CN101482373B - 转炉废气余热回收利用系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及转炉废气余热回收利用系统，包括转炉烟罩一次余热锅炉、汽水分离器、围板和顶棚、烟气净化系统、二次除尘烟箱、烟气净化系统、蒸汽发电机，在转炉烟罩排管式余热锅炉的烟气出口处连接一个转炉废气下降管路与二次余热锅炉系统相连接，此二次余热锅炉系统由二次余热锅炉、蒸汽出口、烟气出口、软水管路、流量计和管道阀门、蒸汽压力表、水位计及安全阀，调节吸力的多扇阀。本发明将一次除尘、二次除尘、二次回收、上围板等几部分余热锅炉的蒸汽全部收集起来，将有可能利用的转炉废气余热充分完全地加以回收利用，减少了0G系统的用水量，减少了后步工序的水泥浆处理量，达到节能减排的目的，实现转炉负能练钢。

Description

转炉废气余热回收利用系统

技术领域

本发明涉及转炉炼钢过程中的节能减排技术领域，特别是一种转炉废气余热回收利用系统。

背景技术

在转炉炼钢的吹炼过程中，会产生大量温度高达1600℃-1700℃的高温废气。这些高温废气从转炉炉口排出，经活动烟罩、烟道(排管式余热锅炉)，余热锅炉产生的蒸汽送入汽水分离器，废气温度从1600℃-1700℃降低到900℃-1000℃，然后进入OG系统进行湿式除尘，用大量的冷却水冷却废气，水和废气中的炉尘形成大量尘泥浆，然后再对这些尘泥浆进行脱水处理。

目前，绝大多数转炉用OG法除尘工艺，利用余热锅炉回收烟气的物理热，由于余热锅炉产生饱和蒸汽压力波动在0.8～1.3MPa，蒸汽压力低，夏天很难进总管网，蒸汽品质较低，在冶金工厂内利用率不高，造成蒸汽大量放散，特别是回收量低，造成极大浪费。这也是许多炼钢厂未能实现负能炼钢的重要原因。因此，如何解决回收的蒸汽能够有效利用的问题已成为炼钢厂的关键问题。我们知道吨钢回收转炉煤气100m³，煤气显热回收蒸汽90kg/t钢，就能够实现真正意义上的负能炼钢，所以要加大蒸汽回收技术的研究工作力度，尽快提高蒸汽回收的能力和利用率。以100t转炉为例，烟气出炉口进入烟道为1700℃左右，进入烟道进行热交换后，烟气出烟道进入烟气净化系统，仍然有900℃-1000℃的温度，进入烟气净化系统意味着回收余热结束，按照国际有关余能、余热回收标准，在技术条件、装备水平允许的条件下，各种余热载体回收余热的下限温度是：固体载体500℃，液态载体80℃，气态载体150℃-200℃。也就是说，按上面的系统烟气将有750℃～850℃的温度损失，烟气出烟道进入烟气净化系统，对烟气进行降温处理，消耗大量的水。可见，能源浪费极大。

转炉上面的围板是钢结构制成的，始终处在1600℃高温的烘烤中，烧损严重，更换的频率较高，既浪费人力物力又影响生产；同时，也浪费了大量的热量。

转炉二次除尘的烟气，在进入烟箱时，温度在1700℃，这部份携带热量的烟气，通过风机抽到除尘器中，由于温度过高，对烟箱、除尘器有很大损害，而且浪费大量热量。如何回收这部分烟气热量，降低烟气的温度，减少维修费用也是应该解决的问题。

发明专利申请200710185379.8方公开了一种“钢铁厂余热锅炉饱和蒸汽回收再发电的方法”，设备包括转炉余热回收锅炉、蒸汽滤波稳压装置、饱和蒸汽加热炉、低压汽轮机、发电机、冷凝器、风机、循环水泵、除氧器、给水泵等。该专利申请所要解决的问题是如何利用的钢铁厂余热锅炉饱和蒸汽进行发电，但是没有涉及如何回收更多的转炉废气余热。

因此，在大力实施节能减排方针的今天，这种传统的废气处理方法亟待改进。

发明内容

本发明目的是在于提供一种转炉废气余热回收利用系统，用于回收从烟道(排管式余热锅炉)排出的温度为900℃-1000℃废气中的余热，使烟气进入净化系统之前温度变为150℃，从而，减少OG系统的用水量和排放量，并且回收了大量的热量。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的：

