CN103894561A - 连铸热回收系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种连铸热回收系统及方法，该系统包括罐体和多个连铸热回收器，所述连铸热回收器是由两根下集管、一根上集管和两排纵向连管组成，所述罐体底部通过出水管道分别与各个连铸热回收器的进水管相连接，所述连铸热回收器罩在连铸钢胚输送线上，所述连铸热回收器的上集管出气口分别通过蒸汽进管与罐体上部相连接，所述罐体顶部通过蒸汽出管与蒸汽发电机组相连接。该连铸热回收系统通过连管内的冷水对连铸钢胚进行余热回收，冷水受热后蒸发成用于发电的蒸汽，充分利用能源，不仅节省了吨钢成本，而且可以大幅改善连铸机周围的工作环境，对发展低碳经济有积极效果，取得了良好的经济效益和环境效益，具有广泛的使用价值和推广意义。

Description

连铸热回收系统及方法
技术领域
本发明涉及一种连铸热回收系统及方法。
背景技术
随着国家对系统节能减排政策的实施，工业企业积极响应，取得了较大成果。其中，钢铁企业系统节能潜力巨大，如烧结余热发电、高炉煤气TRT发电及BPRT系统、炼钢一次干法除尘等使用，极大降低了吨钢成本。为了进一步进行余热回收，目前国内除大型钢企连铸连轧外，大部分钢企尚未对连铸钢胚进行热回收，而让连铸钢胚的高温余热直接释放到空气中；由于这部分热量较大，以四机四流150×150方坯连铸为例，小时热负荷达9000kw左右，这样不仅能造成了极大的能源浪费，而且使得连铸机周围的工作环境恶化，影响了工人的健康。
发明内容
为了节约能源，本发明的目的在于提供一种对连铸钢胚进行高效热回收的连铸热回收系统及方法。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案一是：一种连铸热回收系统，包括罐体和多个连铸热回收器，所述连铸热回收器是由两根下集管、一根上集管和两排纵向连管组成，所述上集管同向设置于两根并列下集管之间的上方，两根下集管的侧壁分别通过两排纵向连管与上集管的侧壁连接形成罩形结构，两排连管分别形成了罩形结构的两侧壁，所述连管的上端与上集管相连通，所述连管的下端与相应的下集管相连通，两根下集管分别与两根进水管相连通；所述罐体侧壁连接有进水系统，所述罐体底部通过出水管道分别与各个连铸热回收器的进水管相连接，所述连铸热回收器罩在连铸钢胚输送线上，所述连铸热回收器的上集管出气口分别通过蒸汽进管与罐体上部相连接，所述罐体顶部通过蒸汽出管与蒸汽发电机组相连接，所述罐体底部还连接有疏放水系统和排污系统。
进一步的，所述连铸钢胚输送线包括从二冷室三段到钢胚切割前的托辊输送线和辊筒输送线。
进一步的，所述蒸汽发电机组包括蒸汽型螺杆膨胀机发电机组，所述蒸汽型螺杆膨胀机发电机组的出气口通过管道与ORC螺杆膨胀机发电机组的进气口相连接。
进一步的，所述连铸热回收器的上集管倾斜设置。
进一步的，所述连铸热回收器的两根下集管水平或倾斜设置。
进一步的，所述连铸热回收器的两根下集管之间相互平行。
进一步的，所述连铸热回收器的两排连管均包括多根相互平行的连管。
进一步的，所述连铸热回收器的连管上端与上集管交叉连通，所述连铸热回收器的连管下端与相应的下集管交叉连通，所述连铸热回收器的进水管出水端与相应的下集管交叉连通。
进一步的，所述连铸热回收器的连管为弯管。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案二是：一种连铸热回收方法，采用如上所述的连铸热回收系统，进水系统向罐体内进水，罐体向各个连铸热回收器的两根下集管进水，连铸热回收器的两根下集管分别为两排纵向连管供水，两排连管内的水与连铸钢胚输送线上的钢胚进行热交换而被加热成热蒸汽并汇集到上集管内，所有连铸热回收器的上集管分别通过蒸汽进管将热蒸汽再汇集到罐体内，罐体通过蒸汽出管将热蒸汽输送到蒸汽发电机组内进行发电。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：该连铸热回收系统由下集管、连管和上集管组成了罩在连铸钢胚外侧的罩形结构，并通过连管内的冷水从二冷室三段至钢胚切割前对连铸钢胚进行余热回收，冷水受热后蒸发成0.7-0.8Mpa饱和蒸汽，然后进入蒸汽型螺杆膨胀机和ORC螺杆膨胀机进行发电，可产生1200kW??h左右，经计算吨钢成本可节约10元/吨，且可以大幅改善连铸机周围的工作环境，充分利用能源，对发展低碳经济有积极效果，取得了良好的经济效益和环境效益，具有广泛的使用价值和推广意义。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
