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内燃式热风炉

加热鼓风的设备

一种传统的加热鼓风的设备。内燃式热风炉是在传统内燃式热风炉的基础上进行技术改造的内燃式热风炉。

结构及组成
热风炉是将鼓风机送出的冷风加热成热风的设备。通过提高高炉鼓风温度，可以增加喷煤量，降低燃料比。热风炉的原理是借助煤气燃烧将热风炉格子砖烧热，然后再将冷风通入格子砖。冷风被加热并通过热风管道送往高炉。
蓄热式热风炉有三种基本结构形式，即内燃式热风炉、外燃式热风炉、顶燃式热风炉。
传统内燃式热风炉及主要组织部分包括燃烧室和蓄热室两大部分，并由炉基、炉底、炉衬、炉箅子、支柱等构成。热风炉主要尺寸决定于高炉有效容积、冶炼强度要求的风温。
结构特点
1、热风炉炉壳：
热风炉炉壳由直筒部壳体及拱顶部壳体两大部分构成。直筒部壳体与埋入基础混凝土的基础螺栓相连接，直接坐在基础上。拱顶部炉壳采用悬链线形结构，蘑菇壮拱顶，拱顶炉壳与直筒部壳间采用了能减小应力集中的圆弧过度结构。由于热风炉拱顶温度最高按1450℃设计，所以在高温部位采取了防止炉壳晶间应力腐蚀的措施。
2、悬链线形拱顶结构：
热风炉拱顶形状为悬链线形，炉顶炉壳直接支撑耐材，依靠拱顶自身重量和砌体之间的锁紧结构，使拱顶处于整体压紧状态，消除向外的推力，改善了砌体的受力条件，增强了结构的稳定性。拱顶与蓄热室、燃烧室炉墙分离脱开，荷载由炉壳承受，使两者的膨胀互不影响，从而改善了拱顶砌体的受力状态。因此，悬链线形拱顶是内燃式热风炉合理拱顶结构。
3、变断面“眼睛形”燃烧室配矩形陶瓷燃烧器：
为保证燃烧稳定，确保高温烟气在蓄热室断面上的均匀分布，设计采用变断面眼睛形燃烧室， 极大提高了蓄热室的有效面积。并配置矩形陶瓷燃烧器，这种燃烧器，设有一个矩形煤气通道，四周由助燃空气槽形通道环绕。为使燃烧器煤气通道内燃气分配均匀，特在煤气槽形通道内设置一个挡墙一煤气导流板。煤气从陶瓷燃烧器底部进入煤气槽通道，空气进入空气通道，使煤气和助燃空气在燃烧前混合均匀，将煤气和空气混合后在赤热的耐火材料表面燃烧，实现快速强化燃烧及热交换。
4、独特的稳定长寿型板块式墙体结构：
热风炉炉墙采用稳定的自立式板块墙体结 构，在炉墙砌体中，留有滑动缝和伸缩缝，各段之间的间隙允许各段可独立活动。由于耐火砌体中的径向和纵向膨胀缝，设置滑动伸缩缝，墙体不会向炉壳传递任何力。
优点
内燃式热风炉是一种传统的加热鼓风的设备。具有以下优点：
燃烧室隔墙采用了复合式结构解决火井掉砖短路问题。采用锥形拱顶，并坐落在箱梁上，改善了拱顶的稳定性解决拱顶裂缝问题。通过热力回收系统将工厂在工业生产过程中产生的蒸汽、高温烟气等进行回收利用，进行二次利用，从而大大减少蒸汽、高温烟气的排放。圆弧形炉底板的采用，热风出口改为喇叭口，它起到了膨胀器的作用。
缺点
内燃式热风炉的结构设计存在以下几个缺陷：
（1）由于蓄热室和燃烧室并列布置，所以其下部温度不一致。
（2）蓄热室和燃烧室问隔墙薄弱，工作环境恶劣，易损坏。
（3）球顶坐落在大墙上，大墙的不均匀膨胀对球项的影响大。
（4）炉底结构不合理，容易因热膨胀而拉开漏风。
（5）格子砖结构不稳定，受热不均，容易造成格子砖被挤乱和不均匀下沉。
改进措施
现有内燃式热风炉隔墙出现开裂、倒塌的现象，因此需要采取措施增强隔墙的稳定性。主要在砌筑结构和耐火材料的材质、性能指标等方面进行了改进。
一、热风炉隔墙砌筑结构：
（1）采用自立式隔墙，内衬设置合理的滑动结构和膨胀结构，这样隔端能够自由的膨胀和滑动，不会因为膨胀无法吸收导致变形、倒塌。
（2）隔墙略加厚。隔埔越厚，隔墒砖温度梯度越小，那么产生的变形就均匀，隔墙就越稳定。但是隔墙越厚，蓄热空断面积就越小，综合考虑隔墙只能加厚约30mm。
二、热风炉本体用耐火材料
（1）燃烧器上部温度变化比较剧烈，更宜采用耐火度和荷重软化温度高，具有良好高温稳定性和抗热震性的红柱石砖， 有利于延长隔墙寿命。
（2）提高低蠕变高铝砖的性能指标，使之与炉内温度、应力分布、化学侵蚀特点相适应。
（3）严格控制耐火材料性能和施工质量，才能保证隔墒的寿命。
钢结构设计
设计热风炉钢结构需要考虑的因素：
(1)考虑到各种设备安装、检修、更换的可行性，要考虑到大型设备的运进运出，吊上吊下，临时停放等可能性；
(2)具有耐高温高压、耐磨和可靠的密封性；
(3)应留有足够的净空尺寸，并且要考虑到安装偏差和受力变形等因素；
(4)对于支撑构件，要认真分析荷载条件，做强度计算；
(5)避免积尘积水：
(6)合理设置走梯、过桥和平台。
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