在炉中使用低热值燃料的加热方法及使用该方法的炉技术

钢铁冶金产品、尤其是板坯、大钢坯、毛坯或铸锭的加热炉(1)的 控制方法，能够使要加热的产品达到轧制所需的温度，所述炉配有一 换热器(A)。所述炉装有占多数的具有蓄热模块且以全开或全关方式运 行的蓄热燃烧器类型的燃烧器；燃烧器以时间调节的方式运行；一部 分燃烧烟气通过蓄热燃烧器的蓄热模块，以预热其中一个参与燃烧的 流体(燃料或助燃剂)；剩余燃烧烟气通过换热器(A)，以预热在蓄热模 块中预热的流体之外的流体(助燃剂或燃料)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种控制加热炉的方法，特别是钢铁冶金产品如板坯、 大钢坯、毛坯或铸锭的加热炉，使得可以用通常称为贫气，，的低热值 燃料把要加热的产品加热到轧制所需的温度。
技术介绍
贫气是指热值在2700千焦耳/标准立方米(kJ/Nm到4000千焦 耳/标准立方米之间的气体燃料。这些贫气一般由很大比例的惰性气体构成，如氮和二氧化碳，它 们起着压载的作用，并且应在燃烧中被加热，因此限制理论燃烧温度。下面通过例子详细地描述使用低热值气体燃料、例如高炉气的运 行情况。高炉气来自高炉，在铸铁生产时作为副产品而生成。它的主要优 点在于可无偿，，获得，因此可以作为燃料提供给钢铁冶炼现场的炉。 它的热值较低，约为3500千焦耳/标准立方米，这与它惰性气体]\2和 co2含量很高的化学成分有关。为了使要加热的产品达到轧制要求的 约1150-1280。C的出炉温度，炉壁和燃烧烟气必须达到约1300-1400°C 的高温。根据现有技术，只使用贫气时，理论燃烧温度很难达到该温 度。理论燃烧温度是燃烧结束时气体可能达到的最高温度。该温度通 过确定开始时在化学计算比例或确定比例中得到的赋料/助燃剂混合 物的最终状态进行计算，燃料/助燃剂混合物在恒定压力下经过瞬时绝 热燃烧，因此与周围环境没有热交换。理论燃烧温度不能在炉中获得， 因为一方面，燃烧永远不会瞬时产生，另一方面，火焰总是与它的周 围环境交换热量。因此，在这些给定条件下，只能有效获得小于理论 温度的实际火焰温度。该实际温度与理论温度之间的比称为高温效5率。该概念在例如1981年4月第232期的Revue G6n6rale de Thermique期刊中的《钢铁冶金连续炉中的贫气燃料》 一文中有详细 介绍。高炉气的高温效率例如为0.80。为了说明本专利技术要解决的技术 问题，考虑了该值。因此，炉中存在烟气的最高温度相当于火焰的实际温度。已经知道，提高理论燃烧温度的方法在于在燃烧器喷嘴的上游预 热燃烧气体或助燃剂。现有技术使用的方法在于，或者通过位于烟气管路中的换热器， 或者通过蓄热燃烧器的蓄热模块使参与燃烧的两个流体之一预热。图l-4是一种高炉贫气类型的燃料的计算值表，其体积成分如下 N2 56.7%, CO 24.5%， C02 16.7%, H2 2.0%,其它0.1%。燃烧条 件示于表头。图l所示的计算表明，燃烧气体预热时，1250'C的气体温度不足 以获得与通过富气达到的温度相似的烟气温度、即1400。C或更高。因 此，该气体的预热温度水平不能通过位于烟气管路中的工业换热器获 得，更不用说更高的温度水平。可以把气体加热到高温的蓄热燃烧器能够使烟气与预热气体之间 的温度差达到150。C。但是，蓄热燃烧器的气体预热温度限制在U50。C 至1200'C之间。因此，只预热燃烧气体不能获得足以把产品加热到1200。C的炉壁 温度。图2所示的计算表明，为了获得与通过富气得到的温度(1400'C及 以上)相似的烟气温度，对贫气的预热必须预热到IOOO'C的温度。