附图说明
图1为辊筒输送线上的连铸热回收器构造示意图。
图2为图1中A-A处的剖视示意图。
图3为图1中B-B处的剖视示意图。
图4为托辊输送线上的连铸热回收器构造示意图。
图5为图4中C-C处的剖视示意图。
图6为本发明实施例的连接示意图。
图中：1-下集管，2-上集管，3-连管，4-进水管，5-钢胚，6-辊筒，7-托辊；A-罐体，B-连铸热回收器，C-取样冷却器，D-定期排污扩容器，E-排水井，XJ-下集管，SJ-上集管，CS-出水管道，ZJ-蒸汽进管，ZC-蒸汽出管，SF-疏放水管，P1-连续排污管道，P2-定期排污管道，F1-法兰截止阀，F2-疏水阀，F3-安全放气阀，F4-快速排污阀，FD-电动流量调节阀。
具体实施方式
如图1~6所示，一种连铸热回收系统，包括罐体A和多个连铸热回收器B，所述连铸热回收器B是由两根下集管1、一根上集管2和两排纵向连管3组成，所述上集管2同向设置于两根并列下集管1之间的上方，两根下集管1的侧壁分别通过两排纵向连管3与上集管2的侧壁连接形成罩形结构，两排连管3分别形成了罩形结构的两侧壁，所述连管3的上端与上集管2相连通，所述连管3的下端与相应的下集管1相连通，两根下集管1分别与两根进水管4相连通；所述罐体A侧壁连接有进水系统，所述罐体A底部通过出水管道CS分别与各个连铸热回收器B的进水管4相连接，所述连铸热回收器B罩在连铸钢胚输送线上，所述连铸热回收器B的上集管SJ出气口分别通过蒸汽进管ZJ与罐体A上部相连接，所述罐体A顶部通过蒸汽出管ZC与蒸汽发电机组相连接，所述罐体A底部还连接有疏放水系统和排污系统。
在本发明实施例中，所述连铸钢胚输送线包括从二冷室三段到钢胚切割前的托辊输送线和辊筒输送线，其中托辊输送线上设置有8个连铸热回收器B，如图4~5所示，该些连铸热回收器B的两根下集管1倾斜设置，所述罩形结构内的中间穿设有倾斜输送的钢胚5，所述钢胚5由多个托辊7支撑传送，所述罩形结构位于两个托辊7之间；其中辊筒输送线上设置有12个连铸热回收器B，如图1~3所示，该些连铸热回收器B的两根下集管1水平设置，所述罩形结构内的中间穿设有水平输送的钢胚5，所述钢胚5由多个辊筒6支撑传送，所述罩形结构位于两个辊筒6之间。
在本发明实施例中，所述蒸汽发电机组包括蒸汽型螺杆膨胀机发电机组，所述蒸汽型螺杆膨胀机发电机组的出气口通过管道与ORC螺杆膨胀机发电机组的进气口相连接，即蒸汽型螺杆膨胀机发电机组的热蒸汽尾气通入ORC螺杆膨胀机发电机组内再次充分利用；从二冷室三段至钢胚切割前对连铸钢胚进行热回收可产生0.7-0.8Mpa饱和蒸汽，然后进入蒸汽型螺杆膨胀机发电机组和ORC螺杆膨胀机发电机组进行发电，可产生1200kW??h左右。另外，所述蒸汽发电机组还可以采用汽轮机等。
在本发明实施例中，为了防止上集管2汽阻时由于气泡处没有水流冷却而高温破裂漏水，所述上集管2与水平呈15°夹角倾斜设置，水蒸汽顺着上集管2往上走，不会形成汽阻，有效地防止了上集管2高温爆裂和系统震动，安全可靠；当然，所述上集管2也可以水平设置。为了进一步提高能源利用率，所述上集管2外侧可包覆有保温层。
在本发明实施例中，所述两根下集管1之间相互平行，所述两排连管3均包括多根相互平行的连管3，此时连管3的布置空间利用率最高且数量最多，各排连管3内的多根连管3之间可以用厚度为6mm钢板焊牢联接成一体；当然，两根下集管1之间也可以不平行，各排连管3内的多根连管3也可以不平行。
在本发明实施例中，所述连管3的上端与上集管2交叉连通，两排连管3的上端延长线相互垂直，所述连管3的下端与相应的下集管1交叉连通，例如呈T形状的垂直交叉连通，但并不局限于此，两排连管3的下端延长线相互平行。所述连管3为中上部向外凸出的弯管，所述弯管的弯曲段与两直通段为45°圆弧平滑过渡；当然，所述弯管的弯曲段也可以向内凸出。
在本发明实施例中，所述罩形结构呈倒U形或倒V形，所述罩形结构的两侧连管3和下集管1关于上集管2的纵向半剖面对称，保证两侧的连管3受热均匀；当然，所述罩形结构的形状并不局限于此，还可以是其它轴对称形状或不对称形状等。
在本发明实施例中，为了快速且较为均匀地进水，所述进水管4的出水端与相应的下集管1中部交叉连通，例如呈T形状的垂直交叉连通，水从下集管1的中部进入后流向两端，使得每根连管3都可以较快地进水。
