本發(fā)明涉及冶金行業(yè)熱風(fēng)爐技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于煉鐵工藝的熱風(fēng)爐助燃空氣分時預(yù)熱系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著高爐大型化發(fā)展以及鋼鐵行業(yè)的成本壓力原來越大，高爐強(qiáng)化冶煉、降低焦比顯得尤其重要。除了從生產(chǎn)操作水平及原燃料質(zhì)量等方面入手降低焦比外，提高熱風(fēng)爐送風(fēng)溫度也是極為重要且有效的手段。
為了達(dá)到1250℃以上的熱風(fēng)溫度，少數(shù)鋼鐵企業(yè)采用高熱值煤氣(焦?fàn)t煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣等)進(jìn)行燒爐，但國內(nèi)鋼鐵廠普遍缺乏高熱值煤氣，利用單一高爐煤氣燒爐來實現(xiàn)高風(fēng)溫仍是各個鋼鐵企業(yè)的首選方案。
為了在單燒高爐煤氣的條件下實現(xiàn)高風(fēng)溫，必須對助燃空氣及煤氣進(jìn)行預(yù)熱。常用的方法有：采用分離式熱管換熱器或板式換熱器對助燃空氣和煤氣進(jìn)行低溫預(yù)熱、采用附加預(yù)熱爐或前置燃燒爐對助燃空氣進(jìn)行高溫預(yù)熱等。采用分離式換熱器低溫雙預(yù)熱的缺點是預(yù)熱后的助燃空氣和煤氣溫度在180～210℃，無法進(jìn)一步提高熱風(fēng)爐的拱頂溫度，從而提高熱風(fēng)溫度；采用附加預(yù)熱爐或帶前置燃燒爐的雙預(yù)熱系統(tǒng)都屬于高溫預(yù)熱(煤氣預(yù)熱至～200℃，空氣預(yù)熱至～420℃)，能夠滿足單燒高爐煤氣實現(xiàn)高風(fēng)溫的要求，但存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、閥門增多、增加占地、多消耗煤氣、系統(tǒng)控制復(fù)雜、投資大、運(yùn)行成本高的缺點而無法廣泛應(yīng)用。
由此，本發(fā)明人憑借多年從事相關(guān)行業(yè)的經(jīng)驗與實踐，提出一種熱風(fēng)爐助燃空氣分時預(yù)熱系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種熱風(fēng)爐助燃空氣分時預(yù)熱系統(tǒng)，克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的預(yù)熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、能源消耗大、運(yùn)行成本高等問題，該預(yù)熱系統(tǒng)既能滿足熱風(fēng)爐在燒爐初期積蓄大量熱量的需要，又能滿足在燒爐中后期提高熱風(fēng)爐拱頂溫度的需要，結(jié)構(gòu)簡單且成本投入較低。