內燃式熱風爐

一種傳統的加熱鼓風的設備。內燃式熱風爐是在傳統內燃式熱風爐的基礎上進行技術改造的內燃式熱風爐。

基本介紹

• 中文名：內燃式熱風爐
• 外文名：Internal combustion type hot blast stove
• 簡介：冷風加熱成熱風

結構及組成

熱風爐是將鼓風機送出的冷風加熱成熱風的設備。通過提高高爐鼓風溫度，可以增加噴煤量，降低燃料比。熱風爐的原理是藉助煤氣燃燒將熱風爐格子磚燒熱，然後再將冷風通入格子磚。冷風被加熱並通過熱風管道送往高爐。

目前蓄熱式熱風爐有三種基本結構形式，即內燃式熱風爐、外燃式熱風爐、頂燃式熱風爐。
傳統內燃式熱風爐及主要組織部分包括燃燒室和蓄熱室兩大部分，並由爐基、爐底、爐襯、爐箅子、支柱等構成。熱風爐主要尺寸決定於高爐有效容積、冶煉強度要求的風溫。

結構特點

1、熱風爐爐殼：

熱風爐爐殼由直筒部殼體及拱頂部殼體兩大部分構成。直筒部殼體與埋入基礎混凝土的基礎螺栓相連線，直接坐在基礎上。拱頂部爐殼採用懸鏈線形結構，蘑菇壯拱頂，拱頂爐殼與直筒部殼間採用了能減小應力集中的圓弧過度結構。由於熱風爐拱頂溫度最高按1450℃設計，所以在高溫部位採取了防止爐殼晶間應力腐蝕的措施。

內燃式熱風爐

2、懸鏈線形拱頂結構：

熱風爐拱頂形狀為懸鏈線形，爐頂爐殼直接支撐耐材，依靠拱頂自身重量和砌體之間的鎖緊結構，使拱頂處於整體壓緊狀態，消除向外的推力，改善了砌體的受力條件，增強了結構的穩定性。拱頂與蓄熱室、燃燒室爐牆分離脫開，荷載由爐殼承受，使兩者的膨脹互不影響，從而改善了拱頂砌體的受力狀態。因此，懸鏈線形拱頂是內燃式熱風爐合理拱頂結構。

3、變斷面“眼睛形”燃燒室配矩形陶瓷燃燒器：

為保證燃燒穩定，確保高溫煙氣在蓄熱室斷面上的均勻分布，設計採用變斷面眼睛形燃燒室， 極大提高了蓄熱室的有效面積。並配置矩形陶瓷燃燒器，這種燃燒器，設有一個矩形煤氣通道，四周由助燃空氣槽形通道環繞。為使燃燒器煤氣通道內燃氣分配均勻，特在煤氣槽形通道內設定一個擋牆一煤氣導流板。煤氣從陶瓷燃燒器底部進入煤氣槽通道，空氣進入空氣通道，使煤氣和助燃空氣在燃燒前混合均勻，將煤氣和空氣混合後在赤熱的耐火材料表面燃燒，實現快速強化燃燒及熱交換。

4、獨特的穩定長壽型板塊式牆體結構：

熱風爐爐牆採用穩定的自立式板塊牆體結 構，在爐牆砌體中，留有滑動縫和伸縮縫，各段之間的間隙允許各段可獨立活動。由於耐火砌體中的徑向和縱向膨脹縫，設定滑動伸縮縫，牆體不會向爐殼傳遞任何力。

優點

內燃式熱風爐是一種傳統的加熱鼓風的設備。具有以下優點：

燃燒室隔牆採用了複合式結構解決火井掉磚短路問題。採用錐形拱頂，並坐落在箱樑上，改善了拱頂的穩定性解決拱頂裂縫問題。通過熱力回收系統將工廠在工業生產過程中產生的蒸汽、高溫煙氣等進行回收利用，進行二次利用，從而大大減少蒸汽、高溫煙氣的排放。圓弧形爐底板的採用，熱風出口改為喇叭口，它起到了膨脹器的作用。

缺點

內燃式熱風爐的結構設計存在以下幾個缺陷：

內燃式熱風爐

（1）由於蓄熱室和燃燒室並列布置，所以其下部溫度不一致。

（2）蓄熱室和燃燒室問隔牆薄弱，工作環境惡劣，易損壞。

（3）球頂坐落在大牆上，大牆的不均勻膨脹對球項的影響大。

（4）爐底結構不合理，容易因熱膨脹而拉開漏風。

（5）格子磚結構不穩定，受熱不均，容易造成格子磚被擠亂和不均勻下沉。

改進措施

現有內燃式熱風爐隔牆出現開裂、倒塌的現象，因此需要採取措施增強隔牆的穩定性。主要在砌築結構和耐火材料的材質、性能指標等方面進行了改進。

一、熱風爐隔牆砌築結構：

（1）採用自立式隔牆，內襯設定合理的滑動結構和膨脹結構，這樣隔端能夠自由的膨脹和滑動，不會因為膨脹無法吸收導致變形、倒塌。

（2）隔牆略加厚。隔埔越厚，隔墒磚溫度梯度越小，那么產生的變形就均勻，隔牆就越穩定。但是隔牆越厚，蓄熱空斷面積就越小，綜合考慮隔牆只能加厚約30mm。

二、熱風爐本體用耐火材料

（1）燃燒器上部溫度變化比較劇烈，更宜採用耐火度和荷重軟化溫度高，具有良好高溫穩定性和抗熱震性的紅柱石磚， 有利於延長隔牆壽命。

（2）提高低蠕變高鋁磚的性能指標，使之與爐內溫度、應力分布、化學侵蝕特點相適應。

（3）嚴格控制耐火材料性能和施工質量，才能保證隔墒的壽命。

鋼結構設計

設計熱風爐鋼結構需要考慮的因素：

內燃式熱風爐

(1)考慮到各種設備安裝、檢修、更換的可行性，要考慮到大型設備的運進運出，吊上吊下，臨時停放等可能性；

(2)具有耐高溫高壓、耐磨和可靠的密封性；

(3)應留有足夠的淨空尺寸，並且要考慮到安裝偏差和受力變形等因素；

(4)對於支撐構件，要認真分析荷載條件，做強度計算；

(5)避免積塵積水：

(6)合理設定走梯、過橋和平台。