CN104215079A - 一种加热炉烟气余热回收的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种加热炉烟气余热回收的方法及其装置。回收的装置是在横烟道内安装着单体余热换热器组成的余热换热器，单体余热换热器经单体余热换热器输入管与余热换热器输入管连接；单体余热换热器经单体余热换热器输出管与余热换热器输出管连接；余热换热器输出管与汽包连接，汽包的连接着循环泵经该泵与余热换热器连接；横烟道还安装单体蒸汽过热器组成的蒸汽过热器，单体蒸汽过热器经单体蒸汽过热器输入管与蒸汽过热器输入管连接，蒸汽过热器输入管与汽包连接；单体蒸汽过热器经单体蒸汽过热器输出管与蒸汽过热器输出管连接通；蒸汽过热器输出管与蒸汽管网连接。回收的方法是在该回收装置上实现。本发明的回收方法及其装置热回收率高。

Description

一种加热炉烟气余热回收的方法及其装置

背景技术

加热炉烟道、烟囱在运行过程中，存在着排烟温度大于400℃，有时达到460℃以上，造成大量高热焓烟气白白排放到大气中，造成能源浪费、污染环境。现有的加热炉烟气余热回收的方法及其装置存在的排烟温度高、热回收率低、烟管金属表面温度高、隔热耐材使用寿命低等缺点，同时造成厂房外上排烟烟管道金属表面温度高，隔热耐材使用寿命低，增加了维修成本。

发明内容

为了克服现有加热炉烟气余热回收的方法的上述不足，本发明提供一种排烟温度较低、热回收率高、烟管金属表面温度低、隔热耐材使用寿命长的加热炉烟气余热回收的方法。

本发明的另一个目的是提供一种实现上述方法的加热炉烟气余热回收的装置。

本发明的加热炉烟气余热回收的方法过程是：

 Ⅰ由横烟道内的横向安装的两至四个单体余热换热器组成的余热换热器吸收温度为361℃—390℃的烟气的余热，将由余热换热器输入管输入的130℃-140℃的水加热成160℃—190℃的汽水混合物，由余热换热器输出管输出；

经余热换热器吸收后，烟气的温度在250℃～280℃之间。

每个单体余热换热器是具有多个热交换管并联连接在两个平行箱体之间的组合体，单体余热换热器入口与出口。

Ⅱ  余热换热器输出管把160℃—170℃的汽水混合物送给汽包，汽水混合物在汽包内汽水分离，分离出的130℃-140℃的水沉到汽包下部，沉到汽包下部的水从汽包底下的热水输出管输给循环泵，循环泵再由余热换热器输入管送给余热换热器；

分离出的170℃—180℃的蒸汽由蒸汽过热器输入管输送到蒸汽过热器；

Ⅲ  分离出的蒸汽由横烟道内的横向安装的两至四个单体蒸汽过热器组成的蒸汽过热器吸收温度为300℃—460℃的烟气的余热，将进入蒸汽过热器的蒸汽加热到260℃—270℃，再由蒸汽过热器输出管送到蒸汽管网。

上述的加热炉烟气余热回收的方法，其特征是：横烟道实际烟气量不小于67000Nm3/h；

由安装的流量控制阀控制蒸汽的流量。

修理单体余热换热器或单体蒸汽过热器是由各自的闸板阀切断蒸汽。

上述的加热炉烟气余热回收的方法，其特征是

余热换热器的循环水量不小于50 m3/h。保证加热炉水梁汽化冷却循环系统有足够的循环水量，保证加热炉正常运行。

本加热炉烟气余热回收的装置包括横烟道，其特征是：

 Ⅰ在横烟道内还横向安装着两至四个单体余热换热器组成的余热换热器、横烟道外的余热换热器输入管与余热换热器输出管，每个单体余热换热器有向上伸出横烟道的单体余热换热器输入竖管，横烟道外的单体余热换热器输入管的一端与单体余热换热器输入竖管相连接通，另一端与横置的余热换热器输入管连接通；每个单体余热换热器有向上伸出横烟道的单体余热换热器输出竖管，横烟道外的单体余热换热器输出管的一端与单体余热换热器输出竖管连接通，另一端与横置的余热换热器输出管连接通；

