水平往复式燃煤机在锻造加热炉上的应用.pdf

第3 2 卷第1 2 期煤 矿 机 械V 0 1 ．3 2 1 ％．1 2 2 0 1 1 年1 2 月C o a lM i n eM a c h i n e r y D e c ．2 0 1 1 水平往复式燃煤机在锻造加热炉上的应用 邓明义 鸡西永益煤矿机械制造有限公司．黑龙江鸡西1 5 8 1 0 0 摘要通过在锻追加热炉上安装水平往复式燃煤机，改变了加热炉的燃烧方式，充分考虑燃 烧过程中的温度、氧量的有机调配，燃烧充分。改进炉体结构，加大炉气的路径和流出阻力，延长妒 气在加热室燃烧反应时间、空间．达到消烟除尘、节能降耗的目的。 关键词燃煤机；加热室；燃烧宣；双曲面妒拱顶；充分燃烧 中图分类号T G 3 1 5 ．1文献标志码B文章编号1 0 0 3 0 7 9 4 2 0 1 1 1 2 0 2 1 l 一0 2 L e v e lo fC o a l - f i r e dR e c i p r o c a t i n gM a c h i n eF o r g i n gH e a t i n gF u r n a c e D E N } M i n g - y i 1 i x iY o u g nC o a lM i n eM a c h i n e l 7M a n u f a c t u r i n gC o ．，L t d ．，J i x i1 5 8 1 0 0 ，C h i n a A b s t r a c t F o r 西n gf u r n a c ei n s t a l l e db yt h el e v e lo fc o a l - f i r e dr e c i p r o c a t i n gm a c h i n e ，c h a n g et h e h e a t i n go ft h ec o m b u s t i o n ，t h ec o m b u s t i o np r o c e s st of u l l yt a k ei n t oa c c o u n tt h et e m p e r a t u r e ，o x y g e n c o n t e n to ft h eo r g a n i cd e p l o y m e n to ff u l lc o m b u s t i o n ．I m p r o v e df u m a c es t r u c t u r e ，i n c r e a s et h eo v e ng a s f l o wp a t ha n dr e s i s t a n c ei nt h eh e a t i n gc h a m b e rt oe x t e n dt h ef l l l m a c ec o m b u s t i o na i rt i m ea n ds p a c e ，t o s m o k ea n dd u s t ，e n e r g ys a v i n gp u r p o s e s ． K e yw o r d s c o a lm a c h i n e ；h e a t i n gc h a m b e r , c o m b u s t i o n ；d o u b l es u r f a c ef u r n a c ev a u l t ；f u l lc o m b u s t i o n 0 前言 节能、降耗、减少环境污染的呼声日益高涨的 今天．