CN101666484B - 转底炉含锌粉尘回收系统卧式余热锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种转底炉含锌粉尘回收系统卧式余热锅炉，属于炼钢废气处理装置技术领域。转底炉含锌粉尘回收系统卧式余热锅炉，它由炉体和炉架，炉体设置于炉架上，炉体为由炉体水冷壁和设置于炉体水冷壁底部的埋刮板机构成的空腔状结构，炉体水冷壁由前墙水冷壁、左墙水冷壁、右墙水冷壁、顶棚水冷壁组成；前墙水冷壁设置有烟气进口，后墙水冷壁设置有烟气出口，顶棚水冷壁依次设置有烟气辐射档板、辐射管屏、过热器，炉架设置有汽包和循环泵。本发明既能解决管壁粉尘沾粘问题，又能够在恶劣的条件下尽可能的回收烟气中的热量。

Description

转底炉含锌粉尘回收系统卧式余热锅炉

技术领域

本发明涉及一种转底炉含锌粉尘回收系统卧式余热锅炉，属于炼钢废气处理装置技术领域。

背景技术

钢厂每天要产生大量的粉尘，其中大部分的粉尘的主要成份为铁和碳，同时还含有部分锌成份。在这些含铁粉尘一般采用烧结成球团重新回高炉进行炼铁。但在烧结过程中，粉尘中的锌几乎都残留下来，使球团中的锌含量愈来愈高，会在高炉内生成锌附着物，严重影响高炉的使用。因此，含锌量高的粉尘就不能作为高炉原料，只能被扔掉填埋，不仅浪费资源，而且会导致环境污染。针对这种情况，国内开发出了转底炉法回收粉尘技术。该技术将含有铁和碳的尘泥进行氧化铁的高温还原，尘泥中的锌及其他杂质则被去除并排放到废气中，解决了钢厂的粉尘利用问题。高温还原产生大量1100～1200℃的高温含锌烟气，通入余热锅炉进行余热回收，因此余热锅炉是整套转底炉含锌粉尘回收系统的重要设备。由于在高温还原产生大量1100～1200℃的高温烟气中主要含有锌的氧化物和氯化物、铅的氧化物和氯化物、碱金属的氯化物和铁氧化物，这些氧化物和氯化物在高温下(400～800℃)相互粘结在一起，从而会影响余热锅炉的运行。因此，余热锅炉的设计既要考虑不能在管壁上粘有太多的粉尘，又要能够在恶劣的条件下尽可能的回收烟气中的热量。

现有余热锅炉采用水管形式的锅炉，卧式布置，通过循环泵强制管内的水进行循环。余热锅炉内设置有由水冷壁组成的空腔，通过辐射换热降低烟气温度，尽可能使烟气中的粉尘凝结下落，最终达到经过后部受热面后的烟气温度降至要求温度。但实际使用过程中，由于烟气在大空腔中直通进入后部受热面，因此降温效果并不理想。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种适合转底炉含锌粉尘回收系统余热回收的专用余热锅炉。

转底炉含锌粉尘回收系统卧式余热锅炉，它包括炉体和炉架，炉体设置于炉架上，炉体为由炉体水冷壁和设置于炉体水冷壁底部的埋刮板机构成的空腔状结构，炉体水冷壁由前墙水冷壁、左墙水冷壁、右墙水冷壁、顶棚水冷壁、后墙水冷壁组成；前墙水冷壁设置有烟气进口，后墙水冷壁设置有烟气出口，其特征在于，顶棚水冷壁依次设置有烟气辐射挡板、辐射管屏、过热器；炉架的顶部设置有汽包，汽包的进口通过上升管与炉体水冷壁的出口、烟气辐射挡板的出口和辐射管屏的出口相连通，汽包的出水口通过下降管与炉体水冷壁的进口、烟气辐射挡板的进口、辐射管屏的进口相连通，汽包的出汽口通过饱和蒸汽管与过热器的进口相连通；下降管上设置有循环泵。

