本实用新型涉及锅炉的汽水系统领域，具体的是一种余热锅炉给水大循环系统。
背景技术：
在钢铁企业，如电炉的间断式冶炼过程中，高温烟气间断产生，而烟气的余热回收系统应既满足冶炼产热烟气时的工况，也要满足不冶炼时不产生热烟气的工况，甚至有些冶炼炉更多的受订单影响，时而生产时而停炉，如电炉、APD炉等。
余热锅炉通常有汽水自然循环和强制循环两种循环方式，两者比较，强制循环系统的优点为不会受到热负荷工况变化的影响，运行更为可靠，适应的工况变化较多，缺点是循环泵一直运行，电耗高，导致运行费用偏高。自然循环因其循环靠循环水吸收热产生汽水混合物，使得上升管和下降管的比重差作为循环动力，取代强制循环时循环泵提供地动力，因此自然循环具有较好的经济性。
对于间断冶炼炉烟气余热回收，在北方严寒地区，尤其要考虑短期停炉的防冻问题。自然循环的余热锅炉，在短期停炉或较长的非吹炼期里，换热面热负荷消失的情况下，如何在严寒冬天的防冻问题就显得尤为突出。
技术实现要素：
为了解决余热锅炉的防冻问题，本实用新型提供了一种余热锅炉给水大循环系统，该余热锅炉给水大循环系统套能够在短期停炉或短期无换热源的情况下，利用余热锅炉的汽包和除氧器的高度差，使余热锅炉的换热器内静止的水流动起来，达到防冻的目的。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种余热锅炉给水大循环系统，包括上升管线、下降管线和余热锅炉，所述余热锅炉给水大循环系统还包括从低到高依次设置的给水泵、除氧器、换热器和余热锅炉汽包，该换热器设置于余热锅炉的烟道内，该下降管线的入口能够与余热锅炉汽包的水空间连通，该下降管线的出口能够与该换热器的入口连通，该换热器的出口能够与该上升管线的入口连通，该上升管线的出口能够与余热锅炉汽包的汽空间连通，除氧器的水箱能够通过供应联络管与该上升管线的入口连通，除氧器的水箱能够通过除氧水供应管线与余热锅炉汽包的水空间连通，给水泵设置于除氧水供应管线上。
余热锅炉的烟道含有竖直烟道段，该换热器含有多个分支换热器，所述多个分支换热器之间并联设置，所述多个分支换热器设置于所述余热锅炉的烟道的竖直烟道段内，所述多个分支换热器能够吸收该竖直烟道段内的烟气余热，所述多个分支换热器从上向下依次排列。
该下降管线含有与所述多个分支换热器一一对应的多条下降分支管线，每条所述下降分支管线的入口均与余热锅炉汽包的水空间连通，所述下降分支管线的出口与所述分支换热器的入口一一对应连接。
该上升管线含有与所述多个分支换热器一一对应的多条上升分支管线，每条所述上升分支管线的出口均与余热锅炉汽包的水空间连接，所述上升分支管线的入口通过连接支管线与所述分支换热器的出口一一对应连接。
所述供应联络管含有一条供给主管线和与所述上升分支管线一一对应的多条供给支管线，供给主管线的出口与除氧器的水箱连接，该供给支管线的一端与所述上升分支管线的入口一一对应连接，该供给支管线的另一端与供给主管线连接。
每条所述上升分支管线的第一入口通过连接支管线与所述分支换热器的出口一一对应连接，该供给支管线的一端与所述上升分支管线的第二入口一一对应连接，该第一入口和第二入口均位于该上升分支管线的下部，该第一入口位于该第二入口的上方。
除氧水供应管线上设有给水调节阀，给水调节阀设置于余热锅炉汽包的入水口和给水泵之间，每条所述上升分支管线上均设有切断阀门。
每个所述分支换热器的入口均位于该分支换热器的侧下方，每个所述分支换热器的出口均位于该分支换热器的侧上方。
本实用新型的有益效果是：
1、在余热锅炉带负荷运行时，系统为自然循环，系统简单，投资省，系统无循环泵运行耗电，运行费用低。
2、系统不用设置循环泵等循环系统，系统简化，一次投资低；
