专利名称：步进梁式加热炉余热综合利用系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种步进梁式加热炉余热综合利用系统。
背景技术：
在这几年国内大力发展钢铁工业的过程中，钢铁工业已经成为国内第一能耗和排放大户，但我国钢铁工业节能技术的普及还很低，重点企业的吨钢能耗与国际先进水平相比还高出20 % -30 %。而目前，国家在立法和发展节能经济上做出了很大努力，对钢铁行业节能减排的指标也做出了具体的要求，而各家重点钢铁企业也在响应国家节能降耗的产业政策，走发展循环经济，节约能源、改善环境、提升企业综合素质的路子。这样，冶金炉(包括高炉、转炉、电炉、加热炉)余热利用技术作为重大的节能技术取得长足的进步，其中步进梁式加热炉汽化冷却技术在我国上个世纪90年代末才开始运用，而目前这项技术已作为成熟技术运用各个钢铁企业，但步进梁式加热炉汽化冷却回收得到的一般为0.SMPa或
1.27MPa饱和蒸汽，这种二次能源得到回收后仅仅冲入钢铁企业低压蒸汽管网，有的甚至放空，没有得到综合有效的利用，大大降低了这项技术的经济性，同时步进梁式加热炉烟气经过烟道中的空气预热器后，排烟温度仍然有360°C，这部分潜在余热白白被浪费了。
实用新型内容针对上述问题，本实用新型提供一种余热回收彻底并且回收的余热的利用率高的步进梁式加热炉余热综合利用系统。为达到上述目的，本实用新型步进梁式加热炉余热综合利用系统，包括炉底余热利用装置和所述炉底余热利用装置相连接的烟道余热利用装置以及能量循环装置；所述炉底余热利用装置，包括汽包、所述汽包连接的炉底管路、所述炉底管路连接的分配联箱，其中所述炉底管路包括固定水梁和活动水梁，所述汽包和所述炉底管路通过附属管路相连接；所述烟道余热利用装置，包括连接所述汽包的汽-气换热器和所述汽-气换热器连接的掺冷风机，其中所述汽包和所述汽-气换热器的连接管路上设有调节阀组，所述气-汽换热器通过附属管路连接厂区管网；能量循环装置包括，连接所述汽包和所述炉底管路的至少三台循环泵以及分别驱动所述循环泵的柴油机、电动机、和工业汽轮机。进一步地，所述工业汽轮机是块装式背压工业汽轮机。本实用新型步进梁式加热炉余热综合利用系统，大大提高余热利用的经济性，可以回收大中型步进梁式加热炉冶炼过程中产生的绝大部分余热，提高余热的回收量，并且回收的余热被梯级利用，高品位热能用来驱动工业汽轮机，低品位热能送入厂区低压蒸汽管网，能提闻热能的利用效率。
[0010]图1是现有技术步进梁式加热炉余热利用系统的结构示意图；图2是本实用新型步进梁式加热炉余热综合利用系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本实用新型做进一步的描述。如图1所示，按照现有的技术方案，汽包下部水空间的水经循环泵加压后，达到冷却需要的安全流速，流经炉底固定梁和炉底活动梁，被炉内高温烟气加热，部分水汽化，汽水混合物再回到汽包，汽包内设汽水分离装置，汽水混合物被分离成汽和水，饱和汽从汽包上部流出送到下游用户，水又回到汽包下部水空间进入下一轮循环。整个循环系统的阻损通过循环系统中设置的循环泵来克服，为了炉底水梁在加热炉连续加热钢坯时的安全性，共设置了两台电动循环泵，一台柴油机循环泵。在系统运行过程中，只有一台电动循环泵在运行，另一台电动循环泵作为备用，另外柴油机循环泵在失去厂用电的情况下自动启动，以保证加热炉炉温从1200°C左右降到250°C左右这个过程中炉底水梁的安全。目前，国内步进梁式加热炉炉底水梁，采用汽化冷却技术，都是这种配置形式，以山东某钢厂一座额定加热能力为180t/h (冷装)的步进梁式加热炉为例，电动循环泵功率为110KW，是整个汽化冷却系统中最大的耗能设备。回收得到的1.27MPa饱和蒸汽送入蒸汽管网，远距离送到下游用户，而用户要求的蒸汽参数约为0.3MPa-0.5MPa左右，回收的余能没有得到有效利用，而在非采暖季节，此钢厂蒸汽过剩，打开汽包上部的放散阀进行放散，回收得到的余热没有得到利用；另外，加热炉烟气经过烟道中的空气预热器后，烟温约360°C，然后经过烟囱排放。现有的技术方案，对这两部分余热没有进行高效利用。