所述的炉体水冷壁设置有炉体水冷壁进口集箱和炉体水冷壁出口集箱，炉体水冷壁进口集箱出口分别与前墙水冷壁的进口、左墙水冷壁的进口、右墙水冷壁的进口和顶棚水冷壁的进口相连通，炉体水冷壁进口集箱的进口与下降管相连通；炉体水冷壁出口集箱进口分别与前墙水冷壁的出口、左墙水冷壁的出口、右墙水冷壁的出口和顶棚水冷壁的出口相连通，炉体水冷壁出口集箱的出口与上升管相连通。

所述的烟气辐射挡板由挡板管屏、挡板进口集箱、挡板出口集箱、弹簧振打装置组成，挡板管屏为由热交换管构成的板状结构，挡板进口集箱通过挡板管屏的进口与挡板管屏连通，挡板出口集箱通过挡板管屏的出口与挡板管屏连通，弹簧振打装置设置于管屏的屏壁上部。

所述的辐射管屏由管屏、进口集箱、出口集箱、弹簧振打装置和激波吹灰装置组成，管屏为由热交换管构成的板状结构，进口集箱通过管屏的进口与管屏连通，出口集箱通过管屏的出口与管屏连通，弹簧振打装置设置于管屏的屏壁上部，激波吹灰装置设置于辐射管屏的顶部。

所述的过热器由过热器管屏、过热器进口集箱、过热器出口集箱、弹簧振打装置和激波吹灰装置组成，过热器管屏为由热交换管构成的板状结构，过热器进口集箱通过过热器管屏的进口与过热器管屏连通，过热器出口集箱通过管屏的出口与过热器管屏连通，弹簧振打装置设置于过热器管屏的上部，激波吹灰装置设置于过热器管屏的顶部。

上述烟气辐射挡板的热交换管的间距为80～220mm、辐射管屏的热交换管的间距为300～550mm、过热器管屏的热交换管的间距为180～380mm，该设计可保证各处烟气流速基本相同。

所述的顶棚水冷壁上设置有1组烟气辐射挡板、2组辐射管屏、1组过热器管屏。

所述的顶棚水冷壁辐射管屏前侧设置有辐射管屏预留位。保证工况变化时能快速补充安装辐射管屏。

所述的炉体水冷壁设置有弹簧振打装置。

本发明有益效果如下：

转底炉含锌粉尘回收系统卧式余热锅炉采用水管形式的锅炉，管内水通过循环泵采用强制循环。本发明的余热锅炉在烟气入口处有由水冷壁组成的空腔，通过辐射换热降低烟气温度，尽可能的使烟气中的粉尘凝结下落，最终达到经过后部受热面后的烟气温度降至要求温度。为防止烟气在炉内短路而影响换热效果，在炉内设置烟气辐射挡板，使烟气能充满炉内空腔的流动，保证空腔辐射受热面的利用。炉内后部依次设置辐射管屏和过热器，通过辐射管屏和过热器管屏内的水和汽与管外的烟气换热，产生蒸汽和进一步加热蒸汽，达到外部工艺要求的蒸汽，同时使烟气温度降到后部工艺要求的温度。为避免管上长时间运行粘结粉尘，在炉体水冷壁上布置有弹簧振打装置，在辐射管屏和过热器上布置有弹簧振打装置和激波吹灰装置，设立振打和吹灰时间，可有效的把管上的粘结性积灰清除，使管可靠的换热。

附图说明

图1是本发明转底炉含锌粉尘回收系统卧式余热锅炉结构示意图；

图2是图1中A-A剖视图。

图3是图1中B-B剖视图。

其中：1、烟气进口，2、前墙水冷壁，3、左墙水冷壁，4、右墙水冷壁，5、顶棚水冷壁，6、后墙水冷壁，7、辐射管屏预留位，8、炉体水冷壁进口集箱，9、炉体水冷壁出口集箱，10、烟气辐射挡板，11、挡板进口集箱，12、挡板出口集箱，13、第一辐射管屏，14、第一辐射管屏进口集箱，15、第一辐射管屏出口集箱，16、第二辐射管屏，17、第二辐射管屏进口集箱，18、第二辐射管屏出口集箱，19、过热器，20、过热器进口集箱，21、过热器出口集箱，22、汽包，23、饱和蒸汽管，24、上升管，25、下降管，26、循环泵，27、弹簧振打装置，28、激波吹灰装置，29、埋刮板机，30、炉架，31、烟气出口。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明转底炉含锌粉尘回收系统卧式余热锅炉结构和工作原理作进一步的详细描述。