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，一種熱風(fēng)爐助燃空氣分時預(yù)熱系統(tǒng)，包括熱風(fēng)爐和助燃風(fēng)機(jī)，所述熱風(fēng)爐的頂部設(shè)置有煤氣入口和助燃空氣入口，所述熱風(fēng)爐的底部設(shè)置有廢煙氣出口，所述廢煙氣出口與煙囪的底部連通，所述熱風(fēng)爐的內(nèi)腔下部設(shè)置有助燃空氣爐內(nèi)預(yù)熱裝置，所述助燃空氣爐內(nèi)預(yù)熱裝置內(nèi)設(shè)置有爐內(nèi)助燃空氣換熱通道和爐內(nèi)廢煙氣通道，所述助燃風(fēng)機(jī)的出口能通過助燃空氣換熱器與所述助燃空氣入口連通，所述助燃空氣換熱器內(nèi)設(shè)置有助燃空氣通道和第一廢煙氣通道，所述助燃空氣通道的出口能通過第一助燃空氣通路或第二助燃空氣通路與所述助燃空氣入口連通，所述爐內(nèi)助燃空氣換熱通道串接連通于所述第二助燃空氣通路上；所述爐內(nèi)廢煙氣通道的頂端與所述熱風(fēng)爐的內(nèi)腔連通，所述爐內(nèi)廢煙氣通道的底端與所述廢煙氣出口連通，所述廢煙氣出口能順序通過第一廢煙氣支路和所述第一廢煙氣通道與所述煙囪的底部連通。
在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述煤氣入口能通過煤氣換熱器與高爐煤氣供應(yīng)管路連通，所述煤氣換熱器內(nèi)設(shè)置有煤氣通道和第二廢煙氣通道，所述煤氣通道的出口與所述煤氣入口連通；所述廢煙氣出口還能順序通過第二廢煙氣支路和所述第二廢煙氣通道與所述煙囪的底部連通。
在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述助燃風(fēng)機(jī)的出口還能通過和所述助燃空氣換熱器并聯(lián)設(shè)置的助燃空氣旁通管與所述助燃空氣入口連通，所述煤氣入口還能通過煤氣旁通管與所述高爐煤氣供應(yīng)管路連通，所述廢煙氣出口還能通過和所述第一廢煙氣支路并聯(lián)設(shè)置的第三廢煙氣支路與所述煙囪的底部連通。
在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述助燃空氣通道的入口與所述助燃風(fēng)機(jī)的出口連通，所述第一助燃空氣通路上串接有第一助燃空氣通路切斷閥，所述第二助燃空氣通路包括第一助燃支路和第二助燃支路，所述第一助燃支路的一端與所述助燃空氣通道的出口連通，所述第一助燃支路的另一端與所述爐內(nèi)助燃空氣換熱通道的一端連通，所述第二助燃支路的一端與所述爐內(nèi)助燃空氣換熱通道的另一端連通，所述第二助燃支路的另一端與所述助燃空氣入口連通。
在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述第一助燃空氣通路上位于所述助燃空氣通道的出口與所述第一助燃空氣通路切斷閥的入口之間的位置連通設(shè)置所述第一助燃支路的一端，所述第一助燃支路的另一端與所述爐內(nèi)助燃空氣換熱通道的一端連通，所述第一助燃支路上串接有第一助燃支路切斷閥；所述第二助燃支路的一端與所述爐內(nèi)助燃空氣換熱通道的另一端連通，所述第一助燃空氣通路上位于所述第一助燃空氣通路切斷閥與所述助燃空氣入口之間的位置連通設(shè)置所述第二助燃支路的另一端，所述第二助燃支路上串接有第二助燃支路切斷閥。
在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述第一助燃空氣通路上位于所述第二助燃支路的另一端與所述助燃空氣入口之間的位置順序串接有助燃空氣調(diào)節(jié)閥和助燃空氣燃燒閥。
在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述爐內(nèi)助燃空氣換熱通道由多個換熱管并聯(lián)構(gòu)成。