对各种能耗加热设备提出的要求越来越高。 正因如此．也加快各生产企业对原有加热设备的改 造进程。多年来鸡西永益煤矿机械制造公司使用的 锻造加热炉．经过技术改造，比原来升温快、节省 煤、效率高、无烟害、便于操作。并把水平往复式燃 煤机成功安装在锻造加热炉上．为从手烧炉向机械 化燃烧炉前进了一步。 1 炉型特点 主要从改变燃烧方式、改进炉体结构等方面着 手．改变燃烧方式上充分考虑燃烧过程中的时间、 空间、温度和氧量的有机调配，炉体结构设计着重 控制火焰的流动阻力和改变路径长度。整个炉子由 水平往复式燃煤机、炉体及排烟系统组成．炉子的 平面结构如图l 所示。 圈1 平面结构图 1 炉门2 烟道 1 水平往复式燃煤机的特点 水平往复式燃煤机是由1 2 块炉排构成．6 块固 定炉排和6 块活动炉排交错间隔布置，使煤在炉排 一2 1 1 上经6 次翻滚。煤层时高时低．有节奏有规律地向 炉后蠕动。各燃烧阶段和3 个风室合理地控制空气 量的不同作用．强化了煤的预热干馏、燃烧和燃尽 的3 个燃烧过程．最后将炉渣排入渣坑．燃煤机的 结构如图2 所示。因水平往复式燃煤机具有连续性 加煤和燃烧的特点．并增加燃烧段的长度和风量。 使煤得到充分燃烧不冒黑烟．煤在预热、干馏和焦 化阶段产生的挥发物等也得到燃烧．提供燃料燃烧 反应所必须的时间和空间。 煤层的厚度是由闸板控制．一般为似1 0 0 m t n ． 煤的粒度在3 0 一以下．推进速度由燃煤机减速器 的偏心轮进行调整．使最大粒度为3 0t o n i 的煤到达 燃尽区燃尽．并在燃尽区堆积起足够厚的灰渣。维 持渣层内有较高的温度．以利含量较少的可燃物燃 尽。 田2 燃煤机和燃烧宣的结构圈 1 水封腺渣口2 ．观察孔3 ．闸门4 ．加煤口5 减速器6 ．水平往 复式燃煤机7 ．滚轮 2 J J n 热炉炉体及烟道的特点 燃烧室划分为4 段．其结构如图2 所示．3 个燃 烧段在水平往复式燃煤机炉排上。引燃段是低矮倾 斜扁拱，前高后低，最低处与煤闸板相连，防止烧坏 辚 万方数据 V o L 3 2 N o ．1 2水平往复式燃煤机在锻造加热炉上的应用邓明义第3 2 卷第1 2 期 煤闸板。斜拱有利于引燃新加人的煤．该阶段温 度略低，新引燃的煤有大量可燃成分析出。同时 引燃风室少量的过量的预热空气与可燃成分相混 合沿斜拱流向主燃段。主燃段的拱由1 个大的曲 面半径组成扁拱，由低向高，容积和高度较小．火 焰和可燃物不在此停留．快速进人加热室对坯料 加热。此段主要是炭和氧的燃烧反应．放出大量 的热量，是热量的主要来源。燃尽段由2 个较低 的扁拱构成，前高后低．可以减少燃烧室不必要 的空间，阻止火焰和热量扩散到渣室。使从主燃 风室渗入的过剩的空气通过燃尽层加热快速进人 燃烧室。扁拱高度能保证炉渣排人渣坑。渣室为 水封除渣，具较高的圆弧拱．容积比燃尽段的容 积大很多，减少了渣室的压力．当打开观察口不 能向外形成较大的正压热气流。这种结构的燃烧 室对煤层也有较好的辐射作用．有利于煤的引 燃、燃烧和燃尽。 加热室是3 个不同的曲面拱．其结构见图3 。 拱l 的炉膛较高．保持一定的容积和空间．为一部 分随气流升腾飞扬的细煤粉、逸出的挥发物和焦炭 未完全燃烧时生成的一氧化碳气体．在炉艟与足量 的氧气呈悬浮状燃烧．提高了加热窒的温度。拱2 与燃烧室的主燃段连成一体．双曲面炉拱顶结构， 与拱1 炉膛高度相等。拱顶由一个小的曲面半径组 成半部拱．另半部拱和燃烧室的拱由一个大的曲面 半径组成圆滑过渡扁拱 见图4 。由于燃烧室炉膛 的容积和高度较小。