每个单体余热换热器是具有多个热交换管并联连接在两个平行箱体之间的组合体，单体余热换热器有入口与出口；

Ⅱ  在横烟道外还水平安装着汽包，余热换热器输出管的另一端向下弯成余热换热器输出竖管从汽包顶与汽包连接通，汽包的底部连接着热水输出管，热水输出管连接着循环泵（单独为本装置循环水用）的进水口，循环泵的出水口连接着余热换热器输入竖管，余热换热器输入竖管与余热换热器输入管连接通；

Ⅲ  在横烟道内余热换热器前（以烟气流经的先后次序分为前与后）还横向安装着两至四个单体蒸汽过热器组成的蒸汽过热器、横烟道外的蒸汽过热器输入管与蒸汽过热器输出管，每个单体蒸汽过热器有向上伸出横烟道的单体蒸汽过热器输入竖管，横烟道外的单体蒸汽过热器输入管的一端与单体蒸汽过热器输入竖管连接通，另一端与横置的蒸汽过热器输入管连接通，蒸汽过热器输入管的一端向下弯成蒸汽过热器输入竖管从汽包顶与汽包连接通；每个单体蒸汽过热器有向上伸出横烟道的单体蒸汽过热器输出竖管，横烟道外的单体蒸汽过热器输出管的一端与单体蒸汽过热器输出竖管相连接通，另一端与横置的蒸汽过热器输出管连接通；

蒸汽过热器输出管与蒸汽管网连接通。

蒸汽过热器在余热换热器前，在横烟道内，一般还安装着预热空气的预热器保护管组与空气预热器，以烟气流经的先后次序分为前与后，蒸汽过热器在预热器保护管组与空气预热器后，在余热换热器前。

上述的加热炉烟气余热回收的装置，其特征是：

蒸汽过热器的材质为不锈钢，余热换热器的材质是20钢

每个单体蒸汽过热器是具有多个热交换管并联连接在两个平行箱体之间的组合体，单体蒸汽过热器有入口与出口。

上述的加热炉烟气余热回收的装置，其特征是：

Ⅰ在单体余热换热器输入管还安装着单体余热换热器输入闸板阀与单体余热换热器流量调节阀；在单体余热换热器输出管还安装着单体余热换热器安全阀、单体余热换热器输出闸板阀与单体余热换热器流量计；

Ⅲ  在单体蒸汽过热器输入管还安装着单体蒸汽过热器输入闸板阀；在单体蒸汽过热器输出管还安装着单体过热器安全阀、单体蒸汽过热器输出闸板阀与单体蒸汽过热器输出流量调节阀与单体蒸汽过热器流量计。

单体余热换热器流量调节阀与单体蒸汽过热器输出流量调节阀可用人工调节的阀，也可用远程调节的阀，远程调节阀可在操作室操作，而人工调节的阀只能在现场操作。

在蒸汽过热器输出管、单体蒸汽过热器输出管、单体蒸汽过热器输入管、蒸汽过热器输入管、余热换热器输出管、单体余热换热器输出管、单体余热换热器输入管、余热换热器输入管与热水输出管外部安装涂抹的保温泥不小于60mm厚。

蒸汽过热器和余热换热器烟气侧阻力之和，在加热炉正常生产时（加热炉产量150～170 t/h）为60～75 Pa，在加热炉最大生产量时（加热炉产量200 t/h）为100 Pa，满足总阻力不大于100 Pa.

