加熱爐余熱綜合利用系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種加熱爐余熱綜合利用系統(tǒng)，包括汽水分離器、設(shè)置在加熱爐內(nèi)水梁換熱器以及在加熱爐煙道依次設(shè)置的過熱蒸汽換熱器、二級空氣預(yù)熱器、二級煤氣預(yù)熱器、蒸發(fā)管束換熱器、給水換熱器、一級煤氣預(yù)熱器和一級空氣預(yù)熱器；水梁換熱器和蒸發(fā)管束換熱器出、入水口均與汽水分離器連通；過熱蒸汽換熱器蒸汽入口與汽水分離器蒸汽出口連通；一級空氣預(yù)熱器入口與空氣管道連通，一級空氣預(yù)熱器出口與二級空氣預(yù)熱器入口連通，二級空氣預(yù)熱器出口與加熱爐空氣入口連通；一級煤氣余熱器入口與煤氣管道連通，一級煤氣預(yù)熱器出口與二級煤氣預(yù)熱器入口連通，二級煤氣預(yù)熱器出口與加熱爐煤氣入口連通。本發(fā)明能夠充分回收加熱爐余熱。
【專利說明】
加熱爐余熱綜合利用系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種加熱爐余熱綜合利用系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國內(nèi)的乳鋼廠對加熱爐后的煙氣余熱均采用預(yù)熱空氣、煤氣等來達到節(jié)省加熱爐的燃料消耗和回收加熱爐后尾部煙道中的余熱資源的目的，但即使這樣，換熱之后的煙氣溫度仍然超過300°C，部分乳鋼廠通過設(shè)置尾部煙道余熱鍋爐繼續(xù)回收此部分熱量，以達到節(jié)約能源的目的，同時爐底水梁冷卻采用汽化冷卻方式產(chǎn)生飽和蒸汽回收余熱，以上兩種方式產(chǎn)生的蒸汽再進入汽輪機中發(fā)電。這種方式下，用高溫的煙氣預(yù)熱空氣和煤氣，而使用低溫的煙氣換熱蒸汽去發(fā)電，余熱資源得到了回收，但是卻沒有按照熱力學(xué)第二定律來充分合理的回收此部分余熱資源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述問題，本發(fā)明提供一種充分回收加熱爐余熱的加熱爐余熱綜合利用系統(tǒng)。
[0004]為達到上述目的，本發(fā)明加熱爐余熱綜合利用系統(tǒng)，包括汽水分離器、設(shè)置在加熱爐內(nèi)的水梁換熱器以及在加熱爐的煙道內(nèi)沿煙氣流動方向依次設(shè)置的過熱蒸汽換熱器、二級空氣預(yù)熱器、二級煤氣預(yù)熱器、蒸發(fā)管束換熱器、給水換熱器、一級煤氣預(yù)熱器和一級空氣預(yù)熱器；
[0005]其中，所述給水換熱器的出、入水口分別與所述汽水分離器和給水管道連通;所述水梁換熱器和所述蒸發(fā)管束換熱器的出、入水口均與所述汽水分離器連通;所述過熱蒸汽換熱器的蒸汽入口與所述汽水分離器的蒸汽出口連通；
[0006]所述一級空氣預(yù)熱器的入口與空氣管道連通，所述一級空氣預(yù)熱器的出口與所述二級空氣預(yù)熱器的入口連通，所述二級空氣預(yù)熱器的出口與所述加熱爐的空氣入口連通；
[0007]所述一級煤氣余熱器的入口與煤氣管道連通，所述一級煤氣預(yù)熱器的出口與所述二級煤氣預(yù)熱器的入口連通，所述二級煤氣預(yù)熱器的出口與所述加熱爐的煤氣入口連通。
[0008]進一步第，所述空氣管道上設(shè)置有鼓風機，所述給水管道上設(shè)置有給水栗，所述水梁換熱器通過水梁給水管道與所述汽水分離器連通，所述水梁給水管道上設(shè)置有循環(huán)栗。
[0009]進一步第，所述煙道的尾端設(shè)置有煙囪，所述煙道與所述煙囪通過引風機連通。
[0010]進一步第，所述水梁換熱器為設(shè)置在加熱爐內(nèi)的冷卻水梁，所述冷卻水梁包括橫梁外管和橫梁芯管;所述橫梁外管的一端密封設(shè)置，另一端與所述橫梁芯管的外表面密封設(shè)置;所述橫梁芯管的一端在所述橫梁外管內(nèi)開放設(shè)置，另一端設(shè)置在所述橫梁外管的外部;所述橫梁外管與所述汽水分離器通過水梁出汽管道連通，所述橫梁芯管與所述汽水分離器通過水梁入水管道連通。