3、在严寒期，系统短期甩负荷时，能充分利用给水泵、汽包与除氧器的高度差，实现水循环，系统安全可靠，达到防冻的目的。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
图1是本实用新型所述余热锅炉给水大循环系统的总体结构示意图。
1、余热锅炉汽包；2、除氧器；3、给水泵；4、分支换热器；5、分支换热器；6、下降分支管线；7、下降分支管线；8、上升分支管线；9、上升分支管线；10、给水调节阀；11、给水泵出口管路；12、余热锅炉；13、余热锅炉的烟道；14、切断阀门；15、切断阀门；16、供给支管线；17、供给支管线；18、除氧水供应管线；19、连接支管线；20、供给主管线。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
一种余热锅炉给水大循环系统，包括上升管线、下降管线和余热锅炉12，所述余热锅炉给水大循环系统还包括从低到高依次设置的给水泵3、除氧器2、换热器和余热锅炉汽包1，该换热器设置于余热锅炉的烟道13内，该下降管线的入口能够与余热锅炉汽包1的水空间连通，该下降管线的出口能够与该换热器的入口连通，该换热器的出口能够与该上升管线的入口连通，该上升管线的出口能够与余热锅炉汽包1的水空间连通，除氧器2的水箱能够通过供应联络管与该上升管线的入口连通，除氧器2的水箱能够通过除氧水供应管线18与余热锅炉汽包1的水空间连通，给水泵3设置于除氧水供应管线18上，如图1所示。
在竖直方向上，给水泵3位于除氧器2的下方，除氧器2位于换热器的下方，换热器位于余热锅炉汽包1的下方。在短期停炉或短期无换热源的情况下，利用余热锅炉汽包1和除氧器2的高度差，无需循环水泵，仅使用小功率的给水泵3便使余热锅炉的换热器内静止的水流动起来，已达到防冻的目的。
在本实施例中，余热锅炉的烟道13含有竖直烟道段，该换热器含有多个分支换热器，所述多个分支换热器之间并联设置，所述多个分支换热器设置于所述余热锅炉的烟道13的竖直烟道段内，所述多个分支换热器从上向下依次间隔排列。余热锅炉汽包1中的水通过下降管线流经分支换热器，在分支换热器内换热，吸收烟气余热，产生汽水混合物经上升管线进入余热锅炉汽包1的汽空间，形成自然循环。
该换热器含有多个分支换热器，图1中仅绘制出了其中最上方和最下方的两个分支换热器，两个分支换热器分别为分支换热器4和分支换热器5，在竖直方向上，所有的分支换热器均位于除氧器2和余热锅炉汽包1之间。
在本实施例中，该下降管线含有与所述多个分支换热器一一对应的多条下降分支管线，每条所述下降分支管线的入口均与余热锅炉汽包1的水空间连通，所述下降分支管线的出口与所述分支换热器的入口一一对应连接。
具体的，所述分支换热器的数量与下降分支管线的数量相同，图1中仅绘制出了其中两条下降分支管线，该两条下降分支管线分别为下降分支管线6和下降分支管线7，下降分支管线6的入口与余热锅炉汽包1的水空间连通，下降分支管线7的入口也与余热锅炉汽包1的水空间连通，下降分支管线6的出口与分支换热器5的入口对应连接，下降分支管线7的出口与分支换热器4的入口对应连接。
在本实施例中，该上升管线含有与所述多个分支换热器一一对应的多条上升分支管线，每条所述上升分支管线的出口均与余热锅炉汽包1的水空间连接，所述上升分支管线的入口通过连接支管线19与所述分支换热器的出口一一对应连接。
具体的，所述分支换热器的数量与上升分支管线的数量相同，图1中仅绘制出了其中两条上升分支管线，该两条上升分支管线分别为上升分支管线8和上升分支管线9，上升分支管线8的出口与余热锅炉汽包1的水空间连接，上升分支管线9的出口也与余热锅炉汽包1的水空间连接，上升分支管线8的入口通过连接支管线19与分支换热器5的出口对应连接，上升分支管线9入口通过连接支管线19与分支换热器4出口对应连接，连接支管线19的数量与分支换热器的数量相同，连接支管线19与分支换热器一一对应连接。
