CN103994667A - 一种轧钢加热炉余热回收*** - Google Patents

一种轧钢加热炉余热回收*** Download PDF

Info

Publication number
CN103994667A
CN103994667A CN201410219407.3A CN201410219407A CN103994667A CN 103994667 A CN103994667 A CN 103994667A CN 201410219407 A CN201410219407 A CN 201410219407A CN 103994667 A CN103994667 A CN 103994667A
Authority
CN
China
Prior art keywords
flue
heat exchanger
air heat
level
evaporimeter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201410219407.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103994667B (zh
Inventor
刘长春
惠世恩
张庚
王登辉
邹浩
张晓璐
尚桐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Jiaotong University
Original Assignee
Xian Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Jiaotong University filed Critical Xian Jiaotong University
Priority to CN201410219407.3A priority Critical patent/CN103994667B/zh
Publication of CN103994667A publication Critical patent/CN103994667A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103994667B publication Critical patent/CN103994667B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier
    • Y02P80/15—On-site combined power, heat or cool generation or distribution, e.g. combined heat and power [CHP] supply

Landscapes

  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)

Abstract

一种轧钢加热炉余热回收***，包括主烟道，在主烟道内沿烟气流向依次设置二级蒸发器、二级空气换热器、一级蒸发器、一级空气换热器；一级空气换热器设置有冷空气入口，并通过管路与设置有热空气出口的二级空气换热器串联；一级蒸发器设置有水源入口，并通过管路与设置有汽水混合物出口的二级蒸发器串联；主烟道外侧与二级蒸发器并列处设置有用于调节通过二级空气换热器烟气量的辅助烟道，辅助烟道内沿烟气流向依次设置有辅助烟道蒸发器、辅助烟道闸板。本发明通过在主烟道内设置两级蒸发器，有效增加蒸汽受热面积；通过交错布置空气换热器和蒸发器，并将一级空气换热器置于主烟道最尾端，这样的排布方式保证了换热时的温差，有效提高换热效率。

