專利名稱：：蓄熱式熔鉛爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及金屬冶煉設(shè)備，確切地說是在鉛冶煉過程中使用的蓄熱式熔鉛爐。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)有鉛冶煉過程的主要工藝流程如下鉛礦石冶煉——粗鉛——粗鉛精煉制備陽極——電解——陰極鉛片熔鑄——鉛錠。目前，國(guó)內(nèi)主要鉛冶煉廠家在粗鉛精煉、陰極鉛片熔鑄、陰極制造等過程中均使用熔鉛鍋來熔煉，根據(jù)用途的區(qū)別，可分為陽極鍋、陰極鍋、電鉛鍋、合金鍋等，在此統(tǒng)一稱之為熔鉛鍋。其形式均為使用鋼制坩堝，通過固體、氣體、液體燃料加熱坩堝，間接熔化。上述熔鉛鍋在使用過程中，普遍存在著排煙溫度高、爐溫均勻性差、燃燒不完全、控制手段落后的缺陷，因而導(dǎo)致能耗高、熱效率低下、坩堝使用壽命短、操作環(huán)境差等問題。以株洲冶煉集團(tuán)鉛冶煉廠的指標(biāo)說明如下1)煤氣單耗高，每噸電鉛煤氣單耗約為180240m3;2)熱效率低，僅為10%左右；3)鉛鍋使用壽命短，壽命一般只有36個(gè)月；4)排煙損失大，煙氣帶走的顯熱損失高達(dá)50%60%;5)化學(xué)不完全燃燒損失高達(dá)20%30°/0。
發(fā)明內(nèi)容為解決以上問題和缺陷，本發(fā)明旨在提供一種蓄熱式熔鉛爐，以降低燃料消耗、節(jié)約能源、合理控制爐內(nèi)燃燒狀況、提高爐子的操作安全性能。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種蓄熱式熔鉛爐，包括爐體、蓄熱式燃燒系統(tǒng)及燃燒自動(dòng)控制系統(tǒng)，所述蓄熱式燃燒系統(tǒng)主要由蓄熱式燃燒器、燃?xì)夤苈贰⑴艧熛到y(tǒng)、供風(fēng)系統(tǒng)組成，其中蓄熱式燃燒器成對(duì)地安裝在爐體一側(cè)，燃?xì)夤苈返闹鞴艿澜?jīng)燃?xì)鈸Q向閥和兩個(gè)分支管道通往兩蓄熱式燃燒器的蓄熱式燒嘴，蓄熱式燃燒器的蓄熱體分別經(jīng)管道和三通閥與各自供風(fēng)系統(tǒng)的鼓風(fēng)機(jī)出風(fēng)管道、排煙系統(tǒng)的引風(fēng)機(jī)吸煙管道相連接，由三通閥控制進(jìn)氣或排煙。所述排煙系統(tǒng)由主排煙管路、輔助排煙管路、煙氣返回管路三部分組成，排煙管路中煙氣由引風(fēng)機(jī)抽出，直接排往煙囪，輔助排煙管路中煙氣直接由輔助煙道排出，不經(jīng)過蓄熱體，煙氣返回管路中煙氣由引風(fēng)機(jī)抽出，又通過鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)口返入爐內(nèi)。所述鼓風(fēng)機(jī)的供風(fēng)管道上設(shè)有流量計(jì)、壓力表、差壓變送器、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥及手動(dòng)閥，燃?xì)夤苈返娜細(xì)夤苌显O(shè)有閘閥、眼睛閥、流量計(jì)、壓力表、蒸汽吹掃接口、差壓變送器及電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。所述蓄熱式燃燒器的每個(gè)蓄熱式燒嘴都配備一個(gè)電子點(diǎn)火小燒嘴以及由紫外火焰探測(cè)器和火焰繼電器等組成的火焰檢測(cè)安全保護(hù)裝置，蓄熱體采用氧化鋁陶瓷小球。所述爐體外部為鋼結(jié)構(gòu)，主要由立柱、拉桿、爐殼及爐頂操作鋼平臺(tái)構(gòu)成。所述爐體外部呈方形，內(nèi)部成圓形，圓心位置設(shè)計(jì)耐火澆注料鍋?zhàn)糜谥五佀鰻t體內(nèi)部設(shè)置導(dǎo)焰墻。所述爐體內(nèi)設(shè)有兩個(gè)互相獨(dú)立的燃燒室。所述爐體底部設(shè)有排鉛口。