在本实施例中，所述供应联络管还含有一条供给主管线20和与所述上升分支管线一一对应的多条供给支管线，该供给支管线的数量与连接支管线19的数量相同，该供给支管线与连接支管线19一一对应，供给主管线20的出口与除氧器2的水箱连接，该供给支管线的一端与所述上升分支管线的入口一一对应连接，该供给支管线的另一端与供给主管线20连接。
具体的，该供给支管线与连接支管线19一一对应，图1中仅绘制出了其中两条供给支管线，该两条供给支管线分别为供给支管线16和供给支管线17，该供给支管线16的一端与上升分支管线9的入口连接，该供给支管线16的另一端与供给主管线20连接。该供给支管线17的一端与上升分支管线8的入口连接，该供给支管线17的另一端与供给主管线20连接。
在本实施例中，每条所述上升分支管线均含有两个入口，所述两个入口分别为第一入口和第二入口，该两个入口均位于每条所述上升分支管线的下部，每条所述上升分支管线的第一入口均通过连接支管线19与所述分支换热器的出口一一对应连接，该供给支管线的一端与所述上升分支管线的第二入口一一对应连接，该第一入口和第二入口均位于该上升分支管线的下部，该第一入口位于该第二入口的上方。
具体的，如图1所示，分支换热器4的出口通过一条连接支管线19与上升分支管线9的第一入口连接，该供给支管线16的一端与上升分支管线9的第二入口连接，分支换热器5的出口通过另一条连接支管线19与上升分支管线8的第一入口连接，该供给支管线17的一端与上升分支管线8的第二入口连接。
在本实施例中，除氧水供应管线18上设有给水调节阀10，给水调节阀10设置于余热锅炉汽包1的水空间和给水泵3之间，除氧水供应管线18位于余热锅炉汽包1的水空间和给水泵3之间的部分可以称为给水泵出口管路11，每条所述上升分支管线上均设有切断阀门，如供给支管线16上设有切断阀门15，供给支管线17上设有切断阀门14。
在本实施例中，每个所述分支换热器的入口均位于该分支换热器的侧下方，每个所述分支换热器的出口均位于该分支换热器的侧上方，如图1所示。余热锅炉汽包1的水空间和入水口均位于余热锅炉汽包1的下端，余热锅炉汽包1含有与下降分支管线6一一对应连接的多个排水口，余热锅炉汽包1的水空间位于余热锅炉汽包1的上部。各个支路分部循环还是同时循环根据循环水量与给水泵流量计算确定。每个连通支路单独交替投运，使得给水泵作为循环动力满足流量的需求。
在本实用新型中，该换热器含有多个分支换热器，所述多个分支换热器从上向下依次排列，该下降管线含有与所述多个分支换热器一一对应连接的多条下降分支管线，该上升管线含有与所述多个分支换热器一一对应连接的多条上升分支管线，所述供应联络管含有与所述上升分支管线一一对应连接的多条供给支管线。一条所述下降分支管线、一个所述分支换热器、一条所述上升分支管线和一条所述供给支管线依次连接形成一条防冻循环支路，所述余热锅炉给水大循环系统含有从上向下依次排列的多条所述防冻循环支路。
具体的，依次连接的下降分支管线6、分支换热器5、上升分支管线8、供给支管线17形成第1条防冻循环支路，第1条防冻循环支路连接于余热锅炉汽包1和除氧器2之间，供给支管线17上设有切断阀门14。依次连接的下降分支管线7、分支换热器4、上升分支管线9、供给支管线16形成第N条防冻循环支路，每条防冻循环支路连接于余热锅炉汽包1和除氧器2之间，供给支管线16上设有切断阀门15。当余热锅炉短期停炉时，可以分别开启第1条防冻循环支路的切断阀门14，使得第1条防冻循环支路的循环水从余热锅炉汽包1、下降分支管线6、分支换热器5、上升分支管线8、供给支管线17，进入除氧器2，然后经由给水泵3给水管打回余热锅炉汽包1，形成大循环。第1条防冻循环支路至第N条防冻循环支路可以依次序的处于开通状态或关闭状态，切断阀门14与切断阀门15依次序的开启和关闭，分步循环，每段自然循环的模块和上升管、下降管的水循环起来，形成给水大循环系统，达到防冻的目的。