[0011 ]進一步第，所述水梁換熱器還包括若干立柱，所述立柱包括立柱外管和立柱芯管；所述立柱外管一端與所述橫梁外管連通，立柱外管的另一端密封設(shè)置;所述立柱芯管的一端與所述橫梁芯管連通，所述立柱芯管的另一端在所述立柱外管內(nèi)開放設(shè)置。
[0012]進一步第，所述橫梁外管與所述橫梁芯管之間設(shè)置有支架，所述支架包括至少三個支撐柱，所述支撐柱沿所述外管和所述芯管的徑向設(shè)置，相鄰兩支撐柱之間的夾角為120。。
[0013]本發(fā)明加熱爐余熱綜合利用系統(tǒng)回收了加熱爐運行過程中產(chǎn)生兩種余熱資源:爐底水梁的余熱和尾部煙氣的余熱，同時按照熱力學(xué)第二定律，梯級回收尾部煙道中的煙氣余熱:采用兩級的空氣預(yù)熱器和兩級的煤氣預(yù)熱器逐級回收不同溫度的煙氣余熱，而高溫煙氣用來加熱飽和蒸汽為高溫高壓的高品質(zhì)可以用于發(fā)電的過熱蒸汽，本發(fā)明不僅可以保證進入加熱爐燃燒的煤氣的溫度和空氣的溫度，還能使余熱回收產(chǎn)生的蒸汽發(fā)電品質(zhì)提高，大幅提升余熱回收蒸汽用于發(fā)電的效率。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明加熱爐余熱綜合利用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明做進一步的描述。
[0016]實施例1
[0017]如圖1所示，本實施例提供一種加熱爐余熱綜合利用系統(tǒng)回收的余熱包括兩部分:加熱爐爐膛內(nèi)冷卻水梁的余熱和加熱爐的尾部煙道的煙氣余熱。在加熱爐I的爐膛內(nèi)設(shè)置有水梁換熱器12，用來吸收冷卻水梁的余熱。在尾部煙道內(nèi)按照煙氣流向依次設(shè)置過熱蒸汽換熱器11、二級空氣預(yù)熱器10、二級煤氣預(yù)熱器9、蒸發(fā)管束換熱器8、給水換熱器7、一級煤氣預(yù)熱器6、一級空氣預(yù)熱器5，用來吸收煙氣的余熱。尾部煙道的端部與引風機2相連，弓丨風機2與煙囪3相連。加熱爐爐膛內(nèi)燃燒產(chǎn)生的高溫煙氣依次經(jīng)過布置在尾部煙道內(nèi)的過熱蒸汽換熱器11、二級空氣預(yù)熱器10、二級煤氣預(yù)熱器9、蒸發(fā)管束換熱器8、給水換熱器7、一級煤氣預(yù)熱器6、一級空氣預(yù)熱器5后，煙氣溫度不斷降低，最后煙氣在引風機2的作用下經(jīng)煙囪3排出，從而實現(xiàn)了對煙氣余熱的回收。
[0018]本實施例加熱爐余熱綜合利用系統(tǒng)包括包括汽水分離器、設(shè)置在加熱爐內(nèi)的水梁換熱器以及在加熱爐的煙道內(nèi)沿煙氣流動方向依次設(shè)置的過熱蒸汽換熱器、二級空氣預(yù)熱器、二級煤氣預(yù)熱器、蒸發(fā)管束換熱器、給水換熱器、一級煤氣預(yù)熱器和一級空氣預(yù)熱器;組成了過熱蒸汽產(chǎn)生機構(gòu)、空氣預(yù)熱機構(gòu)和煤氣預(yù)熱機構(gòu)；
[0019]過熱蒸汽產(chǎn)生機構(gòu)包括汽水分離裝置14、水梁換熱器12、過熱蒸汽換熱器11、蒸發(fā)管束換熱器8、給水換熱器7、循環(huán)栗15和給水栗13。