专利名称：高炉高风温多功能组合余热系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高炉预热系统，属于钢铁冶炼设备技术领域。
背景技术：
现有技术中，有一种“高炉高风温的组合换热系统”，专利号为ZL200420024014.9，如图1，其主要由热风炉1′、烟道总管2′、前置燃烧炉3′、空气扰流子换热器6′、空气热管换热器9′、煤气热管换热器10′、引风机11′、鼓风机12′、烟囱13′、冷风管14′、冷煤气管18′和应有的管路及阀门组成，所述空气热管换热器9′、煤气热管换热器10′组合为一体而成空、煤气双预热器，所述鼓风机12′出口由冷风管14′接通空气热管换热器9′的空气接口，空气热管换热器9′的空气出口分为两路一路经前置燃烧炉3′的空气流量调节阀22′和热空气支管16′接通前置燃烧炉3′，另一路经热空气管15′接通空气扰流子换热器6′的空气进口，空气扰流子换热器6′的空气出口经热风总管17′接通热风炉1。冷煤气总管18接通煤气热管换热器10′的煤气进口，煤气热管换热器10′的煤气出口接通煤气总管19′，热煤气总管又分为两路一路接通热风炉1′，另一路经前置燃烧炉煤气流量调节阀21′接通前置燃烧炉3′，前置燃烧炉3′的烟气出口接通混合烟道5′；热风炉1′上设有烟道总管2′，烟道总管2′的管路分成两路一路将热风炉烟气经支管4′接通混合烟道，还有一路经热风炉烟气分流流量调节阀23′和混合烟管7′接通空、煤气双预热热管换热器的烟气进口；混合烟道5′的出口接通空气扰流子换热器6′的烟气进口，空气扰流子换热器6′的烟气出口接通烟气热管换热器8′的烟气进口，烟气热管换热器8′的烟气出口接通引风机11′的进口，引风机11′的出口经烟道总管2接通烟囱13′。上述装置工作时，冷煤气和冷空气在空、煤气双预热器中被预热至200℃左右，空气进一步被空气扰流子换热器预热至400℃～440℃，预热后的煤气和空气送往热风炉燃烧，可使高炉实现1250℃的鼓风温度。其不足之处在于现有的高炉高风温的组合换热系统，前置燃烧炉燃烧的煤气和助燃空气不便于切换，即前置燃烧炉的助燃空气全部采用热风炉的助燃风机的空气，降低了热风炉的供风量，前置燃烧炉燃烧的高炉煤气也是使用预热器预热后的煤气，增加了空、煤气热管换热器的换热面积，因此也增加了设备投资。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种高炉高风温多功能组合余热系统，使其可以根据需要调节空气热管换热器、煤气热管换热器或空气扰流子换热器的进气量，关断前置燃烧，提高热效率。
本实用新型的目的是这样实现的高炉高风温多功能组合余热系统，包括热风炉、前置燃烧炉、混烟室、空气扰流子换热器、空气热管换热器、煤气热管换热器、引风机、鼓风机、烟囱、冷煤气总管及各种阀门和相应的连接管道，所述鼓风机的出风口分成两路，一路经设有冷空气切断阀的冷风管接通空气热管换热器的进口，另一路经旁通冷风管与热风炉的热空气总管相连接，旁通冷风管与热空气总管之间设有旁通冷空气切断阀；空气热管换热器的空气出口分为三路，一路接通空气扰流子换热器的空气进口，另一路经空气流量调节阀接通前置燃烧炉的空气进口，第三路热空气切断阀与热空气总管相接，空气扰流子换热器的空气出口经阀接热空气总管；冷煤气总管分成两路，一路经煤气管接通煤气热管换热器的进口，另一路经阀门与热煤气总管相接；煤气热管换热器的煤气出口分为两路，一路接通热风炉热煤气总管，另一路经阀门及煤气流量调节阀接通前置燃烧炉；前置燃烧炉的烟气出口接通混烟室；热风炉上设有