CN212778702U

CN212778702U - 一种转炉烟气高温旋风除尘余热锅炉一体装置

Info

Publication number: CN212778702U
Application number: CN202021814581.XU
Authority: CN
Inventors: 吴建华; 潘锦辉
Original assignee: Jiangsu Redun Energy Saving And Environmental Protection Technology Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Redun Energy Saving And Environmental Protection Technology Co Ltd
Priority date: 2020-08-27
Filing date: 2020-08-27
Publication date: 2021-03-23
Anticipated expiration: 2030-08-27

Abstract

本实用新型涉及一种转炉烟气高温旋风除尘余热锅炉一体装置，属于转炉烟气余热锅炉技术领域。技术方案是：多段换热单元是由上至下依次设置的A型换热单元（5）、B型换热单元和C型换热单元（9）拼接而成，换热单元蒸汽热水管（4）和软化水管（18）的一端分别与蒸汽汽包（14）的出水口和进水口连接，换热单元蒸汽热水管（4）和软化水管（18）的另一端分别与多段换热单元连接。本实用新型有益效果：整个工艺过程不喷水，增加转炉烟气的回收总量，节能环保；结构合理便于维修维护，同步回收热能，效率高，减少风机电量和维护维修，节省人力物力。

Description

一种转炉烟气高温旋风除尘余热锅炉一体装置

技术领域

本实用新型涉及一种转炉烟气高温旋风除尘余热锅炉一体装置，属于转炉烟气余热锅炉技术领域。

背景技术

转炉烟气的特点是：高温、高粉尘、高C0以及连续性生产。目前，转炉烟气从1000--800℃冷却到170--200℃左右，国内外普遍采用的是喷水、雾化冷却转炉高温烟气处理工艺（温度在1000-170℃之间），消耗大量宝贵的水资源，而且转炉烟气回收工艺复杂，效率低，设备故障率高，维护维修的成本大，排放超标，造成转炉烟气热能和转炉灰渣（非常好的工业原料）活性灭失，白白浪费。中国实用新型专利：一种用于转炉高温烟气余热回收的余热锅炉（ZL201621034214.1）和一种高温高效的换热器（ZL201921488761.0），虽然都采用不喷水冷却工艺，但同时需要另外配备旋风除尘器，由于炼钢转炉现场场地和空间都非常有限，很难同时布置余热锅炉和旋风除尘器。综上，已有技术中存在问题是：设备结构复杂，安装和维护不方便、热效率低；一旦发生故障，由于维护周期长，直接影响转炉的连铸生产，由此导致的经济损失很大。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种转炉烟气高温旋风除尘余热锅炉一体装置，整个工艺过程不喷水，增加转炉烟气的回收总量，节能环保；结构合理便于维修维护，同步回收热能，效率高，减少风机电量和维护维修，节省人力物力，解决背景技术中存在的上述问题。

本实用新型的技术方案是：

一种转炉烟气高温旋风除尘余热锅炉一体装置，包含转炉烟气高温入口、转炉烟气低温出口、筒状炉体、钢架、多段换热单元、换热单元蒸汽热水管、软化水管和蒸汽汽包；筒状炉体内设置多段换热单元，所述多段换热单元是由上至下依次设置的A型换热单元、B型换热单元和C型换热单元拼接而成，A型换热单元的换热管为多层的盘形管束，在一个平面上盘绕布置为一层盘形管束，多层盘形管束相互平行布置在筒状炉体内；B型换热单元的换热管为首尾相连的双管蛇形管束，两根换热管排列一起，在筒状炉体内蛇形盘回布置，形成多层双管蛇形管束；C型换热单元的换热管为单管蛇形管束，一根换热管在筒状炉体内蛇形盘回布置，形成多层单管蛇形管束；筒状炉体外设有钢架，换热单元蒸汽热水管和软化水管设置在钢架上，换热单元蒸汽热水管和软化水管的一端分别与蒸汽汽包的出水口和进水口连接，换热单元蒸汽热水管和软化水管的另一端分别进入筒状炉体与多段换热单元连接；A型换热单元与B型换热单元并联后与C型换热单元串联，C型换热单元的进水连接软化水管，A型换热单元与B型换热单元并联后的出水连接换热单元蒸汽热水管；筒状炉体上设有转炉烟气高温入口和转炉烟气低温出口，转炉高温烟气从筒状炉体底部上升，依次通过C型换热单元、B型换热单元和A型换热单元进行换热后，通过转炉烟气低温出口排出。

