CN101315183A - 冶金电炉烟气余热回收系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能实现冶金电炉余热资源的高效回收的冶金电炉烟气余热回收系统。该系统包括余热锅炉(4)，余热锅炉设置在电炉(1)外部，从电炉排出的烟气被导入余热锅炉中，余热锅炉包括蒸发受热面(5)、省煤器(6)及汽包(3)，向省煤器供给余热锅炉给水，从省煤器出口流出的热水被供给到汽包，汽包底部与蒸发受热面入口相连，将饱和水供给到蒸发受热面，汽包中部与蒸发受热面出口相连，吸收热量后的汽水混合物进入汽包并在汽包中汽水分离。还包括辐射受热面，其布置在电炉内且入口与汽包相连，汽包中的饱和蒸汽进入辐射受热面，辐射受热面吸收电炉内的高温辐射热量而将饱和蒸汽加热成过热蒸汽，过热蒸汽被从辐射受热面的出口导出。

Description

冶金电炉烟气余热回收系统

技术领域

本发明涉及一种冶金电炉烟气余热回收系统。

背景技术

冶金电炉以电力为主要能源，以半焦为主要原料之一。在金属冶炼过程中，会释放出大量热量，这些热量大部分被烟气带出炉外进行排放，还有一部分则被电炉内的循环冷却水带走。常规的余热回收装置(余热锅炉)回收的热量仅仅是烟气的热量，而对于由炉内循环冷却水吸收的那部分热量则放弃回收。在电炉内设置循环冷却水受热面的目的是保护炉墙，如不设置循环冷却水，则电炉冶炼过程中产生的高温辐射热量将会使炉墙耐火材料的寿命大大降低。对于循环冷却水的热量，以往通常是通过空气冷却设备排放到大气当中。这时因为，冶金电炉内的温度通常在1000摄氏度以上，而循环冷却水的温度低于100摄氏度，从换热角度讲，此种换热方式存在着很大的

损失，即使对热水的热量进行利用，热水品味也较低，从而利用效率极低。

发明内容

本发明鉴于上述现有技术中存在的问题而做出，目的在于提供一种冶金电炉烟气余热回收系统，实现冶金电炉余热资源的高效回收。

为了实现上述目的，本发明提供一种冶金电炉烟气余热回收系统，其包括余热锅炉，该余热锅炉设置在电炉的外部，从电炉排出的烟气被导入到余热锅炉中，余热锅炉包括蒸发受热面、省煤器以及汽包，向省煤器供给余热锅炉给水，从省煤器的出口流出的热水被供给到汽包中，汽包的底部与蒸发受热面的入口相连，将饱和水供给到蒸发受热面中，汽包的中部与蒸发受热面的出口相连，吸收热量后的汽水混合物进入汽包并在汽包中汽水分离。该冶金电炉烟气余热回收系统还包括辐射受热面，所述辐射受热面布置在电炉内并且入口与所述汽包相连，所述汽包中的饱和蒸汽进入到辐射受热面中，辐射受热面吸收电炉内的高温辐射热量而将饱和蒸汽加热成过热蒸汽，过热蒸汽被从辐射受热面的出口导出。

本发明的冶金电炉烟气余热回收系统具有如下几个方面的优点：

本发明采用高温辐射受热面替代传统的循环冷却水受热面，能够有效回收电炉内的高温辐射热量，提高电炉余热利用效率。具体而言，在以往采用循环冷却水受热面的情况下，循环冷却水受热后得到的热水温度低于100度，即便进行回收，得到的热量也极低。而与之相对，在本发明中，利用辐射受热面接受电炉内的高温辐射热量，将饱和蒸汽变为过热蒸汽，过热蒸汽的温度可以高达数百度，通过对该过热蒸汽的热量进行回收利用，可以大大提高电炉余热的利用效率。即，本发明的冶金电炉烟气余热回收系统不仅回收了烟气的热量，而且对电炉内的高温辐射热量也实现了更好的利用。

另外，由于采用高温辐射受热面替代传统的循环冷却水受热面，所以无需设置电炉循环冷却水系统，大大简化了电炉的附属设备，提高了电炉的利用率。

根据应用该冶金电炉烟气余热回收系统的电炉的不同结构，可以采用不同的辐射受热面，例如，辐射受热面可以由紧贴电炉的炉墙内壁布置的管排构成，该管排可以由光管组成也可以由鳍片管组成。而在电炉具有中空炉胆的情况下，辐射受热面可以由该中空炉胆构成。换句话说，该辐射受热面可以采用已有的循环冷却水受热面，如水冷壁和炉胆等，这样，无需为了应用本发明的系统而在已有的电炉中追加新的结构，从而能抑制成本的增加。

