內燃式熱風爐

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、冶鍊強度要求的風溫。

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接，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。

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佈，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置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，將煤氣和空氣混合后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，設置滑動伸縮縫，牆體不會向爐殼傳遞任何力。

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，並坐落在箱梁上，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。

內燃式熱風爐的結構設計存在以下幾個缺陷：

（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。

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，內襯設置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，那麼產生的變形就均勻，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、應力分佈、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。

設計熱風爐鋼結構需要考慮的因素：

(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)應留有足夠的凈空尺寸，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)合理設置走梯、過橋和平台。