CN105953248B - 一种轧钢加热炉余热回收*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轧钢加热炉余热回收***，属于余热回收***，其结构包括烟道侧墙、主副烟道分隔墙、空气保护管组、空气预热器、煤气预热器和炉压自动调节阀，道侧墙内设置有烟道，烟道分为前部烟道、中部烟道和后部烟道，中部烟道分隔为主烟道和副烟道，烟道侧墙内设置有烟道保温耐材结构，前部烟道内设置有一级蒸发器，所述的副烟道内依次设置有高温烟气自动分流阀和二级蒸发器，一级蒸发器、二级蒸发器和高温烟气自动分流阀所用冷却介质并联设置，进出管路分别与汽包相连，汽包还与外供蒸汽管道和汽包给水管相连。本发明具有解决了原余热回收***的运行安全，结构紧凑、保温及密封性能好、最大限度的回收加热炉烟气余热等特点。

Description

一种轧钢加热炉余热回收***

技术领域

本发明涉及一种余热回收***，尤其是一种轧钢加热炉余热回收***。

背景技术

近几年来，钢铁市场形势严峻，轧钢厂普遍处于微利或亏损的边缘。为进一步降低工序能耗及工序成本，我们对其进行了详细的分析，发现在能源消耗方面存在一定的改进空间。特别是我厂加热炉为常规加热炉，因热装率和热装温度都比较高（热装率≥95%，热装温度在760～830℃），排烟温度也较高，在烟气余热利用方面还有一定潜力。

经对国内相关厂家考察、咨询专家、查阅有关资料并通过现场对炉子状况﹑热工操作及测定及生产***状况综合调查，发现有以下几个方面需要改进：

（1）每座加热炉最大烟气量：80000Nm³/h，经过空煤气换热器后排烟温度～435℃左右。按照排烟***阻力计算，经过空煤气换热器后排烟温度～300℃便可以保证加热炉正常生产，因此，这100℃的烟气热量如加以回收，可回收能源、产生显著经济效益。

（2）根据我厂的现状来看，受订单的限制，轧机作业率不足60％，加热炉时常处于无钢坯的空烧状态，即便烟气预热了空气、煤气也无法产生效益，即出现所谓“循环不经济”；相反，若将烟气的余热经蒸发器产生蒸汽并入管网，则可产生明显的经济效益，特别是采暖季，蒸汽价格达到140元/吨以上，用蒸发器产生蒸汽外***预热空气、煤气更有效益，更能满足社会需要。

发明内容

本发明的技术任务是针对上述现有技术中的不足提供一种轧钢加热炉余热回收***，该一种轧钢加热炉余热回收***具有解决了原余热回收***的运行安全，并且结构紧凑、保温及密封性能好、在不影响原有加热炉的运行工况下可最大限度的回收加热炉烟气余热，有很好的经济效益的特点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：它包括烟道侧墙、主副烟道分隔墙、空气保护管组、空气预热器、煤气预热器和炉压自动调节阀，所述的烟道侧墙内设置有烟道，烟道分为前部烟道、中部烟道和后部烟道，所述的主副烟道分隔墙设置在中部烟道内，将中部烟道分隔为主烟道和副烟道，所述的空气保护管组、空气预热器和煤气预热器沿前部烟道往后部烟道的方向依次设置于主烟道内，所述的炉压自动调节阀设置在与烟囱相连接的后部烟道内，所述的烟道侧墙内设置有烟道保温耐材结构，所述的前部烟道内设置有一级蒸发器，所述的副烟道内沿前部烟道往后部烟道的方向依次设置有高温烟气自动分流阀和二级蒸发器，所述的一级蒸发器、二级蒸发器和高温烟气自动分流阀并联设置，一级蒸发器、二级蒸发器和高温烟气自动分流阀端部的循环水进出管路分别与汽包相连，汽包通过下降管分别连接有汽化冷却循环泵和蒸发器循环泵，蒸发器循环泵另一端分别与一级蒸发器、二级蒸发器和高温烟气自动分流阀的进口端相连，一级蒸发器、二级蒸发器和高温烟气自动分流阀的出口端分别通过管路与上升管相连，上升管与汽包相连，所述的汽化冷却循环泵另一端与炉底循环管道相连，炉底循环管道的另一端通过管路与上升管相连，汽包还与外供蒸汽管道和汽包给水管相连，所述的汽包上设置有安全阀和压力表。

