热炉一加热段侧烧嘴所需煤气量小于设计用量50％时，降低氧枪的氧气流量直到0，富氧浓度控制降低至21％；5)当加热炉炉膛温度≤800℃时，停止预混富氧的氧气加入，同时关闭射氧氧气阀门，加热炉富氧燃烧切换到常规燃烧。2CN111964467A说明书1/3页轧钢加热炉预混富氧与射氧融合的富氧燃烧系统及方法技术领域[0001]本发明涉及工业加热炉节能技术领域，特别涉及一种轧钢加热炉预混富氧与射氧融合的富氧燃烧系统及方法。背景技术[0002]富氧燃烧技术在加热炉领域有传导效率和燃烧效率高，提高加热炉产能,节约燃料，降低NOx和C02的排放等多方面优势，应用前景非常广阔。[0003]目前，轧钢加热炉富氧燃烧有如下几种方式：空气与氧气预先混合后供入烧嘴燃烧即为预混富氧燃烧、氧气插入式富氧燃烧即为射氧燃烧、纯氧燃烧以及烟气回流富氧燃烧。对于传统的加热炉燃烧器来说，空气与氧气预先混合后供入烧嘴燃烧，氧浓度高会造成燃烧速率加快，火焰缩短，燃烧区域更加集中，使得炉膛温度分布的均匀性变差，NOx的形成剧烈增加，同时钢坯的氧化烧损将增大，不利于提高钢铁生产的质量；传统的氧气插入式燃烧在加热炉领域基本是解决加热能力不足或提高产能角度出发，本文所述的射氧为目前采用的高级氧枪式射氧，不仅解决加热炉提产问题还可以解决炉温均匀性、污染生成和氧化烧损等问题，但射氧燃烧适用