1.本实用新型涉及高炉热风炉技术领域，种热作方尤其涉及一种热风炉低硝排放烟气循环系统。风炉法
背景技术：
2.钢铁行业是低硝的制我国国民经济的重要基础性产业，也是排放减碳压力最大的行业之一。现今我国钢铁工业的烟气碳排放量约占全国总的碳排放量的15％左右，是循环系统制造业31个门类中碳排放量最大的。过去几年，种热作方钢铁行业实施了史上最大规模、风炉法最高标准的低硝的制超低排放改造，如今又将面临碳达峰、排放碳中和的烟气新考验。
3.钢铁生产过程中的循环系统碳排放主要有四大类来源：化石燃料燃烧排放、工业生产过程排放、种热作方净购入使用的风炉法电力及固碳产品隐含的碳排放。高炉热风炉用于把高炉的低硝的制鼓风加热到要求的温度，虽然高炉炼铁过程本身不产生co2排放，但高炉煤气有45％左右送至热风炉的燃烧系统，最终表现为热风炉废气的co2排放。
4.近年来，陆续开发出一些通过新型燃烧方式实现节能减排的方法，如富氧燃烧、柔和燃烧、低温燃烧和烟气再循环燃烧等，在不同领域应用后取得了较好的节能减排效果。其中，烟气再循环技术具有降低nox排放、提高燃烧效率的优点，广泛应用于工业燃烧器、锅炉、燃气轮机、内燃机和斯特林发动机等领域。烟气再循环燃烧技术是指燃烧产生的部分烟气与氧化剂混合后再次参加燃烧过程的燃烧方式。
技术实现要素：
5.本实用新型提供了一种热风炉低硝排放烟气循环系统，运用烟气循环燃烧原理，将换热器下游烟气总管中的烟气引出送至助燃空气总管，通过在助燃空气中混兑一定比例的烟气，稀释助燃空气中氧气的浓度，使热风炉内的燃烧由小范围剧烈燃烧变为大范围缓慢燃烧，从而实现在源头上降低热风炉烟气中no
x
排放的效果。
6.为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：
7.一种热风炉低硝排放烟气循环系统，包括烟气引风机、引风机入口烟气管道、引风机出口烟气管道及循环烟气管道；所述热风炉设有助燃空气总管及烟气总管，烟气总管上设有烟气换热器；所述引风机入口烟气管道的一端连接烟气换热器下游的烟气总管，另一端连接烟气引风机的入口；引风机出口烟气管道的一端连接烟气引风机的出口，另一端连接助燃空气总管；引风机入口烟气管道与引风机出口烟气管道另外通过循环烟气管道相连。
8.所述引风机入口烟气管道在靠近烟气总管的一端设电动调节阀一；所述循环烟气管道上设电动调节阀二；所述引风机出口烟气管道在靠近助燃空气总管的一端设电动切断阀。
9.所述引风机出口烟气管道上沿烟气流动方向依次设有流量检测装置、压力检测装置及温度检测装置。
10.所述流量检测装置、压力检测装置及温度检测装置设于电动切断阀上游的引风机出口烟气管道上。
11.一种热风炉低硝排放烟气循环系统，还包括控制系统；引风机入口烟气管道上的电动调节阀一、循环烟气管道上的电动调节阀二、引风机出口烟气管道上电动切断阀分别连接控制系统；控制系统另外连接流量检测装置、压力检测装置及温度检测装置。
12.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
13.1)利用烟气循环燃烧技术，可有效降低助燃空气中氧气的浓度，使热风炉内的燃烧由小范围剧烈燃烧变为大范围缓慢燃烧，最终达到烟气低硝排放的目的；
14.2)烟气循环利用，减少有害烟气的排放，保护环境；
15.3)采用普通的定频风机，设备投资小；利用调节阀及控制系统自动调节烟气的流量，操作简单，成本低廉，自动化程度高，实施效果好；
16.4)不仅适用于新建热风炉，也适用于现有热风炉的改造，适用性强，易于实施。
附图说明
17.图1是本实用新型所述一种热风炉低硝排放烟气循环系统的结构示意图。