使火焰不在燃烧室停留，急速 流人压力小保持一定的容积和高度的加热室炉膛 内加速旋转．形成涡流．增加火焰在加热室内的停 留时间．使火焰充满炉膛。装入坯料后，也不影响火 焰流入加热室内旋转的时间和空间。火焰和坯料的 热交换更加充分．拱顶和墙体对坯料的热辐射也更 加有利．辐射换热的面积大。产生辐射和对流强烈。 从而减少了热损失．燃烧充分．提高了热效率和加 热速度。拱3 较拱l 、拱2 略低。加大炉气的流出阻 力．延长炉气在加热室燃烧反应时间和空间。拱4 为进出料口．采用传统的双层炉门拱大排烟口，在 待锻期间．通过减少煤层厚度、供风量和烟囱对炉 气抽力．调整煤闸门、风室闸板和烟道闸板，使炉气 流动速度减慢．延长停留时间，并改变火焰在炉门 口的静压头．不产生向外喷火。同时室外的冷气流 也导人烟道而不能进入炉膛内。保持了炉膛内的高 温。在对坯料加热期间，由于加大煤层厚度和用风 量。为避免炉气喷出炉门外．设置水冷炉门密封。烟 道为下排烟．进入烟道的烟气8 0 0 一l0 0 0 ℃，通过 加热室底部．对炉体底部具有保温作用。 一2 1 2 圈3 加热宣结构图围4 双曲面炉拱顶结构图 1 ．双曲面拱22 ．鼓风机 2 经济效果及优点 1 炉体结构的改进，主燃区是呈先低后高，加 热室里宽外窄，使火焰沿大扁拱切线急速进入加热 室，有充足的空间进行旋转形成涡流．保证足够的 燃烧时间和空间。由于水平式往复燃煤机的作用． 改变了煤的燃烧方式。使进入炉内的煤燃烧充分， 耗煤量降低。煤铁比由原来的0 ．5 l 降到0 ．3 - - 0 ．3 5 l 。节煤3 0 ％左右； 2 煤种适应性强。由于水平式往复式炉排能 推动煤炭起伏性滚动状燃烧。因此不论优质煤、劣 质煤都能燃烧充分，达到高温。由于增加了预热段， 为湿煤的燃烧提供了充要条件．可燃烧含水量大的 煤种 3 煤层是缓慢的连续的燃烧。有机地调配燃烧 过程中空间、时间、氧量和温度．炉内气氛稳定。无烟 尘出现。林格曼黑度 1 级，含尘浓度 1 5 0m g ／N m 3 ，达 到环境保护规定的排放标准 4 水平式往复燃煤机和刮板出渣机的使用． 大大减轻了工人的劳动强度．操作方便 5 炉体四周和炉顶采用硅酸铝耐火纤维绝热， 保温性能好．炉体散热损失小； 6 加热时间短，升温快，炉膛温度高而稳定， 炉温均匀而无死角，辐射和对流强烈。当锻坯达到 12 0 0 ．12 5 0o C 时．可适当减少风量和送煤量．保证 炉温不降低。炉子的热效率达1 4 ％以上。锻坯的加 热速度同比提高2 0 ％一3 0 ％，提高了工作效率。 总之。通过这次锻造加热炉的改造。在不增加 任何附属设备而达到消烟除尘、节能降耗的目的。 同时．工人的劳动强度和操作环境得到改善，从以 往的热、脏、累中走出来，取得了显著的经济效益和 社会效益。 参考文献 【1 ] 姜官敬燃煤锻造加热炉技术改造途径[ J 】．锻压技术．1 9 8 6 1 5 3 - 5 4 ，3 5 ． [ 2 ] 高保生．锻造燃煤反射炉的改造措施[ J ] ．机械工人 热加工 ．1 9 8 6 1 3 3 - 3 4 ． [ 3 】章黧民．任泽需．梅飞呜，等．传热学C M ] ．2 版．北京巾目建筑工 业出版社．1 9 鹕 鲫三塾 些丝丛三曼 墨 些塞 塑苎三 竖些堕塾 箜 作者简介郊明义 1 9 6 6 - ．黑龙江鸡西人．工程师．1 9 9 4 年毕 业于原哈尔滨建筑大学水暖与通风专业。现在从事锻造模具设计制 塑三兰堡，皇幽deagaungyi．eom163．cam．一一蠹任编辑马宝玲收稿日期2 0 1 l 0 5 3 0 万方数据