蒸汽过热器的设计、制造符合中华人民共和国劳动部《蒸汽锅炉安全技术监察规程》的要求。蒸汽过热器材质要求用不锈钢。

余热换热器的设计、制造符合中华人民共和国劳动部《蒸汽锅炉安全技术监察规程》的要求。 余热换热器材质采用20钢。

本发明的有益效果

本发明应用于加热炉烟道热回收上，克服了现有加热炉烟气余热回收的方法排烟温度大于400℃，有时达到460℃以上，造成大量高热焓烟气白白排放到大气中，造成能源浪费、污染环境的不足之处。同时解决了厂房外上排烟管道金属表面温度高，隔热耐材使用寿命低的问题。大幅降低了维修成本，排烟温度由原来的400℃降低到270℃。

年产蒸汽： 4t/h·座×365天×24h×85%（作业率）=3万t

  1吨蒸汽折合3GJ（蒸汽压力0.6-0.8MPa、温度140-300℃，热焓为3.0149GJ/t），则：3万t×3GJ/t=9万GJ

节能量计算：依据0.03412吨标煤/GJ，则年节约标煤：

9万GJ×0.03412吨标煤/GJ =0.31万吨标煤

带来经济效益：9万GJ×22.48元/GJ=202.37（万元）。

附图说明

图1是本加热炉烟气余热回收的方法所用装置的俯视方向的示意图，图中横烟道纵向水平剖开。

上述图中：

1—横烟道；  2—横烟道侧壁；   3—蒸汽管网；    4—蒸汽过热器输出管；

5—单体蒸汽过热器输出管；    6—单体蒸汽过热器输出流量调节阀；

7—单体蒸汽过热器输出闸板阀；    8—单体蒸汽过热器安全阀；   9—单体蒸汽过热器输出竖管；    10—单体蒸汽过热器；   11—单体蒸汽过热器输入竖管；

12—单体蒸汽过热器输入闸板阀；    13—单体蒸汽过热器输入管；

14—蒸汽过热器输入管；    15—余热换热器输出管；

16—单体余热换热器输出管；    17—单体余热换热器输出闸板阀；

18—单体余热换热器安全阀；   19—单体余热换热器输出竖管；

20—单体余热换热器；   21—单体余热换热器输入竖管；

22—单体余热换热器流量调节阀；  23—单体余热换热器输入闸板阀；   

24—单体余热换热器输入管；    25—余热换热器；

26—蒸汽过热器；    27—汽包顶；     28—余热换热器输入管；

29—余热换热器输入竖管；    30—循环泵；     31—热水输出管；

32—汽包；    33—余热换热器输出竖管；   34—蒸汽过热器输入竖管；

35—单体余热换热器流量计；      36—单体蒸汽过热器流量计；

37—烟气；     38—空气预热器输出管；     39—空气预热器；

40—空气预热器输入管；     41—预热器保护管组输出管；  

 42—预热器保护管组；     43—预热器保护管组输入管。

具体实施方式

下面结合实施例及其附图详细说明本发明的具体实施方式，但本发明的具体实施方式不局限于下述的实施例。

装置实施例  

本加热炉烟气余热回收装置见图1，它包括安装在横烟道1内的给鼓风机预热空气的预热器保护管组42与空气预热器39，本实施例的特征是：

 Ⅰ在横烟道1内，在预热空气的预热器保护管组42与空气预热器39的后面，还横向（横烟道1的横截面为矩形，余热换热器25垂直于横烟道1的方向）安装着四个单体余热换热器20组成的余热换热器25、余热换热器输入管28与余热换热器输出管15，每个单体余热换热器20有向上伸出横烟道1的单体余热换热器输入竖管21，横烟道1外的单体余热换热器输入管24的一端与单体余热换热器输入竖管21相连接通，另一端与横置的余热换热器输入管28连接通；每个单体余热换热器20有向上伸出横烟道1的单体余热换热器输出竖管19，横烟道1外的单体余热换热器输出管16的一端与单体余热换热器输出竖管19连接通，另一端与横置的余热换热器输出管15连接通；

每个单体余热换热器20是具有多个热交换管并联连接在两个平行箱体之间的组合体，单体余热换热器20有入口与出口；

Ⅱ  在横烟道1外还水平安装着汽包32，余热换热器输