可 以通过在蓄热燃烧器中的预热达到该温度水平。但是由于 一 些技术问 题，该方法不能工业实施，这些技术问题使该方法很难实施，如气体 在该温度水平下的固有危险，以及气体在该温度下的裂化导致的问题。 因此只通过贫气的预热不能在工业上获得足以把产品加热到1200。C 的炉壁温度。另一种可以增加理论燃烧温度的方法在于实现燃烧气体的过氧化，即增加它的氧含量。图3所示的使用450。C助燃剂的计算表明，该方法不能令人满意， 因为即使把助燃剂加热到450°C,为了达到接近1400。C的烟气温度， 需要使助燃剂中的氧含量为80%。出于安全原因，将几乎纯氧预热到 该温度在工业上是不现实的。另外，根据工厂和氧的立方米成本的不 同，该方法的赢利性将有很大变化。出于同样的原因，较低的氧含量 与贫气加热相结合也不是令人满意的方法。因此，根据现有技术使用的方法不能在令人满意的条件下仅通过 低热值燃料使要加热的产品加热到轧制所需的温度。
技术实现思路
为了解决该技术问题，本专利技术主要在于控制加热炉的方法，特别 是钢铁冶金产品如板坯、大钢坯、毛坯或铸锭的加热炉，该方法可以 使要加热的产品达到轧制所需的温度，炉装有换热器，其特征在于一该炉配有占多数的蓄热燃烧器类型的燃烧器，该燃烧器具有蓄 热模块，并且以全开或全关模式运行；一燃烧器以调节时间的方式运行；一一部分燃烧烟气通过蓄热燃烧器的蓄热模块，以便对其中一个 参与燃烧的流体(燃料或助燃剂)进行预热；一剩余的燃烧烟气通过一位于炉外部在一个烟道中的换热器，以 便对在蓄热模块中预热的流体之外的流体(助燃剂或燃料)进行预热。有利的是， 一种贫气只作为燃料使用，并且将其中一个参与燃烧 的流体在通过燃烧器的蓄热模块时获得的高温预热，与另一个参与燃 烧的流体在通过换热器时获得的预热相结合，使要加热的产品在炉出 口达到所需温度。确定通过一个蓄热燃烧器的蓄热模块的烟气流量，以便获得烟气 在蓄热燃烧器出口的所需温度，以及相应地获得要预热的流体在通过 蓄热模块后的所需温度。最好，对于同 一对的两个蓄热燃烧器之间的转换的恒定周期时间，7在每个周期调节每个蓄热燃烧器的加热模式的运行时间，使燃烧器传 递所需的热值。为了在炉的点火阶段或低工况运行时达到足够的火焰温度，通过 使用最靠近换热器的炉子燃烧器，或者使用一个或几个辅助燃烧器， 使来自换热器的流体的温度有利地保持在一个最低水平。最好，辅助 燃烧器位于换热器上游的烟气管路上。通过从换热器通过的烟气的比例来准确控制炉内压力，以限制空 气的进入。有利的是，贫气在燃烧器的蓄热模块中加热到600。C到800。C之间 的一个温度，一贫气的热值在2700千焦耳/标准立方米到4000千焦耳/标准立方 米之间，一助燃剂由在换热器中预热到400。C到600。C之间的一个温度的 空气形成，以便获得一个高于1300。C的烟气温度，该温度可以使要加 热的产品达到1150。C到1280。C之间的一个温度。最好，蓄热燃烧器类型的燃烧器位于炉子相对的侧边，并且分为 成对的相对的燃烧器组，对位于一侧的一对燃烧器进行控制，使燃烧 器交替作为燃烧器和烟道运行，同时使位于另 一侧的一对燃烧器交替 作为烟道和燃烧器。蓄热燃烧器类型的燃烧器的数量大于另一类型的 燃烧器的总数。同一对的两个蓄热燃烧器之间转换的恒定周期时间有利地在40 到80秒之间，并且在每个周期，调节每个蓄热燃烧器加热模式的运行 时间，使燃烧器传递所要求的热值。