在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述煤氣通道和所述煤氣旁通管的出口與所述煤氣入口之間順序串接有煤氣調(diào)節(jié)閥、煤氣切斷閥和煤氣燃燒閥。
在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述煤氣旁通管上串接有能控制所述煤氣旁通管連通狀態(tài)的第一切斷閥，所述煤氣通道的入口和出口處分別連通設(shè)置有第二切斷閥和第三切斷閥，所述第二廢煙氣通道的入口和出口處分別連通設(shè)置有第四切斷閥和第五切斷閥。
在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述助燃空氣旁通管上串接有能控制所述助燃空氣旁通管連通狀態(tài)的第六切斷閥，所述助燃空氣通道的入口和出口處分別連通設(shè)置有第七切斷閥和第八切斷閥，所述第一廢煙氣通道的入口和出口處分別連通設(shè)置有第九切斷閥和第十切斷閥。
在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述廢煙氣出口處設(shè)置有煙道閥，所述第三廢煙氣支路上串接有能控制所述第三廢煙氣支路連通狀態(tài)的第十一切斷閥。
由上所述，本發(fā)明的熱風(fēng)爐助燃空氣分時預(yù)熱系統(tǒng)具有如下有益效果：
(1)本發(fā)明的熱風(fēng)爐助燃空氣分時預(yù)熱系統(tǒng)中，在高爐煤氣供應(yīng)管路和助燃風(fēng)機(jī)的出口處分別連接煤氣換熱器和助燃空氣換熱器，熱風(fēng)爐的廢煙氣出口與煤氣換熱器和助燃空氣換熱器分別連通，廢煙氣分別與煤氣和助燃空氣進(jìn)行熱交換，實現(xiàn)煤氣和助燃空氣的一次預(yù)熱；熱風(fēng)爐的內(nèi)腔設(shè)置助燃空氣爐內(nèi)預(yù)熱裝置，實現(xiàn)助燃空氣在熱風(fēng)爐內(nèi)腔中的二次換熱升溫，通過提高燒爐末期助燃空氣預(yù)熱后的溫度來提高理論燃燒溫度，進(jìn)而提高拱頂溫度，增加格子磚的蓄熱量；
(2)本發(fā)明的熱風(fēng)爐助燃空氣分時預(yù)熱系統(tǒng)，通過助燃支路上設(shè)置的切斷閥即可實現(xiàn)助燃空氣通路的切換，控制簡便，使用靈活；
(3)本發(fā)明的熱風(fēng)爐助燃空氣分時預(yù)熱系統(tǒng)的應(yīng)用不受換熱器形式的限制，助燃空氣換熱器和煤氣換熱器可以采用現(xiàn)有各種形式的換熱器或者其組合形式，助燃空氣換熱器和煤氣換熱器能夠?qū)崿F(xiàn)廢煙氣余熱的高效回收；
(4)本發(fā)明的熱風(fēng)爐助燃空氣分時預(yù)熱系統(tǒng)的應(yīng)用不受熱風(fēng)爐形式的限制，熱風(fēng)爐可以是頂燃式、外燃式、內(nèi)燃式或者球式熱風(fēng)爐等不同形式，熱風(fēng)爐助燃空氣分時預(yù)熱系統(tǒng)適用性強(qiáng)，有利于推廣應(yīng)用；
(5)本發(fā)明的熱風(fēng)爐助燃空氣分時預(yù)熱系統(tǒng)既能滿足熱風(fēng)爐在燒爐初期積蓄大量熱量的需要，又能滿足在燒爐中后期提高熱風(fēng)爐拱頂溫度的需要；熱風(fēng)爐助燃空氣分時預(yù)熱系統(tǒng)能充分利用燒爐不同階段的廢煙氣余熱，提高熱風(fēng)爐最高拱頂溫度，從而獲得高風(fēng)溫，降低能源消耗；本發(fā)明的熱風(fēng)爐助燃空氣分時預(yù)熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，占地面積小，靈活性高且成本投入較低，不僅適用于新建熱風(fēng)爐，還適用于熱風(fēng)爐改造工程。