所述B型换热单元数量为三个，分别是B型换热单元一、B型换热单元二和B型换热单元三，B型换热单元一、B型换热单元二和B型换热单元三相互并联布置；B型换热单元一、B型换热单元二和B型换热单元三的进口共同连接C型换热单元的出口，B型换热单元一、B型换热单元二和B型换热单元三的出口共同连接换热单元蒸汽热水管。

所述多段换热单元的A型换热单元、B型换热单元一、B型换热单元二、B型换热单元三和C型换热单元，均为独立布置的模块化换热单元，在运行过程中，如果某一单元出现故障或损坏，可以单独拆除更换，便于维修维护。

所述B型换热单元的截面为相邻两层的换热管错列布置，也就是交错布置、错开布置；所述C型换热单元的截面为相邻两层的换热管顺列布置，也就是上下排列成排布置。

所述筒状炉体的底部设有灰仓，并设有清灰装置，该装置包含抛丸钢丸格栅、抛丸蛟龙、灰仓振动器、清灰提升机和钢丸清灰顶部仓，灰仓内设有抛丸钢丸格栅，抛丸钢丸格栅上面的灰仓与抛丸蛟龙连接，抛丸钢丸格栅下面的灰仓设有灰仓振动器；所述抛丸蛟龙通过清灰提升机与设置在筒状炉体顶部的钢丸清灰顶部仓连接。

所述A型换热单元、B型换热单元和C型换热单元分别设有各自的软化水进口集箱和热水出口集箱，便于汇总多段换热单元的进水和出水。

所述筒状炉体内壁上设有蒸发器支撑，蒸发器支撑上设有蒸发器管夹，多段换热单元的管束分别固定在各自的蒸发器管夹上。所述筒状炉体上设有多个人孔、人工检查口和泄爆孔，用于检修并设有盖板。

所述钢架通过刚性梁与筒状炉体连接，钢架上设有楼梯和多个平台，便于检修。

所述筒状炉体外侧壁设置有保温层和隔离护板，有效防止外部空气进入内部。

本实用新型的一体装置与筒状旋风除尘器配合使用，整体构成转炉烟气高温旋风除尘余热锅炉；转炉高温烟气从转炉烟气高温入口进入，转至筒状炉体底部上升，首先通过C型换热单元进行换热，然后分别进入B型换热单元和A型换热单元进行换热，转炉烟气从1000℃降到500℃，（避免烟气在600℃左右发生燃烧或存在***风险），通过转炉烟气低温出口进入筒状旋风除尘器，再经过筒状旋风除尘器除尘后排出；在运行过程中，如果某一换热单元出现故障或损坏，由于A型换热单元和B型换热单元为并联连接，关闭相应管路上的阀门，不影响整体换热，可以立即更换维修，或者等到转炉维护维修时，再进行检修或更换；整个工艺过程不喷水。

所述多段换热单元的每个换热单元均为筒状结构，换热单元的换热管进水端和出汽端分别经过中间管伸出筒状炉体外进行连接。

本实用新型在运行过程中，根据需要可以启动清灰装置。

目前，国内外普遍采用的是喷水、雾化冷却转炉高温烟气处理工艺（温度在1000-170℃之间），消耗大量宝贵的水资源，而且形成转炉烟气回收工艺复杂，设备故障率高，维护维修的成本大，排放超标，造成热能和转炉灰渣活性灭失（非常好的工业原料）。

本实用新型针对炼钢转炉高温烟气（转炉烟气--高温、高粉尘、高C0以及保连铸--连续性生产特性），不喷水，纯干法工艺，同步回收热能兼除尘新，不喷水，转炉灰渣（非常好的工业原料）特性保持不变，进一步加工可生产多种工业产品，如氧化亚铁，三氧化二铁，四氧化三铁，转炉原料（替代50%废钢），造渣剂等。

