CN102559988A - 一种炼钢转炉烟气火种捕集及热能回收装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种炼钢转炉烟气火种捕集及热能回收装置，包括一级过热器、二级过热器，所述的一级过热器为壳式结构，设置下导液环、上导液环和导烟管；导液环之间通过导水管连通，下导液环设置进水管；所述的二级过热器中设置导气管束，上部连通导气环，导气环上设置过热蒸汽出口，导气管束下端通过湿蒸汽入口与上导液环顶部的蒸汽出口连通。本发明装置采用两级过热器串联结构，在一级过热器中捕集大火种颗粒，对高温烟气初步除尘的目的，高温烟气热能被水回收产生过热蒸汽。过热蒸汽经喷淋装置对过热蒸汽进行调温，以满足汽轮机对蒸汽温度稳定性的要求。本发明结构简单，工作稳定可靠，具有换热和火种捕集双重功能，换热效率高，除尘效果好。

Description

一种炼钢转炉烟气火种捕集及热能回收装置
技术领域
本发明属于炼钢设备技术领域，具体涉及一种一种结构简单，工作稳定可靠，能够有效捕集大颗粒火种，提高烟气热能回收效率的炼钢转炉烟气火种捕集及热能回收装置。
背景技术
转炉煤气是钢铁企业重要的二次能源，有效回收利用转炉煤气，不仅能降低炼钢生产成本，为实现“负能”炼钢打下基础，而且能极大降低钢厂污染物的排放总量，实现清洁生产。LT转炉煤气净化干法处理技术源于德国，该方法利用电场除尘，除尘效率高达99%，可直接将烟气中的含尘量净化至10mg/m3以下，可直接供用户使用。LT法代表着转炉煤气回收技术发展方向。但是，LT法还存在故障率高、易结露、泄爆频繁、蒸发冷却器易结垢，清理检修劳动强度大等不足，还有回收系统处于断续工作模式，温度变化很大，各设备的热应力很大，影响了使用寿命；静电除尘器有电火花存在，无法杜绝爆炸的发生。热能回收利用方面存在着只能产生低压饱和蒸汽，品质低。1000℃以下的显热无法得到回收利用。吹炼初期及末期，煤气含氧量不合格时必须停止回收，点火放散，损失了煤气的潜热。喷水使得转炉煤气含水量大，降低了转炉煤气的低位热值。综上所述，现有技术LT法存在潜热和显热的回收水平；蒸汽品质低；系统安全性差；故障率高，维修清理劳动强大的诸多不足。为了克服易爆炸，蒸汽品质低的问题，需要开发一种具有火种捕集，稳定蒸汽品质的装置，有助于提高LT法的工作效率。
发明内容
本发明的目的是：提供一种结构简单，工作稳定可靠，能够有效捕集大颗粒火种，提高烟气热能回收效率的炼钢转炉烟气火种捕集及热能回收装置。
本发明的目的是这样实现的，包括一级过热器、二级过热器，所述的一级过热器底部设置除尘口；所述的一级过热器为壳式结构，分别设置下导液环和上导液环，中心设置导烟管；导液环之间通过导液管连通，下导液环设置进水管；所述的二级过热器中设置导气管束，上部连通导气环，导气环上设置过热蒸汽出口，导气管束下端通过湿蒸汽入口与上导液环顶部的蒸汽出口连通。
本发明装置采用两级过热器串联结构，在一级过热器中捕集大火种颗粒，对高温烟气初步除尘的目的，高温烟气热能被水回收产生过热蒸汽。过热蒸汽经喷淋装置对过热蒸汽进行调温，以满足汽轮机对蒸汽温度稳定性的要求。同时喷淋装置还对整套系统起到安全保护作用，一旦系统故障，比如不适合用纯干法方式运行，可以即时通过喷淋装置改变为半干法方式运行。本发明结构简单，工作稳定可靠，作为锅炉系统的核心部件，具有换热和火种捕集双重功能，既提高了换热效率，又达到了对烟气粗除尘的目的。
附图说明
图1为本发明整体结构半剖视图；
图2为图1之AA向视图；
图3为图1之BB向视图；
图中：1-一级过热器，2-下导液环，3-上导液环，4-导烟道，5-导水管，6-进水管，7-一级过热蒸汽出口，8-喷淋进水管，9-导气管束，10-二级过热器，11-导气环，12-过热蒸汽出口，13-防护涂层，14-排烟道，15-除尘口，16-进烟道，17-喷淋装置，18-湿蒸汽入口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变更或改进，均属于本发明的保护范围。
如图1所示，本发明装置包括一级过热器1、二级过热器10，所述的一级过热器1底部设置除尘口15；所述的一级过热器1为壳式结构，分别设置下导液环2和上导液环3，中心设置导烟管4；导液环之间通过导水管5连通，下导液环2设置进水管6；所述的二级过热器10中设置导气管束9，上部连通导气环11，导气环11上设置过热蒸汽出口12，导气管束9下端通过湿蒸汽入口18与上导液环3顶部的一级过热蒸汽出口7连通。
图2示出了一级过热器1的内部结构，其为环形布置换热管的中空结构，导水管5平行排列于上导液环3与下导液环2之间。
所述的进烟道16与一级过热器1壳体切线方向连通。
所述的导水管5为密排式结构，环置于一级过热器1内之远心圆周上。
所述的导水管5外壁上设置防护涂层13。所述的防护涂层13的涂层为不易粘附物料的材料。防止高温灰尘粘附于导水管外壁上，导致导水管5失去换热能力，甚至造成导水管之间的空隙完全堵塞，使一级过热器丧失导气能力。
所述的防护涂层13的涂层厚度为3~7cm。
所述的湿蒸汽入口18与一级过热蒸汽出口7之间设置喷淋装置17。
图3示出了二级过热器10的内部结构及一级过热器1之间的配置关系。所述的二级过热器10为壳式结构，其中导气管束9之间的烟气通道连通排烟管14。
所述的喷淋装置17一端连通一级过热器1之一级过热蒸汽出口7，另一端连通二级过热器10之湿蒸汽入口18。
所述的喷淋装置17中设置喷淋管，喷淋管集中连接喷淋进水管（8）；所述的喷淋管上均布喷淋孔。
所述的湿蒸汽入口18与一级过热蒸汽出口7之间设置喷淋装置17。
本发明的工作原理：
夹带有大颗粒火种的高温烟气通过进烟管沿切线方向穿过导水管间隙进入一级过热器内筒，旋转过程中，大颗粒火种被捕集，并经除尘口排出；导水管中的水与高温烟气换热后汽化成过热蒸汽进入二级过热器进行换热、调温。粗除尘后的烟气烟导烟管上升进入二级过热器。所述的喷淋装置通过来自过热器的过热蒸汽中喷水，达到调整二级过热器输出的过热蒸汽温度的目的，满足汽轮机对蒸汽温度波动范围应小于±20℃的要求。同时，喷淋装置设置于二级过热器之前，后续加湿降温使蒸汽带水的给汽轮机发电造成的不利影响。