附圖說明
以下附圖僅旨在于對本發(fā)明做示意性說明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。其中：
圖1：為本發(fā)明的熱風(fēng)爐助燃空氣分時預(yù)熱系統(tǒng)的示意圖。
圖中：
100、熱風(fēng)爐助燃空氣分時預(yù)熱系統(tǒng)；
1、熱風(fēng)爐；
101、煤氣入口；102、助燃空氣入口；103、廢煙氣出口；
2、助燃風(fēng)機(jī)；
3、煙囪；
4、助燃空氣爐內(nèi)預(yù)熱裝置；
51、煤氣換熱器；511、煤氣通道；512、第二廢煙氣通道；
52、煤氣旁通管；
53、煤氣調(diào)節(jié)閥；54、煤氣切斷閥；55、煤氣燃燒閥；
61、助燃空氣換熱器；611、助燃空氣通道；612、第一廢煙氣通道；
62、助燃空氣旁通管；
63、第一助燃空氣通路；631、第一助燃空氣通路切斷閥；
64、第二助燃空氣通路；
641、第一助燃支路；6411、第一助燃支路切斷閥；
642、第二助燃支路；6421、第二助燃支路切斷閥；
65、助燃空氣調(diào)節(jié)閥；66、助燃空氣燃燒閥；
71、第一廢煙氣支路；
72、第二廢煙氣支路；
73、第三廢煙氣支路；
74、煙道閥；
81、第一切斷閥；82、第二切斷閥；83、第三切斷閥；84、第四切斷閥；85、第五切斷閥；86、第六切斷閥；87、第七切斷閥；88、第八切斷閥；89、第九切斷閥；810、第十切斷閥；811、第十一切斷閥；812、第十二切斷閥。
具體實施方式
為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖說明本發(fā)明的具體實施方式。
如圖1所示，本發(fā)明提供一種熱風(fēng)爐助燃空氣分時預(yù)熱系統(tǒng)100，包括熱風(fēng)爐1和助燃風(fēng)機(jī)2，在本實施方式中，熱風(fēng)爐1可以采用頂燃式、外燃式、內(nèi)燃式或者球式熱風(fēng)爐等多種不同形式，熱風(fēng)爐的數(shù)量為多個，多個所述熱風(fēng)爐呈并聯(lián)設(shè)置；熱風(fēng)爐1的頂部設(shè)置有煤氣入口101和助燃空氣入口102，熱風(fēng)爐1的底部設(shè)置有廢煙氣出口103，廢煙氣出口103與煙囪3的底部連通，熱風(fēng)爐1的內(nèi)腔下部(爐箅子支柱區(qū)域)設(shè)置有助燃空氣爐內(nèi)預(yù)熱裝置4，助燃空氣爐內(nèi)預(yù)熱裝置4內(nèi)設(shè)置有爐內(nèi)助燃空氣換熱通道和爐內(nèi)廢煙氣通道，在本實施方式中，爐內(nèi)助燃空氣換熱通道由多個換熱管并聯(lián)構(gòu)成，實際使用時，通過合理設(shè)置換熱管，可以對送風(fēng)期熱風(fēng)爐1底部通過的冷風(fēng)氣流起到均勻分配的作用；助燃風(fēng)機(jī)2的出口能通過助燃空氣換熱器61或助燃空氣旁通管62(助燃空氣旁通管62可以用于工藝檢修)與助燃空氣入口102連通，助燃空氣旁通管62與助燃空氣換熱器61并聯(lián)設(shè)置，助燃空氣換熱器61可以采用熱管換熱器或者其他能實現(xiàn)高溫廢煙氣換熱的換熱器