18.图中：1.烟气总管 2.助燃空气总管 3.烟气引风机 4.引风机入口烟气管道5.电动调节阀一 6.引风机出口烟气管道 7.电动切断阀 8.循环烟气管道 9.电动调节阀二 10.流量检测装置ft.流量计frc.流量记录仪 11.压力检测装置pt.压力计pr.压力记录仪12.温度检测装置tt.温度计tr.温度记录仪
具体实施方式
19.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：
20.如图1所示，本实用新型所述一种热风炉低硝排放烟气循环系统，包括烟气引风机3、引风机入口烟气管道4、引风机出口烟气管道6及循环烟气管道8；所述热风炉设有助燃空气总管2及烟气总管1，烟气总管1上设有烟气换热器；所述引风机入口烟气管道4的一端连接烟气换热器下游的烟气总管1，另一端连接烟气引风机3的入口；引风机出口烟气管道6的一端连接烟气引风机3的出口，另一端连接助燃空气总管2；引风机入口烟气管道4与引风机出口烟气管道6另外通过循环烟气管道8相连。
21.所述引风机入口烟气管道4在靠近烟气总管1的一端设电动调节阀一5；所述循环烟气管道8上设电动调节阀二9；所述引风机出口烟气管道6在靠近助燃空气总管2的一端设电动切断阀7。
22.所述引风机出口烟气管道6上沿烟气流动方向依次设有流量检测装置10、压力检测装置11及温度检测装置12。
23.所述流量检测装置10、压力检测装置11及温度检测装置12设于电动切断阀7上游的引风机出口烟气管道6上。
24.一种热风炉低硝排放烟气循环系统，还包括控制系统；引风机入口烟气管道4上的电动调节阀一5、循环烟气管道8上的电动调节阀二9、引风机出口烟气管道6上电动切断阀7分别连接控制系统；控制系统另外连接流量检测装置10、压力检测装置11及温度检测装置12。
25.本实用新型所述一种热风炉低硝排放烟气循环系统，包括：烟气回送管道(包括引风机入口烟气管道及引风机出口烟气管道)、电动调节阀一、电动切断阀、烟气引风机、循环烟气管道、电动调节阀二、温度检测装置、流量检测装置、压力检测装置及控制系统等。
26.烟气回送管道是从热风炉中换热器下游烟气总管引出的一路烟气管道，其末端与助燃空气总管相连，向助燃空气中混入一定量的烟气，从而稀释助燃空气中氧气的浓度。以烟气引风机为结点，烟气引风机上游的烟气管道为引风机入口烟气管道，烟气引风机下游的烟气管道为引风机出口烟气管道。烟气回送管道的管径大小根据整个热风炉系统的烟气量决定。
27.电动调节阀一靠近烟气总管设置在引风机入口烟气管道上，用于调整烟气引风机入口端的烟气量，使其与烟气引风机的额定风量相匹配。
28.电动切断阀靠近助燃空气总管设置在引风机出口烟气管道上，其置于烟气引风机和循环烟气管道接口的下游，用于控制烟气回送管道的开闭。
29.烟气引风机的主要作用是将烟气加压后送入助燃空气总管，可选用普通的定频引风机，与变频风机相比成本更低。
30.循环烟气管道的管径小于烟气回送管道的管径，循环烟气管道的两端分别连接烟气引风机进口端及出口端的烟气回送管道，用于将引风机出口烟气管道中的部分烟气打回引风机入口烟气管道中，以此来调节进入助燃空气总管中的烟气量，进而达到调整助燃空气总管中氧气浓度的目的。
31.电动调节阀二设置在循环烟气管道上，用于调节循环烟气管道内的烟气流量。
32.温度检测装置、流量检测装置、压力检测装置依次设置在循环烟气管道接口下游、电动切断阀上游的引风机出口烟气管道上，各检测装置的信号输出端与各电动阀的控制端通过控制系统联锁，实现自动调节。
33.以下实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