本实用新型的有益效果是：本实用新型不喷水，每吨钢节约水0.5T，减少水蒸气30%（喷水冷却产生的烟气总量），减少风机电量50%，减少风机维护维修，去除原有的喷水冷却装置，节省大量设备，人力，物力。转炉烟气不含有大量的水蒸气，提高了烟气中的CO浓度，增加转炉烟气的回收总量约20--30%。本实用新型把转炉烟气热量置换出来，可以是蒸汽或热水。每吨钢能产出10kg蒸汽和20kg转炉灰渣。转炉烟气含有较低的水蒸气，提高了热值10%左右，转炉烟气无水蒸气，为改进转炉烟气回收工艺——金属膜电除尘提供了输入条件（排放量小于10mg/m³）。

附图说明

图1 本实用新型实施例结构示意图；

图2 本实用新型实施例蒸汽汽包示意图；

图3 本实用新型实施例A型换热单元示意图；

图4本实用新型实施例B型换热单元和C型换热单元示意图；

图5本实用新型实施例B型换热单元和C型换热单元剖视示意图；

图6本实用新型实施例换热单元水流线路示意图；

图中：转炉烟气高温入口1、转炉烟气低温出口2、楼梯3、换热单元蒸汽热水管4、A型换热单元5、B型换热单元一6、B型换热单元二7、B型换热单元三8、C型换热单元9、抛丸钢丸格栅10、抛丸蛟龙11、清灰提升机12、钢丸清灰顶部仓13、蒸汽汽包14、灰仓振动器15、平台16、筒状炉体17、软化水管18、蒸汽包连接管19、人工检查口和泄爆孔20、人孔21、蒸发器出口集箱22、刚性梁23、蒸发器管夹24、蒸发器支撑25、蒸发器进口集箱26、省煤器出口集箱27、刚性梁28、省煤器进口集箱29、钢架30、双管蛇形管束31、单管蛇形管束32、盘形管束33、换热管错列布置34、换热管顺列布置35、灰仓36。

具体实施方式

以下结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步说明。

一种转炉烟气高温旋风除尘余热锅炉一体装置，包含转炉烟气高温入口1、转炉烟气低温出口2、筒状炉体17、钢架30、多段换热单元、换热单元蒸汽热水管4、软化水管18和蒸汽汽包14；筒状炉体17内设置多段换热单元，所述多段换热单元是由上至下依次设置的A型换热单元5、B型换热单元和C型换热单元9拼接而成，A型换热单元5的换热管为多层的盘形管束33，在一个平面上盘绕布置为一层盘形管束33，多层盘形管束33相互平行布置在筒状炉体17内；B型换热单元的换热管为首尾相连的双管蛇形管束31，两根换热管排列一起，在筒状炉体17内蛇形盘回布置，形成多层双管蛇形管束31；C型换热单元9的换热管为单管蛇形管束32，一根换热管在筒状炉体17内蛇形盘回布置，形成多层单管蛇形管束32；筒状炉体17外设有钢架30，换热单元蒸汽热水管4和软化水管18设置在钢架30上，换热单元蒸汽热水管4和软化水管18的一端分别与蒸汽汽包14的出水口和进水口连接，换热单元蒸汽热水管4和软化水管18的另一端分别进入筒状炉体17与多段换热单元连接；A型换热单元5与B型换热单元并联后与C型换热单元9串联，C型换热单元9的进水连接软化水管18，A型换热单元5与B型换热单元并联后的出水连接换热单元蒸汽热水管4；筒状炉体17上设有转炉烟气高温入口1和转炉烟气低温出口2，转炉高温烟气从筒状炉体17底部上升，依次通过C型换热单元9、B型换热单元和A型换热单元5进行换热后，通过转炉烟气低温出口2排出。

所述B型换热单元数量为三个，分别是B型换热单元一6、B型换热单元二7和B型换热单元三8，B型换热单元一6、B型换热单元二7和B型换热单元三8相互并联布置；B型换热单元一6、B型换热单元二7和B型换热单元三8的进口共同连接C型换热单元9的出口，B型换热单元一6、B型换热单元二7和B型换热单元三8的出口共同连接换热单元蒸汽热水管4。