，助燃空氣換熱器61內(nèi)設(shè)置有助燃空氣通道611和第一廢煙氣通道612，助燃空氣通道611的出口能通過第一助燃空氣通路63或第二助燃空氣通路64與助燃空氣入口102連通，爐內(nèi)助燃空氣換熱通道串接連通于第二助燃空氣通路64上；煤氣入口101能通過煤氣換熱器51或煤氣旁通管52與高爐煤氣供應(yīng)管路(現(xiàn)有技術(shù)，圖中未示出)連通，煤氣旁通管52與煤氣換熱器51并聯(lián)設(shè)置，煤氣換熱器51可以采用熱管換熱器或者其他能實現(xiàn)高溫廢煙氣換熱的換熱器，煤氣換熱器51內(nèi)設(shè)置有煤氣通道511和第二廢煙氣通道512，煤氣通道511的出口與煤氣入口101連通，在本實施方式中，煤氣通道511和煤氣旁通管52的出口與煤氣入口101之間順序串接有煤氣調(diào)節(jié)閥53、煤氣切斷閥54和煤氣燃燒閥55；爐內(nèi)廢煙氣通道的頂端與熱風(fēng)爐1的內(nèi)腔連通，爐內(nèi)廢煙氣通道的底端與廢煙氣出口103連通，廢煙氣出口103能通過第一廢煙氣支路71、第二廢煙氣支路72或通過第三廢煙氣支路73(第三廢煙氣支路73可以用于工藝檢修)與煙囪3的底部連通，第一廢煙氣支路71、第二廢煙氣支路72和第三廢煙氣支路73并聯(lián)設(shè)置，第一廢煙氣支路71與第一廢煙氣通道612串接連通，第二廢煙氣支路72與第二廢煙氣通道512串接連通，第一廢煙氣通道612、第二廢煙氣通道512的出口與煙囪3的底部連通。在本實施方式中，廢煙氣出口103處設(shè)置有煙道閥74，第三廢煙氣支路73上串接有能控制第三廢煙氣支路73連通狀態(tài)的第十一切斷閥811。熱風(fēng)爐1燒爐產(chǎn)生的廢煙氣先通過助燃空氣爐內(nèi)預(yù)熱裝置4內(nèi)的爐內(nèi)廢煙氣通道自廢煙氣出口103通過熱風(fēng)爐1，再經(jīng)第一廢煙氣支路71和第一廢煙氣通道612、第二廢煙氣支路72和第二廢煙氣通道512或經(jīng)第三廢煙氣支路73流向煙囪3排出系統(tǒng)。
本發(fā)明的熱風(fēng)爐助燃空氣分時預(yù)熱系統(tǒng)中，在高爐煤氣供應(yīng)管路和助燃風(fēng)機(jī)的出口處分別連接煤氣換熱器和助燃空氣換熱器，熱風(fēng)爐的廢煙氣出口與煤氣換熱器和助燃空氣換熱器分別連通，廢煙氣分別與煤氣和助燃空氣進(jìn)行熱交換，實現(xiàn)煤氣和助燃空氣的一次預(yù)熱；熱風(fēng)爐的內(nèi)腔設(shè)置助燃空氣爐內(nèi)預(yù)熱裝置，實現(xiàn)助燃空氣在熱風(fēng)爐內(nèi)腔中的二次換熱升溫，通過提高燒爐末期助燃空氣預(yù)熱后的溫度來提高理論燃燒溫度，進(jìn)而提高拱頂溫度，增加格子磚(現(xiàn)有技術(shù))的蓄熱量；本發(fā)明的熱風(fēng)爐助燃空氣分時預(yù)熱系統(tǒng)的應(yīng)用不受換熱器形式的限制，助燃空氣換熱器和煤氣換熱器可以采用現(xiàn)有各種形式的換熱器或者其組合形式，助燃空氣換熱器和煤氣換熱器能夠?qū)崿F(xiàn)廢煙氣余熱的高效回收；本發(fā)明的熱風(fēng)爐助燃空氣分時預(yù)熱系統(tǒng)的應(yīng)用不受熱風(fēng)爐形式的限制，熱風(fēng)爐助燃空氣分時預(yù)熱系統(tǒng)適用性強(qiáng)，有利于推廣應(yīng)用；本發(fā)明的熱風(fēng)爐助燃空氣分時預(yù)熱系統(tǒng)既能滿