烟道总管，烟道总管上分出三路支管，第一路经热风炉烟气分流流量调节阀接通混烟室，第二路经热风炉烟气分流流量调节阀接通空气热管换热器和煤气热管换热器的烟气进口，第三路经烟气电动切断阀接空气扰流子换热器的烟气出口设置的后引风机，烟道总管的尾部与烟囱相接；混烟室经混合烟气管道连接空气扰流子换热器的烟气进口；空气扰流子换热器的烟气出口分为两路，一路经阀门接通空气热管换热器和煤气热管换热器的烟气进口，另一路经阀门与后引风机的进口相接；空气热管换热器和煤气热管换热器的烟气出口接通引风机的进风口，引风机的出风口接通烟囱。
本实用新型采用现有技术中已有的装置，通过不同于以往的连接方式构成一个新的换热系统；正常使用时，可由多个热风炉给高炉供热风，来自于冷煤气总管的冷煤气经煤气热管换热器内被预热至200℃左右后，大部分送至热风炉，还有小部分送至前置燃烧炉；来自于鼓风机的冷空气在空气热管换热器内被预热至200℃左右后，大部分进入空气扰流子换热器进行二次预热，还有小部分送往前置燃烧炉，空气在扰流子换热器内被预热至400～440℃后送往热风炉；如高炉煤气是干法除尘，不再预热，空气在扰流子换热器内被预热到450℃～500℃后再经热空气总管送至热风炉，由于进入热风炉的空气和煤气温度相对较高，因此热风炉给高炉的送风温度就会比较高，使高炉的炉温更加易于保持在较高的温度，能够节约高炉内装填的燃料；前置燃烧炉内由于来气温度较高，使煤气更加容易与空气充分接触燃烧，燃烧达到一定温度所需消耗煤气量少，因此可以节省煤气；前置燃烧炉燃烧产生的1100℃左右的烟气与来自于烟气总管的烟气混合形成550～700℃左右的混合烟气，进入空气扰流子换热器，以保证空气的二次预热温度；空气扰流子换热器排出的烟气和由烟道总管来的烟气汇合后一起进入空、煤气热管换热器，对冷煤气和冷空气进行预热，然后烟气经由引风机引入烟囱排走。当高炉接受不了高风温时，可将高风温换热系统进行切换，即减少前置炉煤气消耗量，降低混合烟气温度，降低助燃空气二次预热温度或者直接停止前置炉运行，切断200℃热空气进入扰流子换热器进行二次预热，直接送往热风炉热空气总管，仍可使高炉获得1100℃～1200℃的鼓风温度。对于荒煤气采用干法除尘的高炉来说，其煤气温度大约在80℃～150℃范围，可以不再进行预热，因此可将热风炉的一半多烟气通向空气热管换热器，将热风炉助燃空气预热至200℃，而热风炉的另一小半烟气送往炉燃烧炉的混烟室，与前置炉的1100℃的高温烟气混合后获得550℃～700℃的混合烟气，进入空气扰流子换热器，使热风炉的助燃空气由200℃二次被预热至450℃～550℃，同样可使高炉获得1250℃的鼓风温度，然而流出扰流子换热器的烟气仍有320℃～370℃的温度，可将其送往高炉制煤粉系统的中速磨中，用以烘干煤粉，既解决了烘煤系统的热源问题，省去了另造烟气炉烘煤粉，总体上减少了高炉煤气的消耗量；该装置还可以根据需要将流出扰流子换热器的320℃～370℃烟气送往荒煤气干法除尘前面，用以加热荒煤气，使荒煤气温度保持在150℃～200℃范围内，以防止结露提高除尘效率。本实用新型技术由于系统预热方式合理，使用前置燃烧炉燃烧少量的高炉煤气所产生的高温烟气，再与热风炉排放的部分废烟气进行混合预热空气或煤气，或烘干煤粉用，充分利用了余热资源，既能实现高炉高风温又能烘干煤粉、加热荒煤气达到多功能的目的，其系统设备体积小，结构紧凑，金属消耗量少，造价低及运行费用省等优点，可广泛应用于钢铁冶炼行业。
图1为现有技术高炉高风温组合换热系统连接关系图；图2为本实用新型连接关系图；具体实施方式
如图2，为高炉高风温多功能组合预热系统，主要由热风炉1、烟道总管2、前置燃烧炉3、混烟室48、空气扰流子换热器6、空气热管换热器9、煤气热管换热器10、引风机11、鼓风机12、烟囱13、冷煤气总管39等管道和各种阀门连接组成，所述鼓风机12的出风口分成两路，一路经设有冷空气切断阀36的冷风管14接通空气热管换热器9的进口，另一路经旁通冷风管38与热风炉的热空气总管44相连接，旁通冷风管38与热空气总管44之间设有旁通冷空气切断阀37；空气热管换热器9的空气出口分为三路，一路经管道15接通空气扰流子换热器6的空气进口，另一路经管道16及空气流量调节阀22送往前置燃烧炉3的空气进口，第三路经热空气支管31和热空气切断阀30与热空气总管44相接，空气扰流子换热器6的空气出口经阀34和管道17接热空气总管44；冷煤气总管39分成两路，一路经煤气管18接通煤气热管换热器10的进口，另一路经旁通经煤气管39与热煤气总管45相接，其间由阀门40隔断；煤气热管换热器10的煤气出口分为两路，一路经煤气管19直接接通热风炉热煤气总管45，另一路经煤气管20、阀门43及煤气流量调节阀21接通前置燃烧炉3；前置燃烧炉3的烟气出口接通混烟室48；热风炉1上设有烟道总管2，烟道总管2上分出三路支管，第一路经热风炉烟气分流流量调节阀25及烟管4接通混烟室48，第二路经热风炉烟气分流流量调节阀23及烟管52接通空气热管换热器9和煤气热管换热器10的烟气进口，第三路经烟管49和烟气电动切断阀24接通空气扰流子换热器6的烟气出口设置的后引风机51，烟道总管2的尾部作为旁通烟道与烟囱13相接；混烟室48经混合烟气管道5连接空气扰流子换热器6的烟气进口，空气扰流子换热器6的烟气出口分为两路，一路经阀门27及烟管7接通空气热管换热器9和煤气热管换热器10的烟气进口，另一路经阀门26及烟管50与引风机51的进口相接；空气热管换热器9和煤气热管换热器10的烟气出口接通引风机11的进风口，引风机11的出风口接通烟囱13。
工作时，具有如下工作方式其一为鼓风机12工作，将外界冷空气打入空气热管换热器，来自于鼓风机的冷空气在空气热管换热器内被预热至200℃左右后，大部分进入空气扰流子换热器进行二次预热，还有小部分送往前置燃烧炉，空气在扰流子换热器内被预热至400～440℃后送往热风炉；来自于冷煤气总管的冷煤气经煤气热管换热器内被预热至200℃左右后，大部分送至热风炉，还有小部分送至前置燃烧炉；多个热风炉给高炉供热风，如高炉煤气是干法除尘，不再预热，空气在扰流子换热器内被预热到450℃～500℃后再经热空气总管送至热风炉，由于进入热风炉的空气和煤气温度相对较高，因此热风炉给高炉的送风温度就会比较高，使高炉的炉温更加易于保持在较高的温度，能够节约高炉内装填的燃料；前置燃烧炉内由于来气温度较高，使煤气更加容易与空气充分接触燃烧，燃烧达到一定温度所需消耗煤气量少，因此可以节省煤气；前置燃烧炉燃烧产生的1100℃左右的烟气与来自于烟气总管的烟气混合形成550～700℃左右的混合烟气，进入空气扰流子换热器，以保证空气的二次预热温度；空气扰流子换热器排出的烟气和由烟道总管来的烟气汇合后一起进入空、煤气热管换热器，对冷煤气和冷空气进行预热，然后烟气经由引风机引入烟囱排走。
其二，上述实施例中，调节阀门21以减少入前置燃烧炉3的煤气量、开大阀门25、增加兑入混烟室48的热风炉烟气量，以降低混合烟气温度，或者直接关闭阀门43或41，关闭阀门22(或停止鼓风机46运转)以停止前置燃烧炉运行，与此同时，切断阀门29、34、25，打开阀门30，可减少前置燃烧炉的煤气消耗，节约能源，提高热效率。对于干法除尘的高炉而言，从图2所示的系统中，关断煤气热管换热器10，即切断管道18、19、32、33、35以及关闭阀门27、开启阀门26、启动后引风机51。
对于湿法除尘的高炉而言，煤气的温度已降为常温，此时烧热风炉的高炉煤气及助燃空气均需要进行预热。切断图2中序号24、26、49、50、51即可将扰流子换热器出来的全部烟气送往空气和煤气热管换热器中预热煤气和空气。
上述空气热管换热器、煤气热管换热器均具有旁通管道，必要时可以分别关闭，排烟也可以通过烟总管路上的阀54直通进入烟囱。
权利要求1.高炉高风温多功能组合余热系统，包括热风炉(1)、前置燃烧炉(3)、混烟室(48)、空气扰流子换热器(6)、空气热管换热器(9)、煤气热管换热器(10)、引风机(11)、鼓风机(12)、烟囱(13)、冷煤气总管(39)及各种阀门和相应的连接管道，其特征在于所述鼓风机(12)的出风口分成两路，一路经设有冷空气切断阀(36)的冷风管(14)接通空气热管换热器(9)的进口，另一路经旁通冷风管(38)与热风炉的热空气总管(44)相连接，旁通冷风管(38)与热空气总管(44)之间设有旁通冷空气切断阀(37)；空气热管换热器(9)的空气出口分为三路，一路接通空气扰流子换热器(6)的空气进口，另一路经空气流量调节阀(22)接通前置燃烧炉(3)的空气进口，第三路热空气切断阀(30)与热空气总管(44)相接，空气扰流子换热器的空气出口经阀(34)接热空气总管(44)；冷煤气总管(39)分成两路，一路经煤气管(18)接通煤气热管换热器(10)的进口，另一路经阀门(40)与热煤气总管(45)相接；煤气热管换热器(10)的煤气出口分为两路，一路接通热风炉热煤气总管(45)，另一路经阀门(43)及煤气流量调节阀(21)接通前置燃烧炉(3)；前置燃烧炉(3)的烟气出口接通混烟室(48)；热风炉(1)上设有烟道总管(2)，烟道总管(2)上分出三路支管，第一路经热风炉烟气分流流量调节阀(25)接通混烟室(48)，第二路经热风炉烟气分流流量调节阀(23)接通空气热管换热器(9)和煤气热管换热器(10)的烟气进口，第三路经烟气电动切断阀(24)接空气扰流子换热器(6)的烟气出口设置的后引风机51，烟道总管(2)的尾部与烟囱(13)相接；混烟室(48)经混合烟气管道(5)连接空气扰流子换热器(6)的烟气进口；空气扰流子换热器(6)的烟气出口分为两路，一路经阀门(27)接通空气热管换热器(9)和煤气热管换热器(10)的烟气进口，另一路经阀门(26)与后引风机(51)的进口相接；空气热管换热器(9)和煤气热管换热器(10)的烟气出口接通引风机(11)的进风口，引风机(11)的出风口接通烟囱13。
专利摘要本实用新型公开了属于钢铁冶炼设备技术领域内的高炉高风温多功能组合余热系统，包括热风炉、前置燃烧炉、混烟室、空气扰流子换热器、空气热管换热器、煤气热管换热器、引风机、鼓风机、烟囱、冷煤气总管及各种阀门和相应的连接管道。前置燃烧炉、空气扰流子换热器、空气热管换热器、煤气热管换热器上均设有旁通管道和相应阀门，当高炉接受不了高风温时，可将高风温换热系统进行切换，减少前置炉煤气消耗量，降低混合烟气温度。实现高炉高风温又能烘干煤粉、加热荒煤气达到多功能的目的，其系统设备体积小，结构紧凑，金属消耗量少，造价低及运行费用省等优点，可广泛应用于钢铁冶炼行业。
文档编号C21B9/10GK2863813SQ20062006905
公开日2007年1月31日 申请日期2006年1月26日 优先权日2006年1月26日
发明者许永贵, 梁怀琪 申请人:江苏中天能源设备有限公司