附图说明

图1是本发明的冶金电炉烟气余热回收系统的示意构成图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。

如图1所示，从电炉1排出的烟气被导入到设置于电炉1外部的余热锅炉4中。余热锅炉4中设置有蒸发受热面5和省煤器6，烟气在流经蒸发受热面5和省煤器6的过程中与其中流过的水进行对流换热，从而热量得到回收，温度降低。蒸发受热面5和省煤器6均采用已经公知的结构，在此省略对它们的详细说明。

进而，在余热锅炉4的顶部设置有汽包3，汽包3的结构也已公知，故在此也省略其详细说明。汽包3与省煤器6的出口以及蒸发受热面5的出口和入口分别相连，其中，蒸发受热面5的入口与汽包3底部相连，蒸发受热面5的出口与汽包3中部相连。

在电炉1内设置有过热器受热面，该过热器受热面采用辐射换热方式，故又称为辐射受热面2。辐射受热面2由紧贴电炉的炉墙内壁布置的管排构成。并且，该辐射受热面2与汽包3相连。

下面，对上述系统的烟气余热回收过程进行说明。

冶金电炉内冶炼产生的大量热量被进入炉内的空气带出，即冶金电炉的烟气带走大量的热量。高温烟气进入余热锅炉4。

从省煤器6的给水口供给余热锅炉给水，给水在流经省煤器6的过程中与烟气进行对流换热，变成热水。热水从省煤器6流入到汽包3中。

汽包3具有汽水分离作用，聚集在汽包3底部的饱和水流入到蒸发受热面5中，蒸发受热面5内的汽水循环采用自然循环或者强制循环。饱和水进入蒸发受热面5后吸收热量，变成汽水混合物而进入汽包3。在汽包3内汽水分离，分离出的水继续在蒸发受热面5内进行汽水循环，分离出的饱和蒸汽则进入辐射受热面2进行过热。

辐射受热面2紧贴电炉的炉墙布置，一方面保护炉墙，另一方面吸收电炉内的高温辐射热量，加热饱和蒸汽而产生过热蒸汽。在辐射受热面2内产生的过热蒸汽被导出，供发电或者其它热用户使用。

上面描述了本发明的一个具体实施方式，但该说明仅用于例示，在不脱离本发明范围的条件下也可以进行各种变更。

例如，根据需要也可以在余热锅炉4的下游侧进一步设置用于回收排烟余热的余热回收受热面，将回收的排烟余热用于预热助燃空气。

此外，在上面描述的实施方式中，辐射受热面2由紧贴炉墙内壁设置的管排构成，但在采用具有中空炉胆的电炉的情况下，可以利用该中空炉胆作为辐射受热面2。

本发明的冶金电炉烟气余热回收系统可以用在各种金属冶炼电炉中，尤其适合于铁合金电炉的余热回收。

Claims (3)

1.一种冶金电炉烟气余热回收系统，包括余热锅炉(4)，该余热锅炉(4)设置在电炉(1)的外部，从电炉(1)排出的烟气被导入到余热锅炉(4)中，

余热锅炉(4)包括蒸发受热面(5)、省煤器(6)以及汽包(3)，

向省煤器(6)供给余热锅炉给水，从省煤器(6)的出口流出的热水被供给到汽包(3)中，汽包(3)的底部与蒸发受热面(5)的入口相连，将饱和水供给到蒸发受热面(5)中，汽包(3)的中部与蒸发受热面(5)的出口相连，吸收热量后的汽水混合物进入汽包(3)并在汽包(3)中汽水分离；

其特征在于，

还包括辐射受热面(2)，所述辐射受热面(2)布置在电炉(1)内并且入口与所述汽包(3)相连，所述汽包(3)中的饱和蒸汽进入到辐射受热面(2)中，辐射受热面(2)吸收电炉内的高温辐射热量而将饱和蒸汽加热成过热蒸汽，过热蒸汽被从辐射受热面(2)的出口导出。

2.如权利要求1所述的冶金电炉烟气余热回收系统，其特征在于，所述辐射受热面(2)由紧贴电炉的炉墙内壁布置的管排构成。

3.如权利要求1所述的冶金电炉烟气余热回收系统，其特征在于，所述电炉(1)具有中空炉胆，所述辐射受热面(2)由该中空炉胆构成。

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