在本实用新型中，通过高度差使得自然循环余热锅炉的换热器内水循环起来。利用给水泵，将除氧器的水加压输送到汽包里，汽包的水通过循环的支路流入除氧器，不必单独设置循环泵及泵前除污器，简化系统，同时节约运行费用。给水大循环可以使余热锅炉在无外界加热源的情况下有效短期防冻。
下面介绍一种余热锅炉给水大循环系统的防冻方法，所述余热锅炉给水大循环系统的防冻方法采用了上述的余热锅炉给水大循环系统，所述余热锅炉给水大循环系统的防冻方法包括以下步骤：
步骤1、当余热锅炉的烟道13内有热烟气流过时，使所述供应联络管处于关闭状态(即每条供给支管线上的切断阀门均关闭，切断阀门14和切断阀门15均关闭)，余热锅炉汽包1排出的水通过该下降管线进入该换热器内，该换热器内的水通过吸热产生的汽水混合物经过该上升管线进入余热锅炉汽包1，给水泵3能够将除氧器2中的水输送至余热锅炉汽包1内；具体的，每条供给支管线上的切断阀门均关闭，分支换热器4和分支换热器5内的水通过吸热，产生汽水混合物经相应的经过上升分支管线9和上升分支管线8进入余热锅炉汽包1，经汽水分离，分离出的蒸汽送汽包外，欠饱和水与汽包内的炉水混合后进入下降分支管线6和下降分支管线7。形成一个余热回收汽水的自然循环。在给水泵在热负荷工况中，除氧器2的水经由给水泵的加压、给水泵出口管路11、给水调节阀10送至余热锅炉汽包1，对系统进行补水。
当余热锅炉的烟道13内没有热烟气流过时，使所述供应联络管处于开通状态，余热锅炉汽包1排出的水依次经过所述下降管线、换热器、上升管线和供应联络管进入除氧器2，给水泵3能够将除氧器2中的水输送至余热锅炉汽包1内。具体的，当余热锅炉烟道内没有热烟气流过时，则开启防冻循环模式，使每条供给支管线上的切断阀门均打开，即每条所述防冻循环支路全部处于开通状态，如打开切断阀门14和切断阀门15，余热锅炉汽包1内的水依次经由下降分支管线6、分支换热器5、上升分支管线8、供给支管线17形成第1条防冻循环支路进入到除氧器2中，余热锅炉汽包1内的水还依次经由下降分支管线7、分支换热器4、上升分支管线9、供给支管线16形成第N条防冻循环支路进入到除氧器2中，除氧器2的水经给水泵3输送回余热锅炉汽包1，形成余热锅炉汽包1、除氧器2内的锅水、给水大循环。
当余热锅炉的烟道13内没有热烟气流过时，也可以多条所述防冻循环支路中的一部分所述防冻循环支路依次序的处于开通状态或关闭状态。例如，可以采用一部分所述防冻循环支路按照从上向下的次序处于开通状态，或采用一部分所述防冻循环支路按照从下向上的次序处于开通状态，或采用一部分所述防冻循环支路按照从中央向两端的次序处于开通状态，或采用一部分所述防冻循环支路按照从两端向中央的次序处于开通状态。
假设该余热锅炉给水大循环系统含有8条防冻循环支路，第1条防冻循环支路至第8条防冻循环支路按照从上向下的次序依次排列，所述一部分所述防冻循环支路依次序的处于开通状态或关闭状态的具体实现方式如下：
一部分所述防冻循环支路按照从上向下的次序处于开通状态：一部分所述防冻循环支路为一条所述防冻循环支路；第1条防冻循环支路开通一段时间，然后第1条防冻循环支路关闭；第2条防冻循环支路开通一段时间，然后第2条防冻循环支路关闭；第3条防冻循环支路开通一段时间，然后第3条防冻循环支路关闭；第4条防冻循环支路开通一段时间，然后第4条防冻循环支路关闭；第5条防冻循环支路开通一段时间，然后第5条防冻循环支路关闭；第6条防冻循环支路开通一段时间，然后第6条防冻循环支路关闭；第7条防冻循环支路开通一段时间，然后第7条防冻循环支路关闭；第8条防冻循环支路开通一段时间，然后第8条防冻循环支路关闭。其中的一部分所述防冻循环支路可以为一条或多条，当其中的一部分防冻循环支路处于开通状态时，其余的防冻循环支路均处于关闭状态。