Description

一种轧钢加热炉余热回收***
技术领域
本发明属于热能与动力工程技术领域，特别涉及一种轧钢加热炉余热回收***。
背景技术
轧钢***是钢铁生产的能耗大户，而加热炉，其能耗约占轧钢生产能耗的70％。由于轧钢加热炉的主要目标是加热钢坯，使钢坯按照工艺要求加热速率均匀加热，并停留相应时间。对节能降耗重视程度相对不足，造成我国轧钢加热炉排烟温度普遍偏高。对轧钢加热炉尾部烟气余热回收不仅能够提高经济效益，还能减少污染的排放，为环境保护做出贡献。
目前轧钢加热炉在尾部烟道中都会设置空气换热器，回收烟气余热。由于投资成本的原因，空气热风管路普遍为碳钢管，由于碳钢管的使用受到温度限制，需要在450℃下使用，这就限制的空气换热器的预热温度不能高于450℃。加热炉的预热段设计排烟温度一般为800～900℃，由于冷热钢坯混装、生产负荷变动等因素会导致预热段排烟温度有较大波动，通常会设置稀释风机向烟道里掺入冷风，降低排烟温度，进而保护空气换热器。一方面由于温度空气管路(碳钢)使用温度的限制，空气换热器仅能预热到450℃，吸收的烟气余热有限；另一方面为保护空气换热器，向烟道掺入大量冷风，降低了烟气品质，同时消耗电力，浪费资源。虽然一些公司在空气换热器后安装煤气预热器，但是煤气量相对空气量较小，且由于结焦等原因，煤气预热温度不宜高于300℃，余热回收能力有限，但增加了***的复杂性和风险。
加热炉水梁汽化冷却方式已经在国内普遍使用，因此可以在烟道内布置蒸发受热面，并与汽化冷却***采用同一***，实现供水、除气、汽水分离、水循环等功能。这样可以在回收余热的同时，减少设备的投资。烟道中的蒸发受热面可以吸收烟气中多余的热量、同时可以替代稀释风机降低烟气温度，保护空气换热器管组。
加热炉产生的烟气量大于助燃空气量，同时由于烟气中含有CO2、H2O等，导致烟气的比热容大于空气的比热容。也就是说换热过程中，空气温度上升速度大于烟气下降速度，当空气温度上升到与烟气温度相近时，换热效率极低。为使受热面的使用较为经济，空气换热器出口温压不宜过小，因此一级空气换热器往往不能满足要求，需布置两级空气换热器。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够合理利用烟气余热、有效提高换热效率，并且结构简单、设备投资少的轧钢加热炉余热回收***。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：包括主烟道，以及在主烟道内沿烟气流向依次设置的二级蒸发器、二级空气换热器、一级蒸发器、一级空气换热器；
所述一级空气换热器设置有冷空气入口，并通过管路与设置有热空气出口的二级空气换热器串联；
所述一级蒸发器设置有水源入口，并通过管路与设置有汽水混合物出口的二级蒸发器串联；
所述主烟道外侧与二级蒸发器并列处设置有用于调节通过二级空气换热器烟气量的辅助烟道，所述辅助烟道内沿烟气流向依次设置有辅助烟道蒸发器、辅助烟道闸板。
进一步的，所述一级空气换热器后设置有主烟道闸板。
进一步的，所述辅助烟道横截面积为主烟道横截面积的30％～50％。
进一步的，所述辅助烟道蒸发器与二级蒸发器和一级蒸发器并联设置。
与现有技术相比，本发明通过在主烟道内设置两级蒸发器，有效增加了蒸汽受热面积；通过交错布置空气换热器和蒸发器，并将一级空气换热器置于主烟道最尾端，这样的排布方式保证了换热时的温差，有效提高了换热效率。通过设置辅助烟道，并在辅助烟道内设置辅助烟道闸板，通过调节辅助烟道闸板，来控制通过辅助烟道的烟气量，进而调节通过二级换热器的烟气量，使空气换热器在保持在最佳的温度区间工作，保证了装置的稳定性和安全性。本发明的***可以与加热炉水梁气化冷却***采用同一***，实现供水、供气、汽水分离、水循环等功能，有效在回收余热的同时，减少设备的投资。本发明能够有效回收烟气余热，降低排烟温度，提高能源的利用效率，为钢铁企业带来可观的经济效益，同时减少污染的排放，为环境保护作出贡献。
进一步的，通过设置辅助烟道横截面积为主烟道横截面积的30％～50％，能够有效的控制流向二级空气换热器的烟气量，保证两级空气换热器的正常工作。
进一步的，通过将辅助烟道蒸发器与二级蒸发器和一级蒸发器并联设置，降低了通过辅助烟道的烟气温度，保证了辅助烟道闸板的正常工作。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明工作的热力***简图；
图3为本发明原理图；
图4为本发明工作时烟气温度和工质温度的变化图；
其中：1为主烟道，2为二级蒸发器，3为二级空气换热器，4为一级蒸发器，5为一级空气换热器，6为主烟道闸板，7为辅助烟道闸板，8为辅助烟道蒸发器，9为辅助烟道，10为工厂蒸汽接点，11为除氧器用蒸汽接点，12为工厂软水接点，13为汽包，14为加热炉水梁，15为循环水泵，16为给水泵，17为除氧器，18为软水泵，19为软水箱。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细描述。
参见图1，本发明包括主烟道1，以及在主烟道内1沿烟气流向依次设置的二级蒸发器2、二级空气换热器3、一级蒸发器4、一级空气换热器5、主烟道闸板6；一级空气换热器5设置有冷空气入口，并通过管路与设置有热空气出口的二级空气换热器3串联；一级蒸发器4设置有水源入口，并通过管路与设置有汽水混合物出口的二级蒸发器2串联。主烟道1外侧与二级蒸发器2并列处设置有用于调节通过二级空气换热器3烟气量的辅助烟道9，辅助烟道9的入口在二级蒸发器2的前侧，出口在二级蒸发器2的后侧，辅助烟道9内沿烟气流动方向依次设置有辅助烟道蒸发器8、辅助烟道闸板7。辅助烟道蒸发器8与二级蒸发器2和一级蒸发器4并联设置。辅助烟道9横截面积为主烟道1横截面积的30％～50％。
加热炉产生的烟气量大于助燃空气量，同时由于烟气中含有CO2、H2O等，导致烟气的比热容大于空气的比热容。也就是说换热过程中，空气温度上升速度大于烟气下降速度，当空气温度上升到与烟气温度相近时，换热效率极低。为合理利用烟气余热，在主烟道内交错布置空气换热器和蒸发器，由于与蒸发器给水温度相比，空气换热器入口冷空气温度更低，因此一级空气换热器5布置于主烟道最尾端。
工作过程：冷空气首先进入一级空气换热器5，被预热后进入二级空气换热器3，在二级空气换热器3被预热后进入加热炉热风管道，然后进入炉膛参与燃烧。一级蒸发器4与二级蒸发器2为串联结构，循环水首先进入一级蒸发器4，部分蒸发后，再进入二级蒸发器2。图4是本发明蒸发器、空气换热器交错配合时烟气温度和工质温度的变化图。由于冷热钢坯混装、生产负荷变动等因素经常会导致预热段排烟温度波动较大，通过调整辅助烟道闸板7的开度，调整通过辅助烟道的烟气量，进而调整二级空气换热器3前的烟气温度，保证二级空气换热器3在合理的温度区间工作。即加热炉预热段出口烟气温度升高，调大辅助烟道闸板7的开度，预热段出口烟气温度降低，调小辅助烟道闸板7的开度，通过调整辅助烟道闸板的开发，将二级空气换热器3空气出口温度稳定在450℃左右。烟气由辅助烟道通过辅助烟道蒸发器8后，温度要降至400℃以下，以确保辅助烟道闸板的正常工作。
参见图3，依据蒸发器和空气换热器单位面积造价，合理选择各蒸发器受热面之间节点的烟气温度，能够有效降低成本。
参见图2所示的热力***，软水由工厂软水接点12连接软水箱19，再由软水泵18送入除氧器17，除氧后由软水泵16送入汽包13，汽包13流下的循环水由循环水泵15分别送入水梁14和烟道中的二级蒸发器2、一级蒸发器4、辅助烟道蒸发器8，受热蒸发的汽水混合器进入汽包13，汽水分离后，蒸汽送入工厂蒸汽管路10，用于发电或其他产品的生产，水继续参与循环。如图所示，一级蒸发器4与二级蒸发器2为串联结构，循环水首先进入一级蒸发器4，部分蒸发后，再进入二级蒸发器2；一级蒸发器4和二级蒸发器2与辅助烟道蒸发器8是并联结构。