外部的給水經(jīng)過給水栗13加壓后進入給水換熱器7中，吸收尾部煙道中煙氣余熱后進入汽水分離裝置14中；汽水分離裝置14和水梁換熱器12通過循環(huán)栗15相互連通，形成第一循環(huán)回路，利用循環(huán)栗15提供的動力完成一個水力循環(huán)，同時吸收爐底水梁的熱量，將水轉(zhuǎn)變?yōu)槠旌衔锼腿肫蛛x裝置14中，汽水分離裝置14和蒸發(fā)管束換熱器8通過管道相互連通，水在蒸發(fā)管束換熱器中吸收尾部煙道中煙氣的熱量后轉(zhuǎn)變?yōu)槠旌衔镞M入汽水分離裝置14中，此部分水力循環(huán)依靠蒸發(fā)管束換熱器進出口兩端管道中介質(zhì)的重度差完成，形成第二循環(huán)回路，兩個循環(huán)回路產(chǎn)生的汽水混合物在汽水分離裝置14中被分開為飽和蒸汽和飽和水，飽和水再次進入以上的兩個循環(huán)回路中轉(zhuǎn)變?yōu)槠旌衔镞M入汽水分離裝置14中，重復(fù)循環(huán);汽水分離裝置14的蒸汽出口與過熱蒸汽換熱器11的蒸汽入口相連，汽水分離裝置14產(chǎn)生的飽和蒸汽進入過熱蒸汽換熱器11后，吸收尾部煙氣中高溫煙氣的熱量，轉(zhuǎn)變?yōu)楦咂焚|(zhì)的高溫高壓蒸汽；以上所述為汽水系統(tǒng)流程。
[0020]空氣預(yù)熱機構(gòu)包括鼓風機4、一級空氣預(yù)熱器5、二級空氣預(yù)熱器10 ；鼓風機4與一級空氣預(yù)熱器5進口相連，一級空氣預(yù)熱器5出口和二級空氣預(yù)熱器10進口相連，二級空氣預(yù)熱器出口和加熱爐相連;鼓風機從外界大氣中吸進空氣，加壓后送入一級空氣預(yù)熱器5中吸收尾部煙道中的低溫煙氣余熱，然后在進入二級空氣預(yù)熱器10中吸收尾部煙道中較高溫度的煙氣余熱后，進入加熱爐作為燃燒風供加熱爐燃燒;以上所述為空氣系統(tǒng)流程。
[0021 ] 煤氣預(yù)熱機構(gòu)包括一級煤氣預(yù)熱器6、二級煤氣預(yù)熱器9; 一級煤氣預(yù)熱器6進口和外部煤氣管道相連，一級煤氣預(yù)熱器6出口和二級煤氣預(yù)熱器進口 9相連，二級煤氣預(yù)熱器9出口和加熱爐I相連;外部提供的煤氣先經(jīng)過一級煤氣預(yù)熱器6，吸收尾部煙道中低溫煙氣余熱后再進入二級煤氣預(yù)熱器9，吸收較高溫度的煙氣余熱后進入加熱爐作為燃料供加熱爐燃燒;以上所述為煤氣系統(tǒng)流程。
[0022]本發(fā)明通過預(yù)熱加熱爐燃燒所需的空氣、煤氣和設(shè)置換熱器產(chǎn)生蒸汽回收加熱爐爐底水梁余熱和尾部煙道中煙氣余熱，相對比傳統(tǒng)的用高溫煙氣預(yù)熱空氣、煤氣后再加熱給水產(chǎn)生蒸汽的余熱回收方式，本發(fā)明依據(jù)熱力學(xué)第二定律，合理布置尾部煙道中的各種換熱器，梯級回收煙氣中的熱量，不僅能保證傳統(tǒng)回收方式下預(yù)熱后的空氣和煤氣溫度，還能提尚廣生過熱蒸汽的發(fā)電品質(zhì)，提尚能源利用效率。
[0023]實施例2
[0024]在上述實施例的基礎(chǔ)上，所述水梁換熱器為設(shè)置在加熱爐內(nèi)的冷卻水梁，所述冷卻水梁包括橫梁外管和橫梁芯管;所述橫梁外管的一端密封設(shè)置，另一端與所述橫梁芯管的外表面密封設(shè)置;所述橫梁芯管的一端在所述橫梁外管內(nèi)開放設(shè)置，另一端設(shè)置在所述橫梁外管的外部;所述橫梁外管與所述汽水分離器通過水梁出汽管道連通，所述橫梁芯管與所述汽水分離器通過水梁入水管道連通。
[0025]本實施例將橫梁設(shè)置成外管和內(nèi)管嵌套的結(jié)構(gòu)，能夠使冷卻水從芯部進入，從外部回流，能夠使水梁的外部均勻的冷卻，同時，能夠最大幅度的吸收水梁的熱量，對水梁形成冷卻，也能夠最大幅度的回收水梁的熱量。
[0026]實施例3
[0027]在上述實施例的基礎(chǔ)上，所述水梁換熱器還包括若干立柱，所述立柱包括立柱外管和立柱芯管;所述立柱外管一端與所述橫梁外管連通，立柱外管的另一端密封設(shè)置;所述立柱芯管的一端與所述橫梁芯管連通，所述立柱芯管的另一端在所述立柱外管內(nèi)開放設(shè)置。
[0028]本實施例將水梁和立柱一體化設(shè)置，能夠減少水梁以及立柱所需要的循環(huán)設(shè)備，并且，水梁和立柱的冷卻水從同一個入口進入，從同一個出口流出，能夠增加水梁的熱量回收，同時，立柱的結(jié)構(gòu)也能夠最大程度的吸收立柱的熱量，增強冷卻效果和熱量回收的量。
[0029]實施例4