本发明的转炉废气余热回收利用系统，包括转炉烟道一次余热锅炉、汽水分离器、围板和顶棚、烟气净化系统、二次除尘烟箱、二次除尘器、汽轮发电机、电气自动化控制系统，其特征在于在所述的转炉烟道排管式余热锅炉的烟气出口处连接一个转炉废气下降管路，此转炉废气下降管路与二次余热锅炉汽化冷却系统相连接，此二次余热锅炉汽化冷却系统由二次余热锅炉，此二次余热锅炉的蒸汽出口、烟气出口，此二次余热锅炉与所述的汽水分离器相连接的软水管路相连接，设在此软水管路上的流量计和管道阀门，设在此二次余热锅炉上的蒸汽压力表、水位计及安全阀，此二次余热锅炉的烟气出口经过烟气管道与所述的烟气净化系统相连接，此二次余热锅炉通过循环管路与所述的汽轮发电机相连接，在所述的转炉废气下降管路入口及出口处设有调节吸力的多扇阀，所述的电气自动化控制系统与此二次余热锅炉汽化冷却系统及汽轮发电机系统相连接。

在所述的循环管路上设有包括高压强制循环泵、低压强制循环泵、压力除氧器及除氧水箱及给水泵的执行机构，所述的电气自动化控制系统与此循环管路上的这些执行机构相连接。

在所述的二次余热锅炉和所述的汽水分离器之间用蒸汽管路连接一储气罐。

所述的转炉废气下降管路为保温管路。

所述的二次余热锅炉为排管式余热锅炉。

所述的围板和顶棚为小余热锅炉，此小余热锅炉与所述的转炉上方的汽水分离器相连接，形成一个小余热回收利用系统。

所述的小余热锅炉为由钢号20g密排锅炉管做成的小余热锅炉。

所述的烟气管道的两侧加缓冲器，在烟气管道的中间加烟气速度补偿装置，烟气管道在与烟气净化系统连接时，要进行变径处理。

所述的二次除尘烟箱前段为烟道式余热锅炉，此二次除尘的烟道式余热锅炉的蒸汽出口通过上升管路与所述的转炉上方的汽水分离器相连接构成一个二次除尘的蒸汽回收利用系统，此二次除尘的烟道式余热锅炉通过软水管路和上升管与所述的汽水分离器相连接，此二次除尘的烟道式余热锅炉的的烟气出口经过普通烟气管道与所述的二次除尘器相连接。

所述的二次除尘的烟道式余热锅炉为用钢号20g密排锅炉管做成的烟道式余热锅炉。

本发明的工作原理是：

1)将转炉烟道出口处的烟气用保温管道引到安装在地面上(或一定高度的平台上)的余热锅炉，并在保温管道的入口进入余热锅炉的烟气，经过保温管道温度损失较小，烟气在余热锅炉中被循环吸热，其原理是：锅炉中的软水不断吸收烟气的热量，使其由水变成1.0MPa蒸汽，送到余热锅炉储气室。余热锅炉与汽水分离器的软水来自同一个软水系统，余热锅炉汽化冷却系统由余热锅炉、汽水分离器、高压强制循环泵、低压强制循环泵、压力除氧器及除氧水箱、给水泵和循环管道组成，软水管道上安装流量计和管道阀门，余热锅炉设蒸汽压力表和水位计，并且安装安全阀。系统采用电气自动化控制。

烟气出余热锅炉时，烟气的温度为150℃-200℃，经过管道进入烟气净化系统，此管道可不进行保温，管道的两侧加缓冲器，由于管道加长后，烟气的流速要有损失，所以，为了保证转炉的吸力及烟气进入净化系统的速度20m/s，要在管道的中间加烟气速度补偿装置，管道在与烟气净化系统连接时，要进行变径处理。

以上设计，由于烟气经过二次余热回收，进入净化系统的烟气温度只有150℃，经过测算可节水1/2。以100吨转炉为例，原来要用1000t/h的水量，现只需500t/h的水量，全年节水360万吨；蒸汽按120kg/t钢，全年可回收蒸汽大约12万吨/a。

2)目前，转炉上面的围板是钢结构制成的，始终处在1500℃高温的烘烤中，烧损严重，更换的频率较高，既浪费人力物力又影响生产；同时，也浪费了大量的热量。本发明将围板和顶棚用钢号20g密排锅炉管，做成一个锅炉(汽化冷却装置，也叫蒸汽冷却器)，与转炉上方的汽水分离器相连接，形成一个小余热回收利用系统。这样，通过串水降温，解决了围板烧损问题，又由锅炉中的水置换了烟气的物理热，使水变成蒸汽，回收了热量。

将围板和顶棚做成蒸汽冷却器，与汽水分离器系统、软水系统构成蒸汽回收利用系统，除了冷却器需要新制作，其余利用原系统。其原理是：汽水分离器不断为由锅炉管做成的蒸汽冷却器提供软水，软水吸收烟气中的物理热，转化为蒸汽，蒸汽经过上升管，进入汽水分离器，当汽水分离器中的蒸汽压力超过1.3Mpa时，蒸汽进入储气罐。

