42+MW燃煤热风炉结构设计特点分析.pdf

第29卷第2期 工业炉 v01．29 No．2 ；!!墨堡圭呈塑 !塾d丛s±煎尘!垫!塾基￡壁!坠：娑 4．2 MW燃煤热风炉结构设计特点分析 刘景新1，赵斌2 (1．唐山市特种设备检验所，河北唐山063000；2．河北理工大学，河北唐山063009) 摘要：分析了热风炉设计中的工作可靠性、强化传热、膨胀补偿等关键问题。在此基础上，确定了4．2 Mw燃煤卧 式热风炉的设计方案、结构和系统布置，通过采用链条炉排、绝热炉膛、管式换热器、螺纹烟管、烟气再循环、碳钢耐热处 理等技术措施，确保了热风炉的使用寿命和运行经济胜。 关键词：燃煤；热风炉；结构设计；分析 中图分类号：邢78 文献标识码：B 文章编号：1001—6988(2007)02一0028—04 A彻lysis 0f Con6911]ration DesigIl for 4．2 MW Coal．Fired Hot Bl嬲t Fu瑚ace UU Jing．)【inl，ZHA0 Bin2 (1．死咿kn挑疵“把矿5Pec谢句M咖砌m，唧ect幻n，死咿施n 063000，傩；№； 2．胁妊Po枷e出n如哳妇耶妙，死咿玩n 063009，吼i阮) Abstract：Some key problerIls in hot blast fumace design are analysis，such as operation reliability，strengthen heat traIlsfer，expaJlding compellsation and so on．Based 0n the f0肌er，t}le desigIl scheme，configLlmtion aJld sys· tem踟gement of 4．2 MW h0打zontal coal一6red hot blast fl_lnlace are co面彻ed．Technolo百es such as chain fur_ nace bed，heat insulation bed，tubular heater exchanger，whod 6re tube，fbme recycle，carbon steel heat proof handling and so on are adopted to rnake sure吐le service life and operation eeonoHly of the hot blast fumace． Key words：coal—nred；hot blast fumace；co面gLlmtion design；analysis 热风炉是燃烧燃料加热空气生产热风的设备， 热风炉中的介质为空气，利用燃煤产生的烟气直接 给空气加热，产生恒温、无污染的干净热风以供后续 生产使用。作为一种重要的工艺装置，热风炉在各 个工业部门得到了广泛的应用。下面介绍一种使用 在煤矿井下采暖的新型4．2MW燃煤卧式热风炉的 结构设计特点。 1燃煤热风炉设计中的关键问题 热风炉设备实际上是一个空气加热器，但又不 同于一般的换热器。一般的换热器只涉及到冷热两 种流体的换热，并不涉及燃料的燃烧。而热风炉包 括燃料的燃烧及燃烧产物与空气的换热两个过程。 热风炉的工作过程与锅炉相似，不过它提供的不是 热水或蒸汽，而是热风。 1．1设计中的3个问题 (1)工作可靠性问题。热风炉中，在受热面(一 收稿日期：2006一11—30 作者简介：刘景新(1968一)，男，工学硕士，高级工程师，从事工 业炉窑的设计、开发和技术检验工作． 28 般为碳钢管或钢板)的一侧烟气温度高达1 200。 1 400℃，有时还面对高温炉床的直接辐射，包含对 流及辐射在内的复合换热系数高达400。500 W／ (m2·K)，而在换热面的另一侧是被加热的空气，其 表面传热系数在40～100 W／(m2·K)，在上述换热条 件及温度条件下，换热壁面的温度可高达600～700 ℃，若受热面局部的空气冷却条件不好，壁温会更 高。在这样高的温度下，一般的碳钢材料是很难承 受的。一方面，这一温度能使钢材产生屈服变形，使 钢管或钢板烧弯；另一方面，高温腐蚀及高温氧化， 可使受热面一层层剥落，很快就会使受热面失效。 (2)强化传热。烟气与空气之间的传热系数较 低，尤其是在烟气的低温区，使换热器传热面积增 大。在相同的供热量下，热风炉比一般的蒸汽锅炉 或热水锅炉需要更多的传热面积，使热风炉的成本 或造价高于同等供热量的锅炉。 (3)膨胀补偿问题。金属材料之间须采用可膨 胀结构，以避免由于受热膨胀造成的热应力对装置 的破坏。 万方数据 工业炉第29卷第2期2007年3月 1．2可采取的措施 (1)将燃烧设备与换热部分隔离。一般将换热 面布置在燃烧设备的后