足熱風(fēng)爐在燒爐初期積蓄大量熱量的需要，又能滿足在燒爐中后期提高熱風(fēng)爐拱頂溫度的需要；熱風(fēng)爐助燃空氣分時預(yù)熱系統(tǒng)能充分利用燒爐不同階段的廢煙氣余熱，提高熱風(fēng)爐最高拱頂溫度，從而獲得高風(fēng)溫，降低能源消耗；本發(fā)明的熱風(fēng)爐助燃空氣分時預(yù)熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，占地面積小，靈活性高且成本投入較低，不僅適用于新建熱風(fēng)爐，還適用于熱風(fēng)爐改造工程。
進(jìn)一步，如圖1所示，助燃空氣通道611的入口與助燃風(fēng)機(jī)2的出口連通，第一助燃空氣通路63上串接有第一助燃空氣通路切斷閥631，第二助燃空氣通路64包括第一助燃支路641和第二助燃支路642，第一助燃支路641的一端與助燃空氣通道611的出口連通，第一助燃支路641的另一端與爐內(nèi)助燃空氣換熱通道的一端連通，第二助燃支路642的一端與爐內(nèi)助燃空氣換熱通道的另一端連通，第二助燃支路642的另一端與助燃空氣入口102連通。在本實施方式中，為了更好地利用廢煙氣的余熱，第一助燃支路641的另一端與爐內(nèi)助燃空氣換熱通道的底端連通，第二助燃支路642的一端與爐內(nèi)助燃空氣換熱通道的頂端連通。在本實施方式中，第一助燃空氣通路63上位于前述第二助燃支路642的另一端與助燃空氣入口102之間的位置順序串接有助燃空氣調(diào)節(jié)閥65和助燃空氣燃燒閥66。
進(jìn)一步，如圖1所示，第一助燃空氣通路63上位于助燃空氣通道611的出口與第一助燃空氣通路切斷閥631的入口之間的位置連通設(shè)置前述的第一助燃支路641的一端，第一助燃支路641的另一端與爐內(nèi)助燃空氣換熱通道的一端連通，第一助燃支路641上串接有第一助燃支路切斷閥6411；第二助燃支路642的一端與爐內(nèi)助燃空氣換熱通道的另一端連通，第一助燃空氣通路63上位于第一助燃空氣通路切斷閥631與助燃空氣入口102之間的位置連通設(shè)置第二助燃支路642的另一端，第二助燃支路642上串接有第二助燃支路切斷閥6421。在熱風(fēng)爐燒爐初期，不需要啟用助燃空氣爐內(nèi)預(yù)熱裝置4時，關(guān)閉第一助燃支路切斷閥6411和第二助燃支路切斷閥6421，打開第一助燃空氣通路切斷閥631，助燃空氣經(jīng)第一助燃空氣通路63輸送到熱風(fēng)爐1中；在熱風(fēng)爐燒爐中后期，需要啟用助燃空氣爐內(nèi)預(yù)熱裝置4時，關(guān)閉第一助燃空氣通路切斷閥631，打開第一助燃支路切斷閥6411和第二助燃支路切斷閥6421，助燃空氣經(jīng)第一助燃支路641、爐內(nèi)助燃空氣換熱通道、第二助燃支路642、助燃空氣調(diào)節(jié)閥65和助燃空氣燃燒閥66輸送到熱風(fēng)爐1中。在實際操作中，可以根據(jù)廢煙氣溫度靈活控制熱風(fēng)爐1內(nèi)助燃空氣爐內(nèi)預(yù)熱裝置4投入使用的時間，該時間可以選擇在廢煙氣溫度大于某個設(shè)定值的時刻，該設(shè)定值可以是220℃、250℃、300℃或其它溫度。
進(jìn)一步，如圖1所示，煤氣旁通管52上串接有能控制煤氣旁通管52連通狀態(tài)的第一切斷閥81，煤氣通道511的入口和出口處分別連通設(shè)置有第二切斷閥82和第三切斷閥83，第二廢煙氣通道512的入口和出口處分別連通設(shè)置有第四切斷閥84和第五切斷閥85。