所述多段换热单元的A型换热单元5、B型换热单元一6、B型换热单元二7、B型换热单元三8和C型换热单元9，均为独立布置的模块化换热单元，在运行过程中，如果某一单元出现故障或损坏，可以单独拆除更换，便于维修维护。

所述B型换热单元的截面为相邻两层的换热管错列布置34，也就是交错布置、错开布置；所述C型换热单元9的截面为相邻两层的换热管顺列布置35，也就是上下排列成排布置。

所述筒状炉体17的底部设有灰仓36，并设有清灰装置，该装置包含抛丸钢丸格栅10、抛丸蛟龙11、灰仓振动器15、清灰提升机12和钢丸清灰顶部仓13，灰仓36内设有抛丸钢丸格栅10，抛丸钢丸格栅10上面的灰仓36与抛丸蛟龙11连接，抛丸钢丸格栅10下面的灰仓36设有灰仓振动器15；所述抛丸蛟龙11通过清灰提升机12与设置在筒状炉体17顶部的钢丸清灰顶部仓13连接。

所述A型换热单元5、B型换热单元和C型换热单元9分别设有各自的软化水进口集箱和热水出口集箱，便于汇总多段换热单元的进水和出水。

所述筒状炉体17内壁上设有蒸发器支撑25，蒸发器支撑25上设有蒸发器管夹24，多段换热单元的管束分别固定在各自的蒸发器管夹上。所述筒状炉体17上设有多个人孔21、人工检查口和泄爆孔20，用于检修并设有盖板。

所述钢架30通过刚性梁28与筒状炉体17连接，钢架30上设有楼梯3和多个平台16，便于检修。

本实用新型的一体装置与筒状旋风除尘器配合使用，整体构成转炉烟气高温旋风除尘余热锅炉；转炉高温烟气从转炉烟气高温入口1进入，转至筒状炉体17底部上升，首先通过C型换热单元9进行换热，然后分别进入B型换热单元和A型换热单元5进行换热，转炉烟气从1000℃降到500℃，（避免烟气在600℃左右发生燃烧或存在***风险），通过转炉烟气低温出口2进入筒状旋风除尘器，再经过筒状旋风除尘器除尘后排出；在运行过程中，如果某一换热单元出现故障或损坏，由于A型换热单元5和B型换热单元为并联连接，关闭相应管路上的阀门，不影响整体换热，可以立即更换维修，或者等到转炉维护维修时，再进行检修或更换；整个工艺过程不喷水。

本实用新型在运行过程中，根据需要可以启动清灰装置。

实施例中的换热单元水、蒸汽路线：

软化水通过软化水管18进入筒状炉体17底部的C型换热单元9，换热后的热水分别进入筒状炉体17中部的B型换热单元一6、B型换热单元二7和B型换热单元三8，同时进入筒状炉体17顶部的A型换热单元5，A型换热单元5、B型换热单元一6、B型换热单元二7和B型换热单元三8换热后产生的蒸汽及热水通过换热单元蒸汽热水管4进入蒸汽汽包14，对热能进行利用。蒸汽汽包14冷却后的软化水回流软化水管18，循环使用。

在实施例中，共有A型换热单元5、B型换热单元一6、B型换热单元二7、B型换热单元三8和C型换热单元9五个换热单元，A型换热单元5为抗爆防爆换热单元；B型换热单元一6、B型换热单元二7和B型换热单元三8为高温高效换热单元。所有的换热单元均设置在各自的蒸发器管夹24和蒸发器支撑25上，所有的换热单元之间均采用轻芯钢密封件（轻芯钢耐高温1500-1600℃）进行密封，当某一个换热单元出现故障时，可单独取出，进行维修更换。

本实用新型在换热能力上有25%富余量，当其中一个换热单元发生故障时，只要关闭其进出口水汽阀门，不会影响其它换热单元使用。等到转炉维护维修时，再进行检修或更换，不会影响到转炉整体运行。

