[發(fā)明專利]一種用于軋鋼加熱爐的組合式全氧燃燒系統(tǒng)及其燃燒方法

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• 申請日: 2023-06-01
• 公開（公告）號: CN116398878A
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 袁琦;王昕曄;賈夢陽;劉長奇
• 申請（專利權(quán)）人: 南京思墨能源科技有限公司
• 主分類號: F23D14/00
• 分類號: F23D14/00;F27B9/06;F27B9/12;F27B9/40;C21D9/70
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 王美章

本發(fā)明公開了一種用于軋鋼加熱爐的組合式全氧燃燒系統(tǒng)及其燃燒方法，所述加熱爐沿鋼坯移動方向分為預(yù)熱段、第一加熱段、第二加熱段和均熱段，在第一加熱段、第二加熱段和均熱段設(shè)置了不同組合形式的全氧燃燒器。第一加熱段采用第一大功率高速全氧燃燒器和第一小功率低速全氧燃燒器聯(lián)合使用的加熱方式，第二加熱段采用第二大功率高速全氧燃燒器和高速氧槍聯(lián)合使用的加熱方式，均熱段采用第三大功率高速全氧燃燒器和第二小功率低速全氧燃燒器聯(lián)合使用的加熱方式。本發(fā)明組合方式能夠提高軋鋼加熱爐內(nèi)的燃燒均勻性，使軋鋼加熱爐內(nèi)的火焰充滿度好，在達到節(jié)能降耗目的的同時，還可令加熱爐內(nèi)的坯料受熱更加均勻。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于軋鋼加熱爐技術(shù)領(lǐng)域，具體介紹了一種用于軋鋼加熱爐的組合式全氧燃燒系統(tǒng)。

背景技術(shù)

全氧燃燒技術(shù)是近代發(fā)展起來的節(jié)能燃燒技術(shù)，它是將傳統(tǒng)的空氣—燃料燃燒系統(tǒng)改為氧氣—燃料燃燒系統(tǒng)。全氧燃燒時助燃劑僅為氧氣，相比于空氣燃燒和富氧燃燒，煙氣中僅有CO₂和H₂O而無N₂，因此煙氣體積小、排煙熱損失低。同時，全氧燃燒煙氣中均為三原子氣體，其輻射換熱效果也得到提高。此外，全氧燃燒技術(shù)有助于減少NO_x排放和CO₂捕集。因此，全氧燃燒技術(shù)成為工業(yè)節(jié)能降碳的重要手段之一。

軋鋼加熱爐系統(tǒng)是鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中重要的高能耗熱工設(shè)備。在軋鋼加熱爐的所有組成系統(tǒng)中，燃燒系統(tǒng)對能耗有著最直接的影響。全氧燃燒技術(shù)的特點是傳熱效率高，排煙損失低，應(yīng)用于加熱爐系統(tǒng)可大大降低能耗。但是，全氧燃燒技術(shù)也存在熱量過于集中容易產(chǎn)生局部高溫的問題，若在加熱爐上采用常規(guī)燃燒系統(tǒng)的布置方式來安裝全氧燃燒器，運行時爐內(nèi)會出現(xiàn)明顯的高溫區(qū)，最終導致坯料的溫度均勻性變差，嚴重時影響后續(xù)軋機的正常生產(chǎn)。

在現(xiàn)有空氣助燃和富氧助燃的軋鋼加熱爐系統(tǒng)中，通常采用直焰燒嘴和平焰燒嘴相結(jié)合的方式來進行加熱。直焰燒嘴的特點是火焰在爐體空間內(nèi)的充滿度高，加熱效果好，但熱量較為集中，平焰燒嘴的特點在于火焰攪拌能力強，火焰緊貼爐壁，爐內(nèi)溫度均勻，防止局部過熱。但是，相比于空氣助燃和富氧助燃的燃燒系統(tǒng)，全氧燃燒系統(tǒng)的火焰溫度極高，采用平焰燒嘴進行燃燒容易導致燒嘴本身及爐壁燒損，因此在目前絕大部分的全氧燃燒軋鋼加熱爐上均采用直焰燒嘴進行加熱，這也導致爐內(nèi)溫度均勻性控制難度極大。

目前已公開的軋鋼加熱爐全氧燃燒專利中涉及燃燒系統(tǒng)布置及組合的較少，中國專利CN114688868A：一種用于軋鋼加熱爐的全氧燃燒系統(tǒng)，該發(fā)明在加熱段和均熱段的側(cè)墻上下分層，左右疊錯布置全氧燃燒器，均熱段上部加熱段端墻布置單層全氧燃燒器。側(cè)墻上布置的全氧燃燒器，由于熱量過于集中，容易造成爐膛中部溫度高，側(cè)墻溫度低，物料受熱溫差大的問題，雖在均熱段端墻上部布置了單層燃燒器用于改善坯料溫度均勻性，但改善時間和空間均有限，控制手段單一。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決背景技術(shù)提出的問題，本發(fā)明提供一種用于軋鋼加熱爐的組合式全氧燃燒系統(tǒng)，使得軋鋼加熱爐內(nèi)的火焰充滿度好，燃燒更加均勻，在達到節(jié)能降耗目的的同時，還可令加熱爐內(nèi)的坯料受熱更加均勻。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下全氧燃燒系統(tǒng)的組合方案來實現(xiàn)：

一種用于軋鋼加熱爐的組合式全氧燃燒系統(tǒng)，助燃系統(tǒng)中的助燃劑采用全氧，所述加熱爐沿鋼坯移動方向分為預(yù)熱段、第一加熱段、第二加熱段和均熱段，

所述第一加熱段包括第一大功率高速全氧燃燒器和第一小功率低速全氧燃燒器，兩種燃燒器各一只上、下布置組成一組燃燒器，每組燃燒器中所述第一小功率低速全氧燃燒器離鋼坯的距離相比于所述第一大功率高速全氧燃燒器離鋼坯距離要近，多組燃燒器在第一加熱段側(cè)墻沿第一加熱段軸線方向上、下交錯布置；

所述第二加熱段包括第二大功率高速全氧燃燒器和高速氧槍，所述第二大功率高速全氧燃燒器和高速氧槍各一只組成一組燃燒器，高速氧槍布置在以所述第二大功率高速全氧燃燒器為中心，半徑為R的范圍內(nèi)，每組燃燒器在第二加熱段側(cè)墻沿第二加熱段軸線方向上、下交錯布置；