所述燃燒自動(dòng)控制系統(tǒng)由可編程控制器和上位工控機(jī)組成，可編程控制器和上位機(jī)通訊連接，熔鉛爐的爐況信息檢測(cè)元件、控制元件與可編程控制器連接。所述燃燒自動(dòng)控制系統(tǒng)配置有現(xiàn)場(chǎng)操作箱，上位工控機(jī)為遠(yuǎn)程操作，兩種方式能夠互相轉(zhuǎn)換。本發(fā)明蓄熱式熔鉛爐采用集爐內(nèi)燃燒、流動(dòng)、傳熱過程優(yōu)化和余熱回收為一體的蓄熱式燃燒技術(shù)，嚴(yán)格控制爐內(nèi)氣體的熱物理化學(xué)性質(zhì)，消除爐內(nèi)局部高溫區(qū)，均勻爐膛溫度，優(yōu)化爐內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng)，提高火焰充滿度，強(qiáng)化對(duì)流和輻射傳熱，降低排煙溫度，同時(shí)減少坩堝的燒損。圖1是本發(fā)明蓄熱式熔鉛爐的工作原理圖；圖2是本發(fā)明蓄熱式熔鉛爐的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。附圖標(biāo)記說明如下1——爐體2——鍋?zhàn)?——坩堝4——燃?xì)鈸Q向閥5、5'——燒嘴6、6'——蓄熱體7——三通閥8——鼓風(fēng)機(jī)9——引風(fēng)機(jī)10——輔助煙道11——返回?zé)煹廊鐖D1所示，該蓄熱式熔鉛爐主要由爐體1、蓄熱式燃燒系統(tǒng)及燃燒自動(dòng)控制系統(tǒng)構(gòu)成，爐體l的外部為鋼結(jié)構(gòu)，由立柱、拉桿、爐殼及爐頂操作鋼平臺(tái)等構(gòu)成，爐體l外部呈方形，內(nèi)部呈圓形，圓心位置設(shè)計(jì)耐火澆注料鍋?zhàn)?用于支撐坩堝3，爐體內(nèi)部設(shè)置導(dǎo)焰墻，有效組織爐內(nèi)氣流，強(qiáng)化煙氣與鍋體的傳熱效果；爐體內(nèi)設(shè)有兩個(gè)互相獨(dú)立的燃燒室，以保證燃?xì)獬浞秩紵?，同時(shí)可避免火焰直接沖刷鍋體；爐體底部設(shè)有排鉛口，漏鉛能及時(shí)排出爐外；蓄熱式燃燒系統(tǒng)主要由蓄熱式燃燒器、燃?xì)夤苈?、排煙系統(tǒng)、供風(fēng)系統(tǒng)組成，其中蓄熱式燃燒器成對(duì)地安裝在爐體一側(cè)，能夠使燃燒更充分，最大限度的節(jié)約燃料，燃?xì)夤苈返闹鞴艿澜?jīng)燃?xì)鈸Q向閥4和兩個(gè)分支管道通往兩蓄熱式燃燒器的蓄熱式燒嘴5，燃?xì)鈸Q向閥4采用進(jìn)口單驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)執(zhí)行器，驅(qū)動(dòng)介質(zhì)為壓縮空氣，加工精度高，密封性好，適應(yīng)于含粉塵、焦油的非潔凈燃?xì)夂皖l繁動(dòng)作的場(chǎng)合，使用壽命長(zhǎng)，在突然停電或停壓縮空氣的時(shí)候，能在極短的時(shí)間內(nèi)(12s)快速切斷燃?xì)獾墓?yīng)，提前制止惡性事故的發(fā)生；蓄熱式燃燒器的蓄熱體6分別經(jīng)管道和三通閥7與各自供風(fēng)系統(tǒng)鼓風(fēng)機(jī)8的出風(fēng)管道、排煙系統(tǒng)引風(fēng)機(jī)9的吸煙管道相連接，由三通閥7控制進(jìn)氣或排煙，三通換向閥耐溫為200。C，切換間隔時(shí)間為12min/次，具有定時(shí)和強(qiáng)制換向功能，使用壽命長(zhǎng)；排煙系統(tǒng)由主排煙管路、輔助排煙管路、煙氣返回管路三部分組成，排煙管路中煙氣由引風(fēng)機(jī)9抽出，直接排往煙囪，輔助排煙管路中煙氣直接由輔助煙道10排出，不經(jīng)過蓄熱體，主要起到緩解換向過程中爐壓劇烈波動(dòng)的作用，排煙量占總煙量的10%_30%。