经过测算，可回收蒸汽大约1万吨/a。节约维修费约50万元/a。

3)目前，转炉二次除尘的烟气，在进入烟箱时，温度在1700℃，这部份携带热量的烟气，通过风机抽到除尘器中，由于温度过高对烟箱、除尘器有很大损害，而且浪费大量热量。如何回收这部分热量，降低烟气的温度，减少维修费用，这是我们要研究的问题。

本发明将二次除尘烟箱前20米用钢号20g密排锅炉管做成烟道式余热锅炉，余热锅炉做成两段，使烟气在锅炉中通过，锅炉中的软水不断地吸收烟气的物理热，变成蒸汽。二次除尘的余热锅炉与转炉上方的汽水分离器构成一个蒸汽回收利用系统，汽水分离器向余热锅炉供软水，余热锅炉通过上升管，将蒸汽送到汽水分离器。烟气经过余热锅炉降温后，由1700℃降到150℃，再由烟道送到除尘器，进行除尘。这样，既达到烟气降温的目的，又回收了大量的热量。

经过测算，全年蒸汽回收5万吨。

本发明的基本原理是，将一次除尘、二次除尘、一次除尘二次回收、上围板等几部分余热锅炉和蒸汽冷却器回收的蒸汽全部收集具有加热等功能地面上的二次回收的余热锅炉中，具体做法，将一次除尘、二次除尘、上围板等汽化冷却器通过上升管送到汽水分离器的压力为1.3MPa蒸汽经过保温管道送到平台上的储汽包内，保温管道要有流量计、压力表。储气罐再将收集的蒸汽送到余热锅炉中，经过加热压力为1.0MPa，温度为300℃～400℃的蒸汽送到汽轮发电机进行发电，再由变压器将电能送到用户应用；由一次除尘烟道引出的烟气管道要进行保温处理，烟气经过阀门进入余热锅炉时温度为1000℃左右，出余热锅炉时为150℃，由于烟气在输送过程中速度有损失，所以，烟气在进入净化系统之前要加速度补偿器。余热锅炉二次回收的蒸汽进入储气室，余热锅炉要有水位计，压力表，进气阀门，出气阀门。余热锅炉、一次除尘、二次除尘、上围板等蒸汽冷却器、汽水分离器与软水泵、管道、流量计、压力表构成软水供应系统。

附图说明

图1为本发明的结构框图。

图2为本发明的二次余热锅炉系统结构框图。

图3为本发明的二次除尘余热回收利用系统结构框图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的具体实施方式。

如图1、2所示，本发明的转炉废气余热回收利用系统，包括转炉烟道一次余热锅炉2、汽水分离器1、围板和顶棚4、烟气净化系统6、二次除尘烟箱3、二次除尘器、汽轮发电机12、电气自动化控制系统，其特征在于在所述的转炉烟道一次余热锅炉2的烟气出口处连接一个转炉废气下降管路8，此转炉废气下降管路8与二次余热锅炉汽化冷却系统相连接，此二次余热锅炉汽化冷却系统由二次余热锅炉13，此二次余热锅炉13的蒸汽出口、烟气出口，此二次余热锅炉与所述的汽水分离器1相连接的软水管路11相连接，设在此软水管路11上的流量计和管道阀门，设在此二次余热锅炉13上的蒸汽压力表、水位计及安全阀，此二次余热锅炉13的烟气出口经过烟气管道与所述的烟气净化系统9相连接，此二次余热锅炉13通过循环管路15与所述的汽轮发电机12相连接，在所述的转炉废气下降管路8入口及出口处设有调节吸力的多扇阀，在所述的二次余热锅炉13上设有压力计、安全阀，所述的电气自动化控制系统与此二次余热锅炉汽化冷却系统及汽轮发电机系统相连接。

在所述的循环管路15上设有包括高压强制循环泵、低压强制循环泵、压力除氧器及除氧水箱及给水泵的执行机构，所述的电气自动化控制系统与此循环管路上的这些执行机构相连接。