所述的高温烟气自动分流阀包括阀板、阀板转动驱动机构、阀板吊装机构，所述的阀板通过阀板吊装机构设置在钢筋混泥土外架内，阀板通过阀板转动驱动机构驱动旋转，所述的阀板包括阀体、锚固钩、连接板和莫来石快干防爆浇注料层，所述的锚固钩和连接板分别设置在阀体上，阀体外侧设置有莫来石快干防爆浇注料层，阀板底部设置有转动中心轴，阀板顶部设置有阀板轴，所述的阀板吊装置机构包括吊挂钢构、钢盖板和止推轴承，所述的钢盖板设置在阀板上部，所述的吊挂钢构设置在钢盖板上部，吊挂钢构上部设置有止推轴承，阀板顶部的阀板轴分别穿过钢盖板、吊挂钢构和止推轴承，所述的阀板轴与阀板转动驱动机构相连，所述的阀板转动驱动机构包括曲柄、连杆和气缸，所述的曲柄与阀板轴相固定，曲柄与连杆相连，连杆另一端与气缸的缸杆相连，所述的阀板与钢筋混泥土外架之间设置有耐火砖，所述的钢盖板置于耐火砖上部，耐火砖与阀板下部的转动中心轴相对应的位置处设置有凹槽，转动中心轴下部位于凹槽内，所述的钢筋混泥土外架置于副烟道内；

所述的阀体包括进水管、回水管、工作芯管、工作套管、固定支架和堵板，所述的工作套管包括多个，从左到右依次设置，且多个工作套管顶部相连通，每个所述的工作套管内分别设置有一个工作芯管，每个工作芯管下部与工作套管之间通过固定支架相固定，每个工作套管的下部分别设置有堵板，最右端的工作芯管通过进水管与蒸发器循环泵相连，最左端的工作套管通过回水管与汽包相连，从蒸发器循环泵到工作芯管之间的进水管上依次设置有压力表、调节阀、流量监测表、球阀、放气阀、旋转接头组和球阀，从工作套管到汽包之间的回水管上依次设置有球阀、旋转接头组、放气阀、球阀、安全阀和回水止回阀。

所述的耐火砖上的凹槽内设置有约束耐火套，阀板下部的转动中心轴下部位于约束耐火套内。

所述的烟道保温耐材结构包括墙体保温层和拱顶保温层，所述的拱顶保温层设置在墙体保温层的上部，所述的墙体保温层从内到外依次为墙体粘土砖、墙体含锆纤维板、墙体轻质隔热砖和墙体高纯纤维板，所述的拱顶保温层从内到外依次为拱顶粘土砖、拱顶轻质隔热砖、拱顶高纯纤维板和拱顶涂抹料层。

本发明的一种轧钢加热炉余热回收***和现有技术相比，具有以下突出的有益效果：

将一级蒸发器设置在近加热炉的高温段烟道内，不但大大提高了余热回收效率，同时确保了主烟道内的空气保护管组、空气预热器、煤气预热器等设备的使用安全；

将高温烟气自动分流阀设置在二级蒸发器的前面，可根据生产状况选择性地增加蒸汽产量并入管网；避免出现所谓“循环不经济”（因轧线故障加热炉空烧或检修时，若烟气全部进入主烟道，即便烟气预热了空气、煤气也无法产生效益）；

高温烟气自动分流阀阀板冷却回路采用了汽化冷却、阀阀板转动部分冷却回路上设置了旋转接头组以确保各种开关工况下***露，设备可靠性高、故障率少；

烟道长度布置紧凑，烟道结构紧凑，除充分考虑余热回收装置的位置空间外，加热炉与余热回收装置及余热回收装置与烟囱之间的间距很小，大大减少了不必要的余热损失，耐材保温及密封效果好，烟气余热损失少；