弹簧振打装置、激波吹灰装置、埋刮板机、汽包和循环泵均可采用市售产品。

实施例1

如图1、图2、图3所示，转底炉含锌粉尘回收系统卧式余热锅炉，它由炉体和炉架30，炉体设置于炉架30上，炉体为由炉体水冷壁和设置于炉体水冷壁底部的埋刮板机29构成的空腔状结构，炉体水冷壁由前墙水冷壁2、左墙水冷壁3、右墙水冷壁4、顶棚水冷壁5组成；前墙水冷壁2设置有烟气进口1，后墙水冷壁5设置有烟气出口31，顶棚水冷壁5依次设置有烟气辐射挡板10、第一辐射管屏13、第二辐射管屏14、过热器19；炉架30的顶部设置有汽包22，汽包22的进口通过上升管24与炉体水冷壁的出口、烟气辐射挡板10的出口、第一辐射管屏13的出口和第二辐射管屏14的出口相连通，汽包22的出水口通过下降管25与炉体水冷壁的进口、烟气辐射挡板10的进口、第一辐射管屏13的进口、第二辐射管屏14的进口相连通，汽包22的出汽口通过饱和蒸汽管23与过热器19的进口相连通；下降管25上设置有循环泵26。

炉体水冷壁设置有炉体水冷壁进口集箱8和炉体水冷壁出口集箱9，炉体水冷壁进口集箱8出口分别与前墙水冷壁2的进口、左墙水冷壁3的进口、右墙水冷壁4的进口和顶棚水冷壁5的进口相连通，炉体水冷壁进口集箱8的进口与下降管25相连通；炉体水冷壁出口集箱9进口分别与前墙水冷壁2的出口、左墙水冷壁3的出口、右墙水冷壁4的出口和顶棚水冷壁5的出口相连通，炉体水冷壁出口集箱9的出口与上升管24相连通。

烟气辐射挡板10由挡板管屏、挡板进口集箱11、挡板出口集箱12、弹簧振打装置27组成，挡板管屏为由热交换管构成的板状结构，挡板进口集箱11通过挡板管屏的进口与挡板管屏连通，挡板出口集箱12通过挡板管屏的出口与挡板管屏连通，弹簧振打装置27设置于挡板管屏的上部。

辐射管屏和过热器19与烟气辐射挡板10结构相似，不同之处在于辐射管屏和过热器19顶部设置有激波吹灰装置28。

为了系统的后期负荷调正，顶棚水冷壁2的第一辐射管屏13前侧设置有辐射管屏预留位7。

本发明的工作原理是：转底炉出来的高温烟气从烟气进口1进入前墙水冷壁2、左墙水冷壁3、右墙水冷壁4、顶棚水冷壁5、后墙水冷壁6围成的水冷通道，依次经烟气辐射挡板10，辐射管屏预留位7，第一辐射管屏13，第二辐射管屏14，过热器管屏19，从烟气出口31排出。在此过程中，烟气分别与前墙水冷壁2、左墙水冷壁3、右墙水冷壁4、顶棚水冷壁5、后墙水冷壁6围成的水冷壁、辐射室挡板10、第一辐射管屏13、第二辐射管屏14换热产生汽水混合物，汽水混合物通过上升管24进入汽包22进行汽水分离，同时汽包22内的水经下降管25，通过循环泵26打入到炉体水冷壁进口集箱8、挡板进口集箱11、第一辐射管屏进口集箱14、第二辐射管屏进口集箱17，然后分别分配到前墙水冷壁2、左墙水冷壁3、右墙水冷壁4、顶棚水冷壁5、后墙水冷壁6、辐射室挡板10，辐射管屏预留位7，第一辐射管屏13，第二辐射管屏14与高温烟气进行换热，这就建立了一个从汽包22→下降管25→循环泵26→水冷壁围成通道进口集箱8、辐射室挡板进口集箱11、第一辐射管屏进口集箱14、第二辐射管屏进口集箱17→上升管24→汽包22这样一个保证锅炉产汽安全的水循环回路。汽水混合物在汽包22经汽水分离处理后由饱和蒸汽管23送往过热器进口集箱20，经过热器19与管外烟气换热后汇集到过热器出口集箱21，产生满足外部工艺要求的蒸汽。为保证锅炉的正常运行，在工作时按规定进行弹簧振打装置27和激波吹灰装置28的清灰操作，清理下的粉尘由埋刮板机29送出。