本专利技术还涉及钢铁冶金产品、特别是板坯、大钢坯、毛坯或^锭 的加热炉，该加热炉能够使要加热的产品达到轧制所需的温度，该加 热炉具有一个换热器，该加热炉的特征在于，它具有一一方面，占多数的蓄热燃烧器类型的燃烧器，这些燃烧器具有 蓄热模块，并且以全开或全关的方式运行；一^f吏燃烧器以时间调节的方式运行的装置；一使一部分燃烧烟气通过蓄热燃烧器的蓄热模块、以便预热参与燃烧的流体(燃料或助燃剂)中的一个或另一个流体的装置；一使剩余的燃烧烟气通过位于炉外部的一个烟道内的换热器、以 便预热没有在蓄热模块中加热的流体(助燃剂或燃料)的装置。附图说明本专利技术除了上述方案外，还有一定数量的其它方式，下面将通过 参照附图描述的实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢铁冶金产品的加热炉的控制方法，所述冶金产品尤其是板坯、大钢坯、毛坯或铸锭，该方法能够使要加热的产品达到轧制所需的温度，所述炉配有一个换热器，其特征在于：　－所述炉配有占多数的蓄热燃烧器类型的燃烧器（２ａ，２ｂ），所述燃烧器具有蓄 热模块（３ａ，３ｂ），并且以全开或全关的方式运行；　－燃烧器以调节时间的方式运行；　－一部分燃烧烟气通过蓄热燃烧器的蓄热模块，以便对参与燃烧的流体中的其中一个流体（燃料或助燃剂）进行预热；　－剩余的燃烧烟气通过位于所述炉外 部、在一个烟道（Ｂ）中的换热器（Ａ），以便对在蓄热模块中预热的流体之外的流体（助燃剂或燃料）进行预热。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2006.9.13 FR 06079991.一种钢铁冶金产品的加热炉的控制方法，所述冶金产品尤其是板坯、大钢坯、毛坯或铸锭，该方法能够使要加热的产品达到轧制所需的温度，所述炉配有一个换热器，其特征在于-所述炉配有占多数的蓄热燃烧器类型的燃烧器(2a，2b)，所述燃烧器具有蓄热模块(3a，3b)，并且以全开或全关的方式运行；-燃烧器以调节时间的方式运行；-一部分燃烧烟气通过蓄热燃烧器的蓄热模块，以便对参与燃烧的流体中的其中一个流体(燃料或助燃剂)进行预热；-剩余的燃烧烟气通过位于所述炉外部、在一个烟道(B)中的换热器(A)，以便对在蓄热模块中预热的流体之外的流体(助燃剂或燃料)进行预热。2. 如权利要求l所述的方法，其特征在于 一一种贫气只作为燃料使用；一将其中 一个参与燃烧的流体在通过燃烧器的蓄热模块(3a，3b)时 获得的高温预热，与另 一个参与燃烧的流体在通过换热器(A)时获得的 预热相结合，使得要加热的产品在炉出口可达到所需的温度。3. 如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，确定通过一个蓄 热燃烧器的蓄热模块的烟气流量，以便获得烟气在蓄热燃烧器出口的 所需温度，以及相应地获得要预热的流体在通过蓄热模块后的所需温 度。4. 如权利要求1-3之一所述的方法，吝特征在于，对于同一对的 两个蓄热燃烧器之间的转换的一个恒定周期时间，在每个周期调节每 个蓄热燃烧器的加热模式的运行时间，使燃烧器传递所需的热值。5. 如权利要求l-4之一所述的方法，其特征在于，为了在炉的点 火阶段或低工况运行时达到足够的火焰温度，或者通过使用最靠近换 热器的炉的所述燃烧器，或者使用一个或几个辅助燃烧器，使来自换 热器(A)的流体的温度保持在一个最低水平。6. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，辅助燃烧器位于换热 器(A)上游的烟气管路上。7. 如权利要求l...

【专利技术属性】
技术研发人员：RV·舍韦，P·吉罗，
申请(专利权)人：法孚斯坦因公司，
类型：发明
国别省市：FR