设置有墙体保温层和拱顶保温层，提高了烟道的保温及密封效果。

附图说明

附图1是现有轧钢加热炉余热回收***的结构示意图；

附图2是本发明的轧钢加热炉余热回收***结构示意图；

附图3是烟道保温耐材结构的结构示意图；

附图4是一级蒸发器、二级蒸发器和高温烟气自动分流阀连接示意图；

附图5是高温烟气自动分流阀结构示意图；

附图6是高温烟气自动分流阀的阀板结构示意图；

附图7是高温烟气自动分流阀阀体冷却回路的结构示意图；

附图标记说明：1、烟道侧墙，2、主副烟道分隔墙，3、空气保护管组，4、空气预热器，5、煤气预热器，6、炉压自动调节阀，7、主烟道，8、副烟道，9、一级蒸发器，10、高温烟气自动分流阀，101、阀板，1011、阀体，1012、锚固钩，1013、连接板，1014、莫来石快干防爆浇注料层，102、阀板转动驱动机构，1021、曲柄，1022、连杆，1023、气缸，103、阀板吊装机构，1031、吊挂钢构，1032、钢盖板，1033、止推轴承，104、转动中心轴，105、阀板轴，11、二级蒸发器，12、汽包，13、下降管，14、汽化冷却循环泵，15、蒸发器循环泵，16、上升管，17、炉底循环管道，18、外供蒸汽管道，19、汽包给水管，20、安全阀，21、压力表，22、钢筋混泥土外架，23、耐火砖，231、凹槽，232、约束耐火套，24、进水管，25、回水管，26、工作芯管，27、工作套管，28、固定支架，29、堵板，30、调节阀，31、流量监测表，32、球阀，33、放气阀，34、旋转接头组，35、回水止回阀，36、墙体粘土砖，37、墙体含锆纤维板，38、墙体轻质隔热砖，39、墙体高纯纤维板，40、拱顶粘土砖，41、拱顶轻质隔热砖，42、拱顶高纯纤维板，43、拱顶涂抹料层。

具体实施方式

参照说明书附图1至附图7对本发明的一种轧钢加热炉余热回收***作以下详细地说明。

本发明的一种轧钢加热炉余热回收***，其结构包括烟道侧墙1、主副烟道分隔墙2、空气保护管组3、空气预热器4、煤气预热器5和炉压自动调节阀6，所述的烟道侧墙1内设置有烟道，烟道分为前部烟道、中部烟道和后部烟道，所述的主副烟道分隔墙2设置在中部烟道内，将中部烟道分隔为主烟道7和副烟道8，所述的空气保护管组3、空气预热器4和煤气预热器5沿前部烟道往后部烟道的方向依次设置于主烟道7内，所述的炉压自动调节阀6设置在与烟囱相连接的后部烟道内，所述的烟道侧墙1内设置有烟道保温耐材结构，所述的前部烟道内设置有一级蒸发器9，所述的副烟道8内沿前部烟道往后部烟道的方向依次设置有高温烟气自动分流阀10和二级蒸发器11，所述的一级蒸发器9、二级蒸发器11和高温烟气自动分流阀10并联设置，一级蒸发器、二级蒸发器和高温烟气自动分流阀端部的循环水进出管路分别与汽包12相连，汽包12通过下降管13分别连接有汽化冷却循环泵14和蒸发器循环泵15，蒸发器循环泵15另一端分别与一级蒸发器9、二级蒸发器11和高温烟气自动分流阀10的进口端相连，一级蒸发器9、二级蒸发器11和高温烟气自动分流阀10的出口端分别通过管路与上升管16相连，上升管16与汽包12相连，所述的汽化冷却循环泵14另一端与炉底循环管道17相连，炉底循环管道17的另一端通过管路与上升管16相连，汽包12还与外供蒸汽管道18和汽包给水管19相连，所述的汽包12上设置有安全阀20和压力表21。