实施例2

如实施例1所述的转底炉含锌粉尘回收系统卧式余热锅炉，不同之处在于，顶棚水冷壁5设置有3组辐射管屏，烟气辐射挡板10的热交换管的间距为120mm、第一辐射管屏的热交换管的间距为540mm，第二辐射管屏的热交换管的间距为320mm、过热器管屏的热交换管的间距为280mm。

Claims (5)

1.转底炉含锌粉尘回收系统卧式余热锅炉，它包括炉体和炉架，炉体设置于炉架上，炉体为由炉体水冷壁和设置于炉体水冷壁底部的埋刮板机构成的空腔状结构，炉体水冷壁由前墙水冷壁、左墙水冷壁、右墙水冷壁、顶棚水冷壁、后墙水冷壁组成；前墙水冷壁设置有烟气进口，后墙水冷壁设置有烟气出口，其特征在于，顶棚水冷壁依次设置有烟气辐射挡板、辐射管屏、过热器；炉架的顶部设置有汽包，汽包的进口通过上升管与炉体水冷壁的出口、烟气辐射挡板的出口和辐射管屏的出口相连通，汽包的出水口通过下降管与炉体水冷壁的进口、烟气辐射挡板的进口、辐射管屏的进口相连通，汽包的出汽口通过饱和蒸汽管与过热器的进口相连通；下降管上设置有循环泵；

所述过热器由过热器管屏、过热器进口集箱、过热器出口集箱、弹簧振打装置和激波吹灰装置组成，过热器管屏为由热交换管构成的板状结构，过热器进口集箱通过过热器管屏的进口与过热器管屏连通，过热器出口集箱通过管屏的出口与过热器管屏连通，弹簧振打装置设置于过热器管屏的上部，激波吹灰装置设置于过热器管屏的顶部；

上述烟气辐射挡板的热交换管的间距为80～220mm、辐射管屏的热交换管的间距为300～550mm、过热器管屏的热交换管的间距为180～380mm；

所述烟气辐射挡板由挡板管屏、挡板进口集箱、挡板出口集箱、弹簧振打装置组成，挡板管屏为由热交换管构成的板状结构，挡板进口集箱通过挡板管屏的进口与挡板管屏连通，挡板出口集箱通过挡板管屏的出口与挡板管屏连通，弹簧振打装置设置于管屏的屏壁上部；

所述辐射管屏由管屏、进口集箱、出口集箱、弹簧振打装置和激波吹灰装置组成，管屏为由热交换管构成的板状结构，进口集箱通过管屏的进口与管屏连通，出口集箱通过管屏的出口与管屏连通，弹簧振打装置设置于管屏的屏壁上部，激波吹灰装置设置于辐射管屏的顶部。

2.如权利要求1所述的转底炉含锌粉尘回收系统卧式余热锅炉，其特征在于，炉体水冷壁设置有炉体水冷壁进口集箱和炉体水冷壁出口集箱，炉体水冷壁进口集箱出口分别与前墙水冷壁的进口、左墙水冷壁的进口、右墙水冷壁的进口和顶棚水冷壁的进口相连通，炉体水冷壁进口集箱的进口与下降管相连通；炉体水冷壁出口集箱进口分别与前墙水冷壁的出口、左墙水冷壁的出口、右墙水冷壁的出口和顶棚水冷壁的出口相连通，炉体水冷壁出口集箱的出口与上升管相连通。

3.如权利要求1所述的转底炉含锌粉尘回收系统卧式余热锅炉，其特征在于，所述的顶棚水冷壁上设置有1组烟气辐射挡板、2组辐射管屏、1组过热器管屏。

4.如权利要求1所述的转底炉含锌粉尘回收系统卧式余热锅炉，其特征在于，顶棚水冷壁辐射管屏前侧设置有辐射管屏预留位。

5.如权利要求1所述的转底炉含锌粉尘回收系统卧式余热锅炉，其特征在于，所述的炉体水冷壁设置有弹簧振打装置。

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