輔助排煙管路的開度通過電動(dòng)煙道閘板來調(diào)節(jié)，煙氣返回管路中煙氣由引風(fēng)機(jī)抽出，又通過返回?zé)煹?1由鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)口返入爐內(nèi)，起到降低助燃空氣含氧量，抑制過高的火焰燃燒溫度，減少對(duì)鍋體燒損的作用。蓄熱式燃燒器的每個(gè)蓄熱式燒嘴都配備一個(gè)點(diǎn)火小燒嘴(即長(zhǎng)明火)，用于低溫大燒嘴的反復(fù)啟動(dòng)，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行，采用電子點(diǎn)火方式，能確保點(diǎn)火安全；火焰檢測(cè)安全保護(hù)裝置主要由紫外火焰探測(cè)器和火焰繼電器等組成，用于對(duì)火焰的監(jiān)視，當(dāng)出現(xiàn)點(diǎn)火失敗或者故障熄火時(shí)發(fā)出控制指令，切斷煤氣的供給；蓄熱體采用氧化鋁陶瓷小球，該蓄熱體具有自清潔防塵防結(jié)渣、阻力小、便于拆下清洗、反復(fù)使用等功能，蓄熱效率高，正常壽命保證l年以上。鼓風(fēng)機(jī)的供風(fēng)管道上設(shè)有流量計(jì)、壓力表、差壓變送器、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥及手動(dòng)閥，燃?xì)夤苈返娜細(xì)夤苌显O(shè)有閘閥、眼睛閥、流量計(jì)、壓力表、差壓變送器及電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，對(duì)于使用含有粉塵、焦油的非潔凈燃?xì)獾膱?chǎng)合，為了提高燃?xì)夤苌祥熼T的使用可靠性，在管道上裝有蒸汽吹掃接口，定期對(duì)管內(nèi)進(jìn)行吹掃，清除焦油和粉塵，閘閥和眼睛閥用于燃?xì)獾氖謩?dòng)截止切斷，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥用于燃?xì)饬髁康碾妱?dòng)調(diào)節(jié)，流量孔板和差壓變送器用于燃?xì)饬髁康臋z測(cè)，壓力變送器用于燃?xì)鈮毫Φ臋z測(cè)。燃燒自動(dòng)控制系統(tǒng)采用進(jìn)口可編程控制器(PLC)實(shí)現(xiàn)邏輯控制，同時(shí)配置了工控機(jī)作為上位機(jī)，PLC和上位機(jī)進(jìn)行通訊?？刂坪诵暮同F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)、執(zhí)行元件組成了DCS控制系統(tǒng)，溫度、壓力、流量、閥位等爐況信息被檢測(cè)元件采集，輸送到PLC，并在上位機(jī)上顯示。可以顯示瞬時(shí)的數(shù)據(jù)，同時(shí)也可以顯示并記錄累計(jì)數(shù)據(jù)，通過軟件建立爐子的組態(tài)畫面，直觀地反應(yīng)爐子的運(yùn)行狀況。同時(shí)可以在線調(diào)整爐子的運(yùn)行參數(shù)，便捷地控制爐子運(yùn)行，在控制室內(nèi)的上位機(jī)上操作為遠(yuǎn)程操作，同時(shí)系統(tǒng)配置了現(xiàn)場(chǎng)操作箱，用于操作人員在現(xiàn)場(chǎng)的本地操作。兩種方式可以互相轉(zhuǎn)換，便于生產(chǎn)實(shí)際的需要，系統(tǒng)設(shè)定了自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)和手動(dòng)運(yùn)行兩種狀態(tài)。如圖2所示，當(dāng)燒嘴5工作時(shí)，燒嘴5'起排煙及蓄熱作用；一段時(shí)間后進(jìn)行切換，燒嘴5'工作，燒嘴5起排煙及蓄熱作用。