進(jìn)一步，如圖1所示，助燃空氣旁通管62上串接有能控制助燃空氣旁通管62連通狀態(tài)的第六切斷閥86，助燃空氣通道611的入口和出口處分別連通設(shè)置有第七切斷閥87和第八切斷閥88，第一廢煙氣通道612的入口和出口處分別連通設(shè)置有第九切斷閥89和第十切斷閥810。
如圖1所示，進(jìn)一步，助燃風(fēng)機(jī)2的數(shù)量為多個，多個助燃風(fēng)機(jī)2并聯(lián)設(shè)置，多個助燃風(fēng)機(jī)的出口處分別設(shè)置一第十二切斷閥812，各第十二切斷閥812的出口能與助燃空氣通道611的入口或助燃空氣旁通管62的入口連通。在本發(fā)明的一具體實施例中，助燃風(fēng)機(jī)2的數(shù)量為兩個。
本發(fā)明的一具體實施例中，熱風(fēng)爐1為頂燃式熱風(fēng)爐，在熱風(fēng)爐1燒爐初期，廢煙氣溫度較低，不需要啟用助燃空氣爐內(nèi)預(yù)熱裝置4，此時關(guān)閉第一切斷閥81、第六切斷閥86、第一助燃支路切斷閥6411、第二助燃支路切斷閥6421和第十一切斷閥811，打開第二切斷閥82、第三切斷閥83、第四切斷閥84、第五切斷閥85、第七切斷閥87、第八切斷閥88、第九切斷閥89、第十切斷閥810、煙道閥74和第一助燃空氣通路切斷閥631，此時煤氣經(jīng)煤氣通道511、煤氣調(diào)節(jié)閥53、煤氣切斷閥54、煤氣燃燒閥55通過煤氣入口101進(jìn)入熱風(fēng)爐1中燃燒，助燃空氣經(jīng)助燃空氣通道611、第一助燃空氣通路63、助燃空氣調(diào)節(jié)閥65和助燃空氣燃燒閥66通過助燃空氣入口102進(jìn)入熱風(fēng)爐1進(jìn)行助燃；熱風(fēng)爐1內(nèi)產(chǎn)生的廢煙氣經(jīng)第二廢煙氣通道512和第一廢煙氣通道612排向煙囪，廢煙氣在煤氣換熱器51和助燃空氣換熱器61內(nèi)分別與煤氣和助燃空氣進(jìn)行熱交換，實現(xiàn)煤氣和助燃空氣的一次預(yù)熱；
在熱風(fēng)爐燒爐中后期，廢煙氣的溫度升高至大于設(shè)定值(例如290℃)之后，啟用助燃空氣爐內(nèi)預(yù)熱裝置4，打開第一助燃支路切斷閥6411和第二助燃支路切斷閥6421，關(guān)閉第一助燃空氣通路切斷閥631，助燃空氣經(jīng)助燃空氣通道611、第一助燃支路641、爐內(nèi)助燃空氣換熱通道、第二助燃支路642、助燃空氣調(diào)節(jié)閥65和助燃空氣燃燒閥66輸送到熱風(fēng)爐1中，廢煙氣在助燃空氣爐內(nèi)預(yù)熱裝置4內(nèi)與助燃空氣進(jìn)行熱交換，實現(xiàn)助燃空氣的二次預(yù)熱。
在本發(fā)明的一具體實施例中，在熱風(fēng)爐1燒爐時，啟用煤氣換熱器51和助燃空氣換熱器61而未啟用助燃空氣爐內(nèi)預(yù)熱裝置4時，廢煙氣平均溫度在325℃左右，采用煤氣換熱器51和助燃空氣換熱器61能將煤氣和助燃空氣預(yù)熱至平均溫度200℃左右；在熱風(fēng)爐燒爐中后期，啟用助燃空氣爐內(nèi)預(yù)熱裝置4，廢煙氣的一部分熱量用來對爐內(nèi)助燃空氣換熱通道內(nèi)的助燃空氣進(jìn)行二次預(yù)熱，自廢煙氣出口流出的廢煙氣平均溫度降低至295℃左右，采用煤氣換熱器51和助燃空氣換熱器61能將煤氣和助燃空氣預(yù)熱至平均溫度175℃左右，此時通往爐內(nèi)助燃空氣換熱通道的助燃空氣平均溫度為175℃。