Claims (10)

1.一种炼钢转炉烟气火种捕集及热能回收装置，包括一级过热器（1）、二级过热器（10），所述的一级过热器（1）底部设置除尘口（15）；其特征是：所述的一级过热器（1）为壳式结构，分别设置下导液环（2）和上导液环（3），中心设置导烟道（4）；导液环之间通过导水管（5）连通，下导液环（2）设置进水管（6）；所述的二级过热器（10）中设置导气管束（9），导气管束（9）上部连通导气环（11），导气环（11）上设置过热蒸汽出口（12），导气管束（9）下端通过湿蒸汽入口（18）与上导液环（3）顶部的一级过热蒸汽出口（7）连通。
2.如权利要求1所述的炼钢转炉烟气火种捕集及热能回收装置，其特征是：所述的一级过热器（1）为环形布置换热管的中空结构，导水管（5）平行排列于上导液环（3）与下导液环（2）之间。
3.如权利要求1所述的炼钢转炉烟气火种捕集及热能回收装置，其特征是：所述的导水管（5）为密排式结构，环置于一级过热器（1）内之远心圆周上。
4.如权利要求3所述的炼钢转炉烟气火种捕集及热能回收装置，其特征是：所述的导水管（5）外壁上设置防护涂层（13）。
5.如权利要求3或4所述的炼钢转炉烟气火种捕集及热能回收装置，其特征是：所述的防护涂层（13）的涂层厚度为3~7cm。
6.如权利要求1所述的炼钢转炉烟气火种捕集及热能回收装置，其特征是：所述的进烟道（16）与一级过热器（1）壳体切线方向连通。
7.如权利要求1所述的炼钢转炉烟气火种捕集及热能回收装置，其特征是：所述的湿蒸汽入口（18）与一级过热蒸汽出口（7）之间设置喷淋装置（17）。
8.如权利要求7所述的炼钢转炉烟气火种捕集及热能回收装置，其特征是：所述的二级过热器（10）为壳式结构，其中导气管（9）之间的烟气通道连通排烟管（14）。
9.如权利要求1所述的炼钢转炉烟气火种捕集及热能回收装置，其特征是：所述的喷淋装置（17）一端连通一级过热器（1）之一级过热蒸汽出口（7），另一端连通二级过热器（10）之湿蒸汽入口（18）。
10.如权利要求1所述的炼钢转炉烟气火种捕集及热能回收装置，其特征是：所述的喷淋装置（17）中设置喷淋管，喷淋管集中连接喷淋进水管（8）；所述的喷淋管上均布喷淋孔。
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