在工作過程中，100(TC的高溫?zé)煔馔ㄟ^輻射和對(duì)流傳熱的方式在相當(dāng)短的時(shí)間內(nèi)迅速將熱量傳給蓄熱體6'，煙氣釋熱后溫度降至15(TC左右經(jīng)四通閥排出；然后，通過切換，室溫下的空氣由相反方向進(jìn)入燒嘴5'，蓄熱體6'再以對(duì)流換熱為主的方式將熱量迅速傳給空氣，蓄熱體6'被冷卻，空氣被預(yù)熱到80(TC以上，預(yù)熱后的熱空氣進(jìn)入爐膛后，由于高速噴射，形成一低壓區(qū)，抽引周圍低速或靜止的燃燒產(chǎn)物形成一股含氧體積濃度大大低于21%的貧氧高溫氣流，氣體燃料經(jīng)噴嘴噴入爐內(nèi)后，與此高溫低氧氣流擴(kuò)散混合，發(fā)生與傳統(tǒng)燃燒完全不同的高溫低氧燃燒。工作溫度不高的三通閥以一定的頻率進(jìn)行切換，通過這種方式可以連續(xù)地產(chǎn)生高溫空氣，實(shí)現(xiàn)高溫低氧燃燒。這種燃燒技術(shù)的關(guān)鍵是高效(或稱極限)蓄熱(利用爐子排出廢氣的顯熱預(yù)熱燃燒用空氣，可使之達(dá)到80(TC以上)和低氧(燃燒區(qū)氧濃度低至28%)燃燒。燃料在這種高溫低氧氣氛中燃燒所形成的火焰與在傳統(tǒng)條件下燃燒所形成的火焰相比具有如下優(yōu)點(diǎn)*節(jié)能和減排顯著節(jié)能30%以上；減少溫室氣體排放減排C0230%以上，NOx排放濃度降低到3050ppm;爐膛溫度均勻性大大提高。本發(fā)明蓄熱式熔鉛爐與現(xiàn)有有熔鉛鍋相比，節(jié)能環(huán)保效果十分顯著:1、節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益顯著，煤氣消耗大幅度降低，每噸鉛節(jié)約煤氣120m:(節(jié)約55%，見表l);2、熱效率大幅度提高，熱效率提高至50%左右；3、排煙熱損失大幅度減少，尾氣排出溫度降低至13017(TC;4、燃燒完全程度提高，尾氣中C0含量低于50ppm;5、環(huán)保效果顯著，大幅減少溫室氣體排放，C02排放量減少50%以上，尾氣NOX排放濃度低于80ppm;6、自動(dòng)化控制水平提升，勞動(dòng)強(qiáng)度降低，操作安全性提高；7、坩堝使用壽命延長(zhǎng)1倍。表l蓄熱式熔鉛爐節(jié)能效益<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>本發(fā)明不局限于上述最佳實(shí)施方式，任何人在本發(fā)明的啟示下都可得出其他各種形式的產(chǎn)品。但不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上作任何變化，凡是與本發(fā)明相同或相近似的技術(shù)方案，均在其保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1、一種蓄熱式熔鉛爐，其特征在于，包括爐體、蓄熱式燃燒系統(tǒng)及燃燒自動(dòng)控制系統(tǒng)，所述蓄熱式燃燒系統(tǒng)主要由蓄熱式燃燒器、燃?xì)夤苈贰⑴艧熛到y(tǒng)、供風(fēng)系統(tǒng)組成，其中蓄熱式燃燒器成對(duì)地安裝在爐體一側(cè)，燃?xì)夤苈返闹鞴艿澜?jīng)燃?xì)鈸Q向閥和兩個(gè)分支管道通往兩蓄熱式燃燒器的蓄熱式燒嘴，蓄熱式燃燒器的蓄熱體分別經(jīng)管道和三通閥與各自供風(fēng)系統(tǒng)的鼓風(fēng)機(jī)出風(fēng)管道、排煙系統(tǒng)的引風(fēng)機(jī)吸煙管道相連接，由三通閥控制進(jìn)氣或排煙。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄熱式熔鉛爐，其特征在于，所述排煙系統(tǒng)由主排煙管路、輔助排煙管路、煙氣返回管路三部分組成，排煙管路中煙氣由引風(fēng)機(jī)抽出，直接排往煙囪，輔助排煙管路中煙氣直接由輔助煙道排出，不經(jīng)過蓄熱體，煙氣返回管路中煙氣由引風(fēng)機(jī)抽出，又通過鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)口返入爐內(nèi)。