[0030]在上述實施例的基礎(chǔ)上，所述橫梁外管與所述橫梁芯管之間設(shè)置有支架，所述支架包括至少三個支撐柱，所述支撐柱沿所述外管和所述芯管的徑向設(shè)置，相鄰兩支撐柱之間的夾角為120°。
[0031]本實施例將橫梁芯管和橫梁外管之間通過支撐柱支撐，使橫梁芯管和橫梁外管之間的間隔均勻，有利于冷卻水的循環(huán)，能夠強化水梁的冷卻效果，使熱量回收的速度加快。
[0032]以上，僅為本發(fā)明的較佳實施例，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求所界定的保護范圍為準。
【主權(quán)項】
1.一種加熱爐余熱綜合利用系統(tǒng)，其特征在于:包括汽水分離器、設(shè)置在加熱爐內(nèi)的水梁換熱器以及在加熱爐的煙道內(nèi)沿煙氣流動方向依次設(shè)置的過熱蒸汽換熱器、二級空氣預(yù)熱器、二級煤氣預(yù)熱器、蒸發(fā)管束換熱器、給水換熱器、一級煤氣預(yù)熱器和一級空氣預(yù)熱器； 其中，所述給水換熱器的出、入水口分別與所述汽水分離器和給水管道連通;所述水梁換熱器和所述蒸發(fā)管束換熱器的出、入水口均與所述汽水分離器連通;所述過熱蒸汽換熱器的蒸汽入口與所述汽水分離器的蒸汽出口連通； 所述一級空氣預(yù)熱器的入口與空氣管道連通，所述一級空氣預(yù)熱器的出口與所述二級空氣預(yù)熱器的入口連通，所述二級空氣預(yù)熱器的出口與所述加熱爐的空氣入口連通； 所述一級煤氣余熱器的入口與煤氣管道連通，所述一級煤氣預(yù)熱器的出口與所述二級煤氣預(yù)熱器的入口連通，所述二級煤氣預(yù)熱器的出口與所述加熱爐的煤氣入口連通。2.如權(quán)利要求1所述加熱爐余熱綜合利用系統(tǒng)，其特征在于:所述空氣管道上設(shè)置有鼓風機，所述給水管道上設(shè)置有給水栗，所述水梁換熱器通過水梁給水管道與所述汽水分離器連通，所述水梁給水管道上設(shè)置有循環(huán)栗。3.如權(quán)利要求1所述加熱爐余熱綜合利用系統(tǒng)，其特征在于:所述煙道的尾端設(shè)置有煙囪，所述煙道與所述煙囪通過引風機連通。4.如權(quán)利要求1所述加熱爐余熱綜合利用系統(tǒng)，其特征在于:所述水梁換熱器為設(shè)置在加熱爐內(nèi)的冷卻水梁，所述冷卻水梁包括橫梁外管和橫梁芯管;所述橫梁外管的一端密封設(shè)置，另一端與所述橫梁芯管的外表面密封設(shè)置;所述橫梁芯管的一端在所述橫梁外管內(nèi)開放設(shè)置，另一端設(shè)置在所述橫梁外管的外部;所述橫梁外管與所述汽水分離器通過水梁出汽管道連通，所述橫梁芯管與所述汽水分離器通過水梁入水管道連通。5.如權(quán)利要求4所述加熱爐余熱綜合利用系統(tǒng)，其特征在于:所述水梁換熱器還包括若干立柱，所述立柱包括立柱外管和立柱芯管;所述立柱外管一端與所述橫梁外管連通，立柱外管的另一端密封設(shè)置;所述立柱芯管的一端與所述橫梁芯管連通，所述立柱芯管的另一端在所述立柱外管內(nèi)開放設(shè)置。6.如權(quán)利要求4所述加熱爐余熱綜合利用系統(tǒng)，其特征在于:所述橫梁外管與所述橫梁芯管之間設(shè)置有支架，所述支架包括至少三個支撐柱，所述支撐柱沿所述外管和所述芯管的徑向設(shè)置，相鄰兩支撐柱之間的夾角為120°。
【文檔編號】F23L15/00GK106052407SQ201610643968
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月8日 公開號201610643968.5, CN 106052407 A, CN 106052407A, CN 201610643968, CN-A-106052407, CN106052407 A, CN106052407A, CN201610643968, CN201610643968.5
【發(fā)明人】王雷
【申請人】中冶華天南京工程技術(shù)有限公司