通过换热冷却后的转炉烟气从转炉烟气低温出口2引出，温度在180℃左右。

所述筒状炉体的外壁上设置有硅酸盐和轻芯钢保温层和彩钢护板。

Claims

1.一种转炉烟气高温旋风除尘余热锅炉一体装置，其特征在于：包含转炉烟气高温入口（1）、转炉烟气低温出口（2）、筒状炉体（17）、钢架（30）、多段换热单元、换热单元蒸汽热水管（4）、软化水管（18）和蒸汽汽包（14）；筒状炉体（17）内设置多段换热单元，所述多段换热单元是由上至下依次设置的A型换热单元（5）、B型换热单元和C型换热单元（9）拼接而成，A型换热单元（5）的换热管为多层的盘形管束（33），在一个平面上盘绕布置为一层盘形管束（33），多层盘形管束（33）相互平行布置在筒状炉体（17）内；B型换热单元的换热管为首尾相连的双管蛇形管束（31），两根换热管排列一起，在筒状炉体（17）内蛇形盘回布置，形成多层双管蛇形管束（31）；C型换热单元（9）的换热管为单管蛇形管束（32），一根换热管在筒状炉体（17）内蛇形盘回布置，形成多层单管蛇形管束（32）；筒状炉体（17）外设有钢架（30），换热单元蒸汽热水管（4）和软化水管（18）设置在钢架（30）上，换热单元蒸汽热水管（4）和软化水管（18）的一端分别与蒸汽汽包（14）的出水口和进水口连接，换热单元蒸汽热水管（4）和软化水管（18）的另一端分别进入筒状炉体（17）与多段换热单元连接；A型换热单元（5）与B型换热单元并联后与C型换热单元（9）串联，C型换热单元（9）的进水连接软化水管（18），A型换热单元（5）与B型换热单元并联后的出水连接换热单元蒸汽热水管（4）；筒状炉体（17）上设有转炉烟气高温入口（1）和转炉烟气低温出口（2），转炉高温烟气从筒状炉体（17）底部上升，依次通过C型换热单元（9）、B型换热单元和A型换热单元（5）进行换热后，通过转炉烟气低温出口（2）排出。

2.根据权利要求1所述的一种转炉烟气高温旋风除尘余热锅炉一体装置，其特征在于：所述B型换热单元数量为三个，分别是B型换热单元一（6）、B型换热单元二（7）和B型换热单元三（8），B型换热单元一（6）、B型换热单元二（7）和B型换热单元三（8）相互并联布置；B型换热单元一（6）、B型换热单元二（7）和B型换热单元三（8）的进口共同连接C型换热单元（9）的出口，B型换热单元一（6）、B型换热单元二（7）和B型换热单元三（8）的出口共同连接换热单元蒸汽热水管（4）。

3.根据权利要求2所述的一种转炉烟气高温旋风除尘余热锅炉一体装置，其特征在于：所述多段换热单元的A型换热单元（5）、B型换热单元一（6）、B型换热单元二（7）、B型换热单元三（8）和C型换热单元（9），均为独立布置的模块化换热单元。

4.根据权利要求2或3所述的一种转炉烟气高温旋风除尘余热锅炉一体装置，其特征在于：所述B型换热单元的截面为相邻两层的换热管错列布置（34），也就是交错布置、错开布置；所述C型换热单元（9）的截面为相邻两层的换热管顺列布置（35），也就是上下排列成排布置。

5.根据权利要求1或2所述的一种转炉烟气高温旋风除尘余热锅炉一体装置，其特征在于：所述筒状炉体（17）的底部设有灰仓（36），并设有清灰装置，该装置包含抛丸钢丸格栅（10）、抛丸蛟龙（11）、灰仓振动器（15）、清灰提升机（12）和钢丸清灰顶部仓（13），灰仓（36）内设有抛丸钢丸格栅（10），抛丸钢丸格栅（10）上面的灰仓（36）与抛丸蛟龙（11）连接，抛丸钢丸格栅（10）下面的灰仓（36）设有灰仓振动器（15）；所述抛丸蛟龙（11）通过清灰提升机（12）与设置在筒状炉体（17）顶部的钢丸清灰顶部仓（13）连接。