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的蓄熱式熔鉛爐，其特征在于，所述鼓風(fēng)機(jī)的供風(fēng)管道上設(shè)有流量計(jì)、壓力表、差壓變送器、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥及手動(dòng)閥，燃?xì)夤苈返娜細(xì)夤苌显O(shè)有閘闊、眼睛閥、流量計(jì)、壓力表、蒸汽吹掃接口、差壓變送器及電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的蓄熱式熔鉛爐，其特征在于，所述蓄熱式燃燒器的每個(gè)蓄熱式燒嘴都配備一個(gè)電子點(diǎn)火小燒嘴以及由紫外火焰探測(cè)器和火焰繼電器等組成的火焰檢測(cè)安全保護(hù)裝置，蓄熱體采用氧化鋁陶瓷小球。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的蓄熱式熔鉛爐，其特征在于，所述爐體外部為鋼結(jié)構(gòu)，主要由立柱、拉桿、爐殼及爐頂操作鋼平臺(tái)構(gòu)成。6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的蓄熱式熔鉛爐，其特征在于，所述爐體外部呈方形，內(nèi)部成圓形，圓心位置設(shè)計(jì)耐火澆注料鍋?zhàn)糜谥五侒w。7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的蓄熱式熔鉛爐，其特征在于，所述爐體內(nèi)部設(shè)置導(dǎo)焰墻和兩個(gè)互相獨(dú)立的燃燒室。8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的蓄熱式熔鉛爐，其特征在于，所述爐體底部設(shè)有排鉛口。9、根據(jù)權(quán)利要求1至7任一所述的蓄熱式熔鉛爐，其特征在于，所述燃燒自動(dòng)控制系統(tǒng)由可編程控制器和上位工控機(jī)組成，可編程控制器和上位機(jī)通訊連接，熔鉛爐的爐況信息檢測(cè)元件、控制元件與可編程控制器連接。10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的蓄熱式熔鉛爐，其特征在于，所述燃燒自動(dòng)控制系統(tǒng)配置有現(xiàn)場(chǎng)操作箱，上位工控機(jī)為遠(yuǎn)程操作，兩種方式能夠互相轉(zhuǎn)換。全文摘要本發(fā)明公開了一種蓄熱式熔鉛爐，包括爐體、蓄熱式燃燒系統(tǒng)及燃燒自動(dòng)控制系統(tǒng)，蓄熱式燃燒系統(tǒng)主要由蓄熱式燃燒器、燃?xì)夤苈?、排煙系統(tǒng)、供風(fēng)系統(tǒng)組成，其中蓄熱式燃燒器成對(duì)地安裝在爐體一側(cè)，燃?xì)夤苈返闹鞴艿澜?jīng)燃?xì)鈸Q向閥和兩個(gè)分支管道通往兩蓄熱式燃燒器的蓄熱式燒嘴，蓄熱式燃燒器的蓄熱體分別經(jīng)管道和三通閥與各自供風(fēng)系統(tǒng)的鼓風(fēng)機(jī)出風(fēng)管道、排煙系統(tǒng)的引風(fēng)機(jī)吸煙管道相連接，由三通閥控制進(jìn)氣或排煙。本發(fā)明能降低燃料消耗、節(jié)約能源、合理控制爐內(nèi)燃燒狀況、提高爐子的操作安全性能。文檔編號(hào)F27D17/00GK101514871SQ20091013393公開日2009年8月26日申請(qǐng)日期2009年4月10日優(yōu)先權(quán)日2009年4月10日發(fā)明者張新根,汪洋洋,沈維民,艾元方,蔣紹堅(jiān),賀新華,魯志昂申請(qǐng)人:株洲火炬工業(yè)爐有限責(zé)任公司