熱風(fēng)爐內(nèi)產(chǎn)生的廢煙氣的溫度不斷升高，最高能達(dá)到430℃，由于廢煙氣對助燃空氣進(jìn)行二次預(yù)熱時，通過爐內(nèi)廢煙氣通道的廢煙氣量與爐內(nèi)助燃空氣換熱通道內(nèi)的助燃空氣量的比值是通過第一廢煙氣通道612的廢煙氣量與助燃空氣通道611的助燃空氣量的比值的二倍(爐內(nèi)廢煙氣通道的廢煙氣量有一半通過第二廢煙氣通道512對煤氣進(jìn)行預(yù)熱)，廢煙氣量充足，廢煙氣能將175℃的助燃空氣預(yù)熱至320℃以上。當(dāng)燒爐后期助燃空氣預(yù)熱溫度達(dá)到320℃時，熱風(fēng)爐拱頂溫度至少可以提高40℃，送風(fēng)溫度能提高30℃以上。
由上所述，本發(fā)明的熱風(fēng)爐助燃空氣分時預(yù)熱系統(tǒng)具有如下有益效果：
(1)本發(fā)明的熱風(fēng)爐助燃空氣分時預(yù)熱系統(tǒng)中，在高爐煤氣供應(yīng)管路和助燃風(fēng)機(jī)的出口處分別連接煤氣換熱器和助燃空氣換熱器，熱風(fēng)爐的廢煙氣出口與煤氣換熱器和助燃空氣換熱器分別連通，廢煙氣分別與煤氣和助燃空氣進(jìn)行熱交換，實現(xiàn)煤氣和助燃空氣的一次預(yù)熱；熱風(fēng)爐的內(nèi)腔設(shè)置助燃空氣爐內(nèi)預(yù)熱裝置，實現(xiàn)助燃空氣在熱風(fēng)爐內(nèi)腔中的二次換熱升溫，通過提高燒爐末期助燃空氣預(yù)熱后的溫度來提高理論燃燒溫度，進(jìn)而提高拱頂溫度，增加格子磚的蓄熱量；
(2)本發(fā)明的熱風(fēng)爐助燃空氣分時預(yù)熱系統(tǒng)，通過助燃支路上設(shè)置的切斷閥即可實現(xiàn)助燃空氣通路的切換，控制簡便，使用靈活；
(3)本發(fā)明的熱風(fēng)爐助燃空氣分時預(yù)熱系統(tǒng)的應(yīng)用不受換熱器形式的限制，助燃空氣換熱器和煤氣換熱器可以采用現(xiàn)有各種形式的換熱器或者其組合形式，助燃空氣換熱器和煤氣換熱器能夠?qū)崿F(xiàn)廢煙氣余熱的高效回收；
(4)本發(fā)明的熱風(fēng)爐助燃空氣分時預(yù)熱系統(tǒng)的應(yīng)用不受熱風(fēng)爐形式的限制，熱風(fēng)爐可以是頂燃式、外燃式、內(nèi)燃式或者球式熱風(fēng)爐等不同形式，熱風(fēng)爐助燃空氣分時預(yù)熱系統(tǒng)適用性強(qiáng)，有利于推廣應(yīng)用；
(5)本發(fā)明的熱風(fēng)爐助燃空氣分時預(yù)熱系統(tǒng)既能滿足熱風(fēng)爐在燒爐初期積蓄大量熱量的需要，又能滿足在燒爐中后期提高熱風(fēng)爐拱頂溫度的需要；熱風(fēng)爐助燃空氣分時預(yù)熱系統(tǒng)能充分利用燒爐不同階段的廢煙氣余熱，提高熱風(fēng)爐最高拱頂溫度，從而獲得高風(fēng)溫，降低能源消耗；本發(fā)明的熱風(fēng)爐助燃空氣分時預(yù)熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，占地面積小，靈活性高且成本投入較低，不僅適用于新建熱風(fēng)爐，還適用于熱風(fēng)爐改造工程。
以上所述僅為本發(fā)明示意性的具體實施方式，并非用以限定本發(fā)明的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。