Claims (4)

1.一种轧钢加热炉余热回收***，其特征在于：包括主烟道(1)，以及在主烟道内(1)沿烟气流向依次设置的二级蒸发器(2)、二级空气换热器(3)、一级蒸发器(4)、一级空气换热器(5)；
所述一级空气换热器(5)设置有冷空气入口，并通过管路与设置有热空气出口的二级空气换热器(3)串联；
所述一级蒸发器(4)设置有水源入口，并通过管路与设置有汽水混合物出口的二级蒸发器(2)串联；
所述主烟道(1)外侧与二级蒸发器(2)并列处设置有用于调节通过二级空气换热器(3)烟气量的辅助烟道(9)，所述辅助烟道(9)内沿烟气流向依次设置有辅助烟道蒸发器(8)和辅助烟道闸板(7)。
2.根据权利要求1所述的一种轧钢加热炉余热回收***，其特征在于：所述一级空气换热器(5)后设置有主烟道闸板(6)。
3.根据权利要求1所述的一种轧钢加热炉余热回收***，其特征在于：所述辅助烟道(9)横截面积为主烟道(1)横截面积的30％～50％。
4.根据权利要求1所述的一种轧钢加热炉余热回收***，其特征在于：所述辅助烟道蒸发器(8)与二级蒸发器(2)和一级蒸发器(4)并联设置。
CN201410219407.3A 2014-05-22 2014-05-22 一种轧钢加热炉余热回收*** Active CN103994667B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410219407.3A CN103994667B (zh) 2014-05-22 2014-05-22 一种轧钢加热炉余热回收***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410219407.3A CN103994667B (zh) 2014-05-22 2014-05-22 一种轧钢加热炉余热回收***

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103994667A true CN103994667A (zh) 2014-08-20
CN103994667B CN103994667B (zh) 2016-02-24