如图1~6所示，一种连铸热回收方法，采用如上所述的连铸热回收系统，进水系统向罐体A内定量定压进水，罐体A向各个连铸热回收器B的两根下集管XJ进水，连铸热回收器B的两根下集管XJ分别为两排纵向连管供水，两排连管内的水与连铸钢胚输送线上的钢胚进行热交换而被加热成热蒸汽并汇集到上集管SJ内，所有连铸热回收器B的上集管SJ分别通过蒸汽进管ZJ将热蒸汽再汇集到罐体A内，罐体A通过顶部中间的蒸汽出管ZC将热蒸汽输送到蒸汽发电机组内进行发电。
在本发明实施例中，所述罐体A上设置有安全排气阀F3，所述蒸汽出管ZC上并联设置有电动流量调节阀FD和法兰截止阀F1，所述蒸汽出管ZC的一旁路支管上设置有疏水阀F2并通向排水井E，所述连铸热回收器B的下集管XJ通过管道及阀门通向排水沟。所述进水系统包括进水管道，所述进水管道一端与罐体A侧壁相连接、另一端与给水泵出水管相连接，所述进水管道上设置有电动流量调节阀FD、法兰截止阀F1和电接点压力表等。
在本发明实施例中，所述疏放水系统包括连续排污管道P1、取样冷却器C和疏放水管SF，所述连续排污管道P1一端与罐体A底部相连接、另一端与定期排污扩容器D相连接，所述连续排污管道P1上设置有法兰截止阀F1和节流阀，所述连续排污管道P1的一旁路支管与取样冷却器C相连接，所述取样冷却器C分别与自来水管、疏放水管SF和排水管相连接，所述疏放水管SF和排水管分别接到排水沟。
在本发明实施例中，所述排污系统包括与罐体A排污管相贯通的定期排污管道P2，所述罐体A排污管上设置有快速排污阀F4，所述定期排污管道P2的一端直接通向排水井、另一端连接至定期排污扩容器D，所述定期排污扩容器D经排水管道及阀门连接至排水井。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种连铸热回收系统，其特征在于：包括罐体和多个连铸热回收器，所述连铸热回收器是由两根下集管、一根上集管和两排纵向连管组成，所述上集管同向设置于两根并列下集管之间的上方，两根下集管的侧壁分别通过两排纵向连管与上集管的侧壁连接形成罩形结构，两排连管分别形成了罩形结构的两侧壁，所述连管的上端与上集管相连通，所述连管的下端与相应的下集管相连通，两根下集管分别与两根进水管相连通；所述罐体侧壁连接有进水系统，所述罐体底部通过出水管道分别与各个连铸热回收器的进水管相连接，所述连铸热回收器罩在连铸钢胚输送线上，所述连铸热回收器的上集管出气口分别通过蒸汽进管与罐体上部相连接，所述罐体顶部通过蒸汽出管与蒸汽发电机组相连接，所述罐体底部还连接有疏放水系统和排污系统。
2.根据权利要求1所述的连铸热回收系统，其特征在于：所述连铸钢胚输送线包括从二冷室三段到钢胚切割前的托辊输送线和辊筒输送线。
3.根据权利要求1所述的连铸热回收系统，其特征在于：所述蒸汽发电机组包括蒸汽型螺杆膨胀机发电机组，所述蒸汽型螺杆膨胀机发电机组的出气口通过管道与ORC螺杆膨胀机发电机组的进气口相连接。
4.根据权利要求1所述的连铸热回收系统，其特征在于：所述连铸热回收器的上集管倾斜设置。
5.根据权利要求1或4所述的连铸热回收系统，其特征在于：所述连铸热回收器的两根下集管水平或倾斜设置。
6.根据权利要求5所述的连铸热回收系统，其特征在于：所述连铸热回收器的两根下集管之间相互平行。
7.根据权利要求1所述的连铸热回收系统，其特征在于：所述连铸热回收器的两排连管均包括多根相互平行的连管。
8.根据权利要求1或7所述的连铸热回收系统，其特征在于：所述连铸热回收器的连管上端与上集管交叉连通，所述连铸热回收器的连管下端与相应的下集管交叉连通，所述连铸热回收器的进水管出水端与相应的下集管交叉连通。
9.根据权利要求1或7所述的连铸热回收系统，其特征在于：所述连铸热回收器的连管为弯管。
10.一种连铸热回收方法，其特征在于：采用如权利要求1至9中任一项所述的连铸热回收系统，进水系统向罐体内进水，罐体向各个连铸热回收器的两根下集管进水，连铸热回收器的两根下集管分别为两排纵向连管供水，两排连管内的水与连铸钢胚输送线上的钢胚进行热交换而被加热成热蒸汽并汇集到上集管内，所有连铸热回收器的上集管分别通过蒸汽进管将热蒸汽再汇集到罐体内，罐体通过蒸汽出管将热蒸汽输送到蒸汽发电机组内进行发电。
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