一部分所述防冻循环支路按照从下向上的次序处于开通状态：一部分所述防冻循环支路为一条所述防冻循环支路；第8条防冻循环支路开通一段时间，然后第8条防冻循环支路关闭；第7条防冻循环支路开通一段时间，然后第7条防冻循环支路关闭；第6条防冻循环支路开通一段时间，然后第6条防冻循环支路关闭；第5条防冻循环支路开通一段时间，然后第5条防冻循环支路关闭；第4条防冻循环支路开通一段时间，然后第4条防冻循环支路关闭；第3条防冻循环支路开通一段时间，然后第3条防冻循环支路关闭；第2条防冻循环支路开通一段时间，然后第2条防冻循环支路关闭；第1条防冻循环支路开通一段时间，然后第1条防冻循环支路关闭。其中的一部分所述防冻循环支路可以为一条或多条，当其中的一部分防冻循环支路处于开通状态时，其余的防冻循环支路均处于关闭状态。
一部分所述防冻循环支路按照从中央向两端的次序处于开通状态：一部分所述防冻循环支路为两条所述防冻循环支路；第4条防冻循环支路和第5条防冻循环支路同时开通一段时间，然后第4条防冻循环支路和第5条防冻循环支路同时关闭；第3条防冻循环支路和第6条防冻循环支路同时开通一段时间，然后第3条防冻循环支路和第6条防冻循环支路同时关闭；第2条防冻循环支路和第7条防冻循环支路同时开通一段时间，然后第2条防冻循环支路和第7条防冻循环支路同时关闭；第1条防冻循环支路和第8条防冻循环支路同时开通一段时间，然后第1条防冻循环支路和第8条防冻循环支路同时关闭；其中的一部分所述防冻循环支路也可以为三条以上，当其中的一部分防冻循环支路处于开通状态时，其余的防冻循环支路均处于关闭状态。
一部分所述防冻循环支路按照从两端向中央的次序处于开通状态：一部分所述防冻循环支路为两条所述防冻循环支路；第1条防冻循环支路和第8条防冻循环支路同时开通一段时间，然后第1条防冻循环支路和第8条防冻循环支路同时关闭；第2条防冻循环支路和第7条防冻循环支路同时开通一段时间，然后第2条防冻循环支路和第7条防冻循环支路同时关闭；第3条防冻循环支路和第6条防冻循环支路同时开通一段时间，然后第3条防冻循环支路和第6条防冻循环支路同时关闭；第4条防冻循环支路和第5条防冻循环支路同时开通一段时间，然后第4条防冻循环支路和第5条防冻循环支路同时关闭；其中的一部分所述防冻循环支路也可以为三条以上，当其中的一部分防冻循环支路处于开通状态时，其余的防冻循环支路均处于关闭状态。具体的，可以根据给水泵的流量、分支换热器内循环水最低流动速度分析决定同时运行的防冻循环支路的个数。
在本实用新型中，利用汽包和除氧器之间的高度差，循环水通过下降管、换热器、连通管流入除氧器，再利用泵将除氧器内的水输送至汽包，形成水循环的方法。在每个换热模块的上升管或上升联箱处设置连通支路。利用系统必备的给水泵将循环水输送至汽包，代替循环泵。在余热锅炉带负荷运行时，连通支路关闭，自然循环开启，给水泵输送水为系统的补水。给水大循环是在余热锅炉甩负荷时为了系统的防冻时才启用的。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，不能以其限定实用新型实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本实用新型中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。