所述的高温烟气自动分流阀10包括阀板101、阀板转动驱动机构102、阀板吊装机构103，所述的阀板101通过阀板吊装机构103设置在钢筋混泥土外架22内，阀板101通过阀板转动驱动机构102驱动旋转，所述的阀板101包括阀体1011、锚固钩1012、连接板1013和莫来石快干防爆浇注料层1014，所述的锚固钩1012和连接板1013分别设置在阀体1011上，阀体1011外侧设置有莫来石快干防爆浇注料层1014，阀板101底部设置有转动中心轴104，阀板101顶部设置有阀板轴102，所述的阀板吊装置机构103包括吊挂钢构1031、钢盖板1032和止推轴承1033，所述的钢盖板1032设置在阀板101上部，所述的吊挂钢构1031设置在钢盖板1032上部，吊挂钢构1031上部设置有止推轴承1033，阀板101顶部的阀板轴105分别穿过钢盖板1032、吊挂钢构1031和止推轴承1033，所述的阀板轴102与阀板转动驱动机构102相连，所述的阀板转动驱动机构102包括曲柄1021、连杆1022和气缸1023，所述的曲柄1021与阀板轴105相固定，曲柄1021与连杆1022相连，连杆1022另一端与气缸1023的缸杆相连，所述的阀板101与钢筋混泥土外架22之间设置有耐火砖23，所述的钢盖板1032置于耐火砖23上部，耐火砖23与阀板101下部的转动中心轴104相对应的位置处设置有凹槽231，转动中心轴104下部位于凹槽231内，所述的钢筋混泥土外架22置于副烟道8内；

气缸1023伸缩带动连杆1022移动，连杆1022带动曲柄1021及与曲柄固定连接的阀板轴105旋转，从而带动阀板101旋转，实现阀板101的开启与关闭；

所述的阀体1011包括进水管24、回水管25、工作芯管26、工作套管27、固定支架28和堵板29，所述的工作套管27包括多个，从左到右依次设置，且多个工作套管27顶部相连通，每个所述的工作套管27内分别设置有一个工作芯管26，每个工作芯管26下部与工作套管27之间通过固定支架28相固定，每个工作套管27的下部分别设置有堵板29，最右端的工作芯管26通过进水管24与蒸发器循环泵15相连，最左端的工作套管27通过回水管25与汽包12相连，从蒸发器循环泵15到工作芯管26之间的进水管24上依次设置有压力表21、调节阀30、流量监测表31、球阀32、放气阀33、旋转接头组34和球阀32，从工作套管27到汽包12之间的回水管25上依次设置有球阀32、旋转接头组34、放气阀33、球阀32、安全阀20和回水止回阀35。

所述的耐火砖23上的凹槽231内设置有约束耐火套232，阀板101下部的转动中心轴104下部位于约束耐火套232内。

所述的烟道保温耐材结构包括墙体保温层和拱顶保温层，所述的拱顶保温层设置在墙体保温层的上部，所述的墙体保温层从内到外依次为墙体粘土砖36、墙体含锆纤维板37、墙体轻质隔热砖38和墙体高纯纤维板39，所述的拱顶保温层从内到外依次为拱顶粘土砖40、拱顶轻质隔热砖41、拱顶高纯纤维板42和拱顶涂抹料层43。提高了烟道的保温及密封效果。

由汽包给水管19进入汽包12内的循环水沿下降管13的蒸发器循环泵15分别进入一级蒸发器9、二级蒸发器11和高温烟气自动分流阀10进行换热，然后沿上升管16再进入汽包12，产生的蒸气由外供蒸汽管道18排出，汽包12内的循环水沿汽化冷却循环泵14进入炉底循环管道17进行换热，然后沿上升管16再进入汽包12，产生的蒸气由外供蒸汽管道18排出；循环水沿蒸发器循环泵15通过进水管24上的压力表21、调节阀30、流量监测表31、球阀32、放气阀33、旋转接头组34和球阀32进入高温烟气自动分流阀10的阀体1011内，循环水在工作芯管26和工作套管27中进行循环，最后被加热的循环水经回水管25上的球阀32、旋转接头组34、放气阀33、球阀32、安全阀20和回水止回阀35进入汽包12；该回路设置了可切断的球阀32以便检修，设置了旋转接头组34以确保各种开关工况下***露，设置安全阀20、压力表21、流量监测表31等确保运行安全。

阀板的保温设计：工作套管27外部焊接锚固钩1012，并用莫来石快干防爆浇注料进行浇筑，制成一定形状，以确保吊挂钢构得到充足的冷却及充足的隔热。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (4)