34.【实施例】
35.本实施例中，从换热器下游的烟气总管引出一路引风机入口烟气管道，并在靠近烟气总管的引风机入口烟气管道上设置电动调节阀一，利用烟气引风机将烟气加压，再通过引风机出口烟气管道送至助燃空气总管，并在靠近助燃空气总管的引风机出口烟气管道上设置电动切断阀。
36.烟气引风机入口及出口两端的引风机入口烟气管道与引风机出口烟气管道再通过一路循环烟气管道相连，并在其上设置电动调节阀二。烟气回送管道的管径为dn1000，循环烟气管道的管径为dn500。
37.本实施例中，烟气引风机采用普通的定频风机，通过电动调节阀二调节循环烟气量，使引入助燃空气总管的烟气量成为可控量。再利用现场反馈找到最终引入助燃空气总管的烟气量合理数值，最终确定引入的经验值，并将电动调节阀二的开度调节到对应状态。
38.引风机出口烟气管道上的流量检测装置(由流量计ft及流量记录仪frc组成)、压力检测装置(由压力计pt及压力记录仪pr组成)、温度检测装置(由温度计tt及温度记录仪tr组成)，通过控制系统与电动调节阀一、电动调节阀二联锁，实现智能控制。
39.程序控制过程如下：
40.a)助燃空气总量＝1#助燃空气支管的空气量+2#助燃空气支管的空气量+3#助燃空气支管的空气量。
41.b)混入烟气流量的自动调节：
42.(1)设定混入烟气流量，自动调节电动调节阀一的开度，调节实际混入的烟气量；
43.(2)设定混入烟气流量与助燃空气总量的比值(0～0.25)，根据助燃空气总量计算需要混入的烟气量，通过自动调节电动调节阀一的开度调节混入的烟气量。
44.c)烟气出口压力自动调整：
45.烟气出口压力设定值与热风炉助燃风机的出口压力值相同，通过调节电动调节阀二的开度调节烟气出口实际压力。
46.投入：
47.a)调节热风炉助燃风机的风门，将热风炉助燃风机出口压力调至5kpa。
48.b)将电动调节阀一全关、将电动调节阀二全开、将电动切断阀全关。
49.c)启动烟气引风机。
50.d)调节电动调节阀一和电动调节阀二的开度，使烟气引风机的出口压力为5kpa。
51.e)电动切断阀全开。
52.f)逐步将热风炉助燃风机出口压力调至正常状态。
53.g)调节电动调节阀一和电动调节阀二的开度，烟气引风机出口压力与热风炉助燃风机的出口压力一致，混入烟气流量为助燃空气总量的10％；然后按阶段操作，将混入烟气流量进行以下调节：10％
→
15％
→
20％
→
25％。
54.h)调节热风炉的空燃比，保证拱顶温度。
55.i)观察热风炉烧炉后的烟气含氧量，保证含氧量在0％～2％之间，如低于0％应加大空燃比，避免co不完全燃烧。
56.j)如烟气含氧量在0％以下，并且加大空燃比后拱顶温度烧不到位，将混入烟气量减小。
57.k)如烟气含氧量在0％以上，并且拱顶温度能够烧到所需温度，将混入烟气量由10％逐步调至15％
→
20％
→
25％。
58.退出：
59.a)调节电动调节阀一、电动调节阀二的开度和热风炉助燃风机的风门，使烟气引风机的出口压力同热风炉助燃风机的出口压力一致，都为5kpa。
60.b)电动切断阀全关。
61.c)停止烟气引风机。
62.d)电动调节阀一全关、电动调节阀二全开。
63.本实施例采用烟气大小双循环机制：
64.1)烟气大循环：热风炉烟气通过自换热器下游烟气总管引出的一路烟气回送管道送至助燃空气总管内，再次进入热风炉内进行燃烧。
65.2)烟气小循环：烟气引风机两端的烟气回送管道通过循环烟气管道相连，使部分烟气再进行循环。
66.不仅实现烟气的循环利用，还实现了烟气低硝排放。
67.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。