Family

ID=51308904

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410219407.3A Active CN103994667B (zh) 2014-05-22 2014-05-22 一种轧钢加热炉余热回收***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103994667B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104215079A (zh) * 2014-09-04 2014-12-17 山西太钢不锈钢股份有限公司 一种加热炉烟气余热回收的方法及其装置
CN104677125A (zh) * 2015-02-12 2015-06-03 中山市迦南节能环保科技有限公司 热煤气熔铝炉节能燃烧***
CN106813510A (zh) * 2017-02-08 2017-06-09 中冶华天工程技术有限公司 一种基于助燃空气分级加热的轧钢加热炉余热利用***
CN111207600A (zh) * 2020-01-17 2020-05-29 深圳市凯盛科技工程有限公司 一种玻璃窑烟气余热利用方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1365198A1 (en) * 2001-01-23 2003-11-26 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Cogeneration device
CN201852277U (zh) * 2010-11-19 2011-06-01 王海波 带相变换热器的锅炉余热高效回收装置
CN202284786U (zh) * 2011-09-01 2012-06-27 天津华能北方热力设备有限公司 焦化炉烟道气余热锅炉
CN202660889U (zh) * 2012-05-04 2013-01-09 北京首钢国际工程技术有限公司 一种液态出渣高温取向硅钢步进梁式板坯加热炉
CN202993149U (zh) * 2012-12-31 2013-06-12 宁波连通设备制造有限公司 一种制氢转化炉余热锅炉
CN103353121A (zh) * 2013-07-24 2013-10-16 江苏海事职业技术学院 一种全烧高炉煤气锅炉烟气余热深度回收利用***

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1365198A1 (en) * 2001-01-23 2003-11-26 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Cogeneration device
CN201852277U (zh) * 2010-11-19 2011-06-01 王海波 带相变换热器的锅炉余热高效回收装置
CN202284786U (zh) * 2011-09-01 2012-06-27 天津华能北方热力设备有限公司 焦化炉烟道气余热锅炉
CN202660889U (zh) * 2012-05-04 2013-01-09 北京首钢国际工程技术有限公司 一种液态出渣高温取向硅钢步进梁式板坯加热炉
CN202993149U (zh) * 2012-12-31 2013-06-12 宁波连通设备制造有限公司 一种制氢转化炉余热锅炉
CN103353121A (zh) * 2013-07-24 2013-10-16 江苏海事职业技术学院 一种全烧高炉煤气锅炉烟气余热深度回收利用***

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104215079A (zh) * 2014-09-04 2014-12-17 山西太钢不锈钢股份有限公司 一种加热炉烟气余热回收的方法及其装置
CN104677125A (zh) * 2015-02-12 2015-06-03 中山市迦南节能环保科技有限公司 热煤气熔铝炉节能燃烧***
CN104677125B (zh) * 2015-02-12 2018-04-13 中山市迦南节能环保科技有限公司 热煤气熔铝炉节能燃烧***
CN106813510A (zh) * 2017-02-08 2017-06-09 中冶华天工程技术有限公司 一种基于助燃空气分级加热的轧钢加热炉余热利用***
CN111207600A (zh) * 2020-01-17 2020-05-29 深圳市凯盛科技工程有限公司 一种玻璃窑烟气余热利用方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103994667B (zh) 2016-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101706106B (zh) 垃圾焚烧锅炉余热回收装置
CN103244944B (zh) 一种利用汽轮机抽汽的空气预热***及预热方法
CN201885213U (zh) 燃煤粉锅炉直吹式制粉***一次风余热利用装置
CN102607010B (zh) 一种复合相变换热***
CN103994667B (zh) 一种轧钢加热炉余热回收***
CN102607011A (zh) 一种电站锅炉排烟余热能量转移多级利用***
CN106766967B (zh) 余热回收比例可调的轧钢加热炉烟气余热优化利用***
CN110986031B (zh) 一种避免燃气锅炉烟气再循环管道中水蒸气冷凝的***
CN106322427A (zh) 循环流化床锅炉排渣余热利用***及方法
CN103363517A (zh) 一种700℃及以上蒸汽参数的高床温循环流化床锅炉
CN102705862B (zh) 火电机组锅炉烟气余热利用的方法及其装置
CN207779154U (zh) 一种工业炉窑近零排放***
CN201706510U (zh) 垃圾焚烧锅炉余热回收装置
CN206479049U (zh) 余热回收比例可调的轧钢加热炉烟气余热优化利用***
CN210979902U (zh) 利用旁路烟气加热一次风、给水及循环水的***
CN210717494U (zh) 一种用于高硫煤机组的低低温省煤器***
CN102305394A (zh) 焦化炉烟道气余热锅炉
CN109945174B (zh) 液态排渣锅炉冲渣水闭式循环利用***
CN101928796A (zh) 一种高炉高风温节能减排组合式预热方法
CN202630027U (zh) 火电机组锅炉烟气余热利用的装置
CN106679439B (zh) 一种轧钢加热炉余热利用***
CN202660525U (zh) 一种复合相变换热***
CN202284786U (zh) 焦化炉烟道气余热锅炉
CN112097287B (zh) 一种锅炉节能与烟气脱白***、工艺、应用
CN206449670U (zh) 一种热量可调的烟气余热分级回收***

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant