一种高炉热风炉泄压热量回收及再利用系统及方法与流程

本发明涉及余热利用，具体而言，尤其涉及一种高炉热风炉泄压热量回收及再利用系统及方法。

背景技术：

1、热风炉是高炉系统的主要耗能设备，消耗了大约40％的高炉煤气。随着炼铁技术的不断进步，对热风炉降低能耗的要求逐步提高。

2、目前，高炉一般配置有三或四座热风炉，一般采用两烧一送或两烧两送的工作制度，热风炉一直处于送风-烧炉这种周期性运行中。当热风炉烧炉运行时，炉内处于低压状态，当热风炉送风运行时，炉内处于高压状态。热风炉由送风运行转为烧炉运行时，需要把热风炉内的高温高压气体通过烟囱直接排空，造成能源的浪费。

技术实现思路

1、根据上述提出现有技术中高炉系统中热风炉存在的能源浪费的技术问题，而提供一种高炉热风炉泄压热量回收及再利用系统及方法，能够回收热风炉在送风转烧炉时泄压排出的高温高压气体，并在烧炉初期将回收的高温气体作为助燃空气供入热风炉，提高了能源利用效率1～1.5％。

2、本发明采用的技术手段如下：

3、一种高炉热风炉泄压热量回收及再利用系统，包括热风炉、气体回收储罐和掺冷风机；所述热风炉的空气出口通过气体回收管道连接至所述气体回收储罐的进气口；所述气体回收储罐的送气口通过助燃空气支管道连接至助燃空气主管道，所述助燃空气主管道连接至所述热风炉的空气入口，所述助燃空气主管道连接至风机，用于为烧炉运行的所述热风炉提供助燃空气；所述掺冷风机通过掺冷风管道连接至所述助燃空气支管道。

4、进一步地，所述热风炉的烟气出口通过排烟管道连接至烟囱。

5、进一步地，所述气体回收储罐的容积为所述热风炉内部空腔容积的2～3倍；当所述热风炉由送风运行转为烧炉运行时，所述气体回收储罐用于回收所述热风炉内的高温高压气体，当所述热风炉与所述气体回收储罐压力平衡时，所述气体回收储罐内回收气体压力为所述热风炉泄压前气体压力的1/4～1/3。

6、进一步地，所述气体回收管道、所述助燃空气支管道、所述助燃空气主管道、所述掺冷风管道和所述排烟管道上均设置有相应的控制阀门。

7、进一步地，所述助燃空气支管道内气体温度不小于所述助燃空气主管道内气体温度。

8、进一步地，通过调节所述助燃空气支管道和所述助燃空气主管道上的控制阀门的开度，控制所述助燃空气支管道和所述助燃空气主管道的气体流量满足以下条件：

9、vs＝βvm    (1)

10、v+v'＝vs(v'≤0.2v)    (2)

11、式中，vs-所述助燃空气支管道与所述助燃空气主管道的气体流量之和；β-设定空燃比；vm-设定助燃空气总流量；v-所述助燃空气主管道的气体流量；v'-所述助燃空气支管道的气体流量。

12、进一步地，所述助燃空气支管道最大设计流量为所述助燃空气主管道设计流量的20％。

13、本发明还提供了一种利用高炉热风炉泄压热量的方法，采用所述的高炉热风炉泄压热量回收及再利用系统，包括气体回收过程和气体利用过程：

14、气体回收过程：当所述热风炉由送风运行转为烧炉运行时，打开所述气体回收管道上的控制阀门，并打开所述气体回收储罐的进气口阀门，使所述热风炉泄压排出的高温高压气体通过所述气体回收管道回收至所述气体回收储罐；当所述热风炉泄压完成时关闭所述气体回收管道上的控制阀门，完成气体回收过程；

15、气体利用过程：当所述热风炉泄压完成并准备开始烧炉时，打开所述掺冷风管道上的控制阀门，开启所述掺冷风机开始向所述助燃空气支管道内送冷风，然后打开所述气体回收储罐送气口阀门，所述气体回收储罐开始通过所述助燃空气支管道送气；

16、当所述助燃空气支管道运行平稳时，开启所述助燃空气主管道上的控制阀门，然后开启向所述热风炉输送煤气的输送管道上的阀门，向所述热风炉内输送煤气及助燃空气开始烧炉运行；当所述助燃空气支管道的气体温度小于所述助燃空气主管道的气体温度时，关闭所述气体回收储罐送气口阀门，然后关闭所述掺冷管道上的控制阀门和所述掺冷风机，完成气体利用过程。

17、进一步地，气体回收过程中，当所述热风炉内压力与所述气体回收储罐内压力相同时，关闭所述气体回收储罐进气口阀门，打开所述排烟管道上的控制阀门，使多余气体由所述排烟管道排出。

18、进一步地，所述气体回收储罐开始通过所述助燃空气支管道送气时，控制所述助燃空气支管道的气体温度小于800℃，且所述助燃空气支管道的气体流量不大于设定助燃空气总流量的20％；

19、所述热风炉烧炉运行时，当所述气体回收储罐内外表压力比小于临界压力比时，加大所述气体回收储罐送气口阀门开度，保证所述助燃空气支管道的气体流量不大于设定助燃空气总流量的20％。

20、较现有技术相比，本发明具有以下优点：

21、本发明提供的高炉热风炉泄压热量回收及再利用系统及方法，通过回收热风炉泄压气体，并用于在热风炉烧炉初期提供助燃空气，从而有效利用该部分热量，并且增加助燃空气温度，提高煤气燃烧温度，有利于降低煤气消耗。

22、基于上述理由本发明可在高炉热风炉余热回收领域广泛推广。

技术特征：

1.一种高炉热风炉泄压热量回收及再利用系统，其特征在于，包括热风炉、气体回收储罐和掺冷风机；所述热风炉的空气出口通过气体回收管道连接至所述气体回收储罐的进气口；所述气体回收储罐的送气口通过助燃空气支管道连接至助燃空气主管道，所述助燃空气主管道连接至所述热风炉的空气入口，所述助燃空气主管道连接至风机，用于为烧炉运行的所述热风炉提供助燃空气；所述掺冷风机通过掺冷风管道连接至所述助燃空气支管道。

2.根据权利要求1所述的高炉热风炉泄压热量回收及再利用系统，其特征在于，所述热风炉的烟气出口通过排烟管道连接至烟囱。

3.根据权利要求1所述的高炉热风炉泄压热量回收及再利用系统，其特征在于，所述气体回收储罐的容积为所述热风炉内部空腔容积的2～3倍；当所述热风炉由送风运行转为烧炉运行时，所述气体回收储罐用于回收所述热风炉内的高温高压气体，当所述热风炉与所述气体回收储罐压力平衡时，所述气体回收储罐内回收气体压力为所述热风炉泄压前气体压力的1/4～1/3。

4.根据权利要求2所述的高炉热风炉泄压热量回收及再利用系统，其特征在于，所述气体回收管道、所述助燃空气支管道、所述助燃空气主管道、所述掺冷风管道和所述排烟管道上均设置有相应的控制阀门。

5.根据权利要求1所述的高炉热风炉泄压热量回收及再利用系统，其特征在于，所述助燃空气支管道内气体温度不小于所述助燃空气主管道内气体温度。

6.根据权利要求1所述的高炉热风炉泄压热量回收及再利用系统，其特征在于，通过调节所述助燃空气支管道和所述助燃空气主管道上的控制阀门的开度，控制所述助燃空气支管道和所述助燃空气主管道的气体流量满足以下条件：

7.根据权利要求1所述的高炉热风炉泄压热量回收及再利用系统，其特征在于，所述助燃空气支管道最大设计流量为所述助燃空气主管道设计流量的20％。

8.一种利用高炉热风炉泄压热量的方法，其特征在于，采用如权利要求2所述的高炉热风炉泄压热量回收及再利用系统，包括气体回收过程和气体利用过程：

9.根据权利要求8所述的利用高炉热风炉泄压热量的方法，其特征在于，气体回收过程中，当所述热风炉内压力与所述气体回收储罐内压力相同时，关闭所述气体回收储罐进气口阀门，打开所述排烟管道上的控制阀门，使多余气体由所述排烟管道排出。

10.根据权利要求8所述的利用高炉热风炉泄压热量的方法，其特征在于，所述气体回收储罐开始通过所述助燃空气支管道送气时，控制所述助燃空气支管道的气体温度小于800℃，且所述助燃空气支管道的气体流量不大于设定助燃空气总流量的20％；

技术总结
本发明提供一种高炉热风炉泄压热量回收及再利用系统及方法，所述系统包括热风炉、气体回收储罐和掺冷风机；所述热风炉的空气出口通过气体回收管道连接至所述气体回收储罐的进气口；所述气体回收储罐的送气口通过助燃空气支管道连接至助燃空气主管道，所述助燃空气主管道连接至所述热风炉的空气入口，所述助燃空气主管道连接至风机，用于为烧炉运行的所述热风炉提供助燃空气；所述掺冷风机通过掺冷风管道连接至所述助燃空气支管道。本发明的技术方案解决了现有技术中高炉系统中热风炉存在的能源浪费的问题。

技术研发人员：孙守斌,刘常鹏,李卫东,王东山,张天赋,贾振,闫东阳,赵俣,孟迪,张炎
受保护的技术使用者：鞍钢股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14