如图2所示，本实用新型的步进梁式加热炉炉温余热综合利用装置，包括炉底余热利用装置和所述炉底余热利用装置相连接的烟道余热利用装置以及能量循环装置；所述炉底余热利用装置，包括汽包1，所述汽包连接的炉底管路3，所述炉底管路连接的分配联箱，其中所述炉底管路包括固定水梁和活动水梁，所述汽包和所述炉底管路通过附属管路4相连接；所述烟道余热利用装置，包括连接所述汽包的汽-气换热器和所述汽-气换热器6连接的掺冷风机7，其中所述汽包和所述汽-气换热器的连接管路上设有调节阀组5，所述气-汽换热器通过附属管路连接厂区管网；能量循环装置包括，连接所述汽包和所述炉底管路的至少三台循环泵2以及分别驱动所述循环泵的柴油机8、电动机9、和工业汽轮机10，所述工业汽轮机是块装式背压工业汽轮机，而驱动汽源来自本步进梁式加热炉余热综合利用系统，回收的大部分余热能实现本系统内循环利用。使用时，块装式背压工业汽轮机10驱动一台循环泵2作为工作泵；电动机9驱动一台循环泵2作为备用泵，另外柴油机8驱动一台循环泵2在失去厂用电的情况下自动启动，这种循环泵组合驱动方式功能明确，配置合理，完全能保证炉底水梁的安全，同时能源能梯级综合利用，在加热炉烟道尾部的空气预热器之后设置汽-气换热器6，换热器为逆流壳管式换热器，烟气走壳程，烟气通过换热器降温后再通过烟 排入大气，减少热污染；蒸汽走管程，饱和蒸汽通过换热器升温后变成过热蒸汽，再送入块装式背压工业汽轮机，产生的动力用来驱动循环水泵，背压蒸汽再送入蒸汽管网，送到下游低压蒸汽用户。[0019]另外，在加热炉烟风系统中，为防止空气预热器前烟温超温，设置了掺冷风机一台，掺冷风机自动运行，保护空气换热器。同时本实用新型也将利用已有的掺冷风机调节对进汽-气换热器6的烟温进行干预，防止进口烟温过高，保护换热器6，为保证进换热器6的烟温能进行独立调节，特在原掺冷风机出口的掺冷风母管上增加一路支管，支管上设置百页窗式风量自动调节阀；另外，在进工业汽轮机蒸汽管道另设旁通，在汽轮机不能正常运行时蒸汽此旁路直接并入厂网。本实用新型步进梁式加热炉余热综合利用系统，加热炉炉底水梁汽化冷却装置部分回收得到1.27MPa及以上的饱和蒸汽，达到冷却炉底水梁并回收余热的目的，余热以产生蒸汽的形式得到回收；另外，加热炉烟气经过空气预热器后，排烟温度仍然有360°C左右，为了吸收360°C排烟的热焓，将烟温降到尽可能低，在加热炉空气预热器后面烟道内设置一个汽-气壳管式换热器，烟气走壳程，烟气通过换热器降温后再通过烟 排入大气，减少热污染；蒸汽走管程，饱和蒸汽通过换热器升温后变成过热蒸汽，达到工业汽轮机对蒸汽过热度的要求后送入背压式工业汽轮机，驱动产生的动力用来驱动循环水泵，背压蒸汽再送入蒸汽管网，送到下游低压蒸汽用户。本装置可以回收大中型步进梁式加热炉冶炼过程中产生的绝大部分余热，提高余热的回收量，并且回收的余热被梯级利用，高品位热能用来驱动工业汽轮机，低品位热能送入厂区低压蒸汽管网，能提高热能的利用效率。以上，仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
权利要求1.一种步进梁式加热炉余热综合利用系统，其特征在于:包括炉底余热利用装置和所述炉底余热利用装置相连接的烟道余热利用装置以及能量循环装置； 所述炉底余热利用装置包括，汽包，所述汽包连接的炉底管路，所述炉底管路连接的分配联箱，其中所述炉底管路包括固定水梁和活动水梁，所述汽包和所述炉底管路通过附属管路相连接； 所述烟道余热利用装置，包括连接所述汽包的汽-气换热器和所述汽-气换热器连接的掺冷风机，其中所述汽包和所述汽-气换热器的连接管路上设有调节阀组，所述气-汽换热器连接厂区管网和工业汽轮机； 能量循环装置包括，连接所述汽包和所述炉底管路的至少三台循环泵以及分别驱动所述循环泵的柴油机、电动机、和工业汽轮机。
2.根据权利要求1所述的步进梁式加热炉余热综合利用系统，其特征在于:工作循环泵通过块装式背压工业汽轮机驱动。
专利摘要本实用新型公开一种步进梁式加热炉余热综合利用系统，主要针对现有步进梁式加热炉炉温余热利率低的问题而设计。本实用新型步进梁式加热炉余热综合利用系统，包括炉底余热利用装置和所述炉底余热利用装置相连接的烟道余热利用装置以及能量循环装置。本实用新型步进梁式加热炉余热综合利用系统，提高了加热炉炉温余热的回收量，提高了热能的利用效率。
文档编号F27D17/00GK202928378SQ20122060422
公开日2013年5月8日 申请日期2012年11月15日 优先权日2012年11月15日
发明者杨智勇 申请人:中冶华天工程技术有限公司