1.一种轧钢加热炉余热回收***，包括烟道侧墙、主副烟道分隔墙、空气保护管组、空气预热器、煤气预热器和炉压自动调节阀，所述的烟道侧墙内设置有烟道，烟道分为前部烟道、中部烟道和后部烟道，所述的主副烟道分隔墙设置在中部烟道内，将中部烟道分隔为主烟道和副烟道，所述的空气保护管组、空气预热器和煤气预热器沿前部烟道往后部烟道的方向依次设置于主烟道内，所述的炉压自动调节阀设置在与烟囱相连接的后部烟道内，其特征是：所述的烟道侧墙内设置有烟道保温耐材结构，所述的前部烟道内设置有一级蒸发器，所述的副烟道内沿前部烟道往后部烟道的方向依次设置有高温烟气自动分流阀和二级蒸发器，所述的一级蒸发器、二级蒸发器和高温烟气自动分流阀并联设置，一级蒸发器、二级蒸发器和高温烟气自动分流阀端部的循环水进出管路分别与汽包相连，汽包通过下降管分别连接有汽化冷却循环泵和蒸发器循环泵，蒸发器循环泵另一端分别与一级蒸发器、二级蒸发器和高温烟气自动分流阀的进口端相连，一级蒸发器、二级蒸发器和高温烟气自动分流阀的出口端分别通过管路与上升管相连，上升管与汽包相连，所述的汽化冷却循环泵另一端与炉底循环管道相连，炉底循环管道的另一端通过管路与上升管相连，汽包还与外供蒸汽管道和汽包给水管相连，所述的汽包上设置有安全阀和压力表。

2.根据权利要求1所述的一种轧钢加热炉余热回收***，其特征是：所述的高温烟气自动分流阀包括阀板、阀板转动驱动机构、阀板吊装机构，所述的阀板通过阀板吊装机构设置在钢筋混泥土外架内，阀板通过阀板转动驱动机构驱动旋转，所述的阀板包括阀体、锚固钩、连接板和莫来石快干防爆浇注料层，所述的锚固钩和连接板分别设置在阀体上，阀体外侧设置有莫来石快干防爆浇注料层，阀板底部设置有转动中心轴，阀板顶部设置有阀板轴，所述的阀板吊装置机构包括吊挂钢构、钢盖板和止推轴承，所述的钢盖板设置在阀板上部，所述的吊挂钢构设置在钢盖板上部，吊挂钢构上部设置有止推轴承，阀板顶部的阀板轴分别穿过钢盖板、吊挂钢构和止推轴承，所述的阀板轴与阀板转动驱动机构相连，所述的阀板转动驱动机构包括曲柄、连杆和气缸，所述的曲柄与阀板轴相固定，曲柄与连杆相连，连杆另一端与气缸的缸杆相连，所述的阀板与钢筋混泥土外架之间设置有耐火砖，所述的钢盖板置于耐火砖上部，耐火砖与阀板下部的转动中心轴相对应的位置处设置有凹槽，转动中心轴下部位于凹槽内，所述的钢筋混泥土外架置于副烟道内；

所述的阀体包括进水管、回水管、工作芯管、工作套管、固定支架和堵板，所述的工作套管包括多个，从左到右依次设置，且多个工作套管顶部相连通，每个所述的工作套管内分别设置有一个工作芯管，每个工作芯管下部与工作套管之间通过固定支架相固定，每个工作套管的下部分别设置有堵板，最右端的工作芯管通过进水管与蒸发器循环泵相连，最左端的工作套管通过回水管与汽包相连，从蒸发器循环泵到工作芯管之间的进水管上依次设置有压力表、调节阀、流量监测表、球阀、放气阀、旋转接头组和球阀，从工作套管到汽包之间的回水管上依次设置有球阀、旋转接头组、放气阀、球阀、安全阀和回水止回阀。

3.根据权利要求2所述的一种轧钢加热炉余热回收***，其特征是：所述的耐火砖上的凹槽内设置有约束耐火套，阀板下部的转动中心轴下部位于约束耐火套内。

4.根据权利要求1所述的一种轧钢加热炉余热回收***，其特征是：所述的烟道保温耐材结构包括墙体保温层和拱顶保温层，所述的拱顶保温层设置在墙体保温层的上部，所述的墙体保温层从内到外依次为墙体粘土砖、墙体含锆纤维板、墙体轻质隔热砖和墙体高纯纤维板，所述的拱顶保温层从内到外依次为拱顶粘土砖、拱顶轻质隔热砖、拱顶高纯纤维板和拱顶涂抹料层。