在所述的二次余热锅炉和所述的汽水分离器1之间用蒸汽管路连接一储气罐14。

所述的转炉废气下降管路8为保温管路。

所述的二次余热锅炉13为排管式余热锅炉。

所述的围板和顶棚4为小余热锅炉，此小余热锅炉与所述的转炉上方的汽水分离器相连接，形成一个小余热回收利用系统。

所述的小余热锅炉为由钢号20g密排锅炉管做成的小余热锅炉。

如图1所示，所述的烟气管道10的两侧加缓冲器，在烟气管道10的中间加烟气速度补偿装置，烟气管道10在与烟气净化系统6连接时，要进行变径处理。

如图3所示，所述的二次除尘烟箱3前段为烟道式余热锅炉，此二次除尘的烟道式余热锅炉的蒸汽出口通过上升管路与所述的转炉7上方的汽水分离器1相连接构成一个二次除尘的蒸汽回收利用系统，此二次除尘的烟道式余热锅炉的的烟气出口经过普通烟气管道与所述的二次除尘器相连接。汽水分离器1向烟道式余热锅炉供软水，烟道式余热锅炉3通过上升管将蒸汽送到汽水分离器1，此二次除尘的烟道式余热锅炉的烟气出口经过烟气管道与二次除尘器20相连接。二次除尘器20的烟气出口接烟囱21

所述的二次除尘的烟道式余热锅炉为用钢号20g密排锅炉管做成的烟道式余热锅炉。

本发明将一次除尘、二次除尘、一次除尘二次回收、上围板等几部分余热锅炉和蒸汽冷却器回收的蒸汽全部收集具有加热等功能地面上的二次回收的余热锅炉中，将有可能利用的转炉废气余热充分完全地加以回收利用，减少了OG系统的用水量，从而减少了后步工序的水泥浆处理量，达到节能减排的目的，实现转炉负能练钢。

Claims (10)

1.一种转炉废气余热回收利用系统，包括转炉烟道一次余热锅炉、汽水分离器、围板和顶棚、烟气净化系统、二次除尘烟箱、二次除尘器、汽轮发电机、电气自动化控制系统，其特征在于在所述的转炉烟道一次余热锅炉的烟气出口处连接一个转炉废气下降管路，此转炉废气下降管路与二次余热锅炉汽化冷却系统相连接，此二次余热锅炉汽化冷却系统由二次余热锅炉，此二次余热锅炉的蒸汽出口、烟气出口，连接此二次余热锅炉与所述的汽水分离器的软水管路，设在此软水管路上的流量计和管道阀门，设在此二次余热锅炉上的蒸汽压力表、水位计及安全阀组成，此二次余热锅炉的烟气出口经过烟气管道与所述的烟气净化系统相连接，此二次余热锅炉通过循环管路与所述的汽轮发电机相连接，在所述的转炉废气下降管路入口及出口处设有调节吸力的多扇阀，所述的电气自动化控制系统与此二次余热锅炉汽化冷却系统及汽轮发电机系统相连接。

2.根据权利要求1所述的转炉废气余热回收利用系统，其特征在于在所述的循环管路上设有包括高压强制循环泵、低压强制循环泵、压力除氧器及除氧水箱及给水泵的执行机构，所述的电气自动化控制系统与此循环管路上的这些执行机构相连接。

3.根据权利要求1所述的转炉废气余热回收利用系统，其特征在于在所述的二次余热锅炉和所述的汽水分离器之间用蒸汽管路连接一储气罐。

4.根据权利要求1所述的转炉废气余热回收利用系统，其特征在于所述的转炉废气下降管路为保温管路。

5.根据权利要求1所述的转炉废气余热回收利用系统，其特征在于所述的二次余热锅炉为排管式余热锅炉。

6.根据权利要求1所述的转炉废气余热回收利用系统，其特征在于所述的围板和顶棚为小余热锅炉，此小余热锅炉与所述的转炉上方的汽水分离器相连接，形成一个小余热回收利用系统。

7.根据权利要求6所述的转炉废气余热回收利用系统，其特征在于所述的小余热锅炉为由钢号20g密排锅炉管做成的小余热锅炉。

8.根据权利要求1所述的转炉废气余热回收利用系统，其特征在于所述的烟气管道的两侧加缓冲器，在烟气管道的中间加烟气速度补偿装置，烟气管道在与烟气净化系统连接时，要进行变径处理。

9.根据权利要求1所述的转炉废气余热回收利用系统，其特征在于所述的二次除尘烟箱前段为烟道式余热锅炉，此二次除尘的烟道式余热锅炉的蒸汽出口通过上升管路与所述的转炉上方的汽水分离器相连接构成一个二次除尘的蒸汽回收利用系统，此二次除尘的烟道式余热锅炉通过软水管路和上升管与所述的汽水分离器相连接，此二次除尘的烟道式余热锅炉的的烟气出口经过普通烟气管道与所述的二次除尘器相连接。

10.根据权利要求9所述的转炉废气余热回收利用系统，其特征在于所述的二次除尘的烟道式余热锅炉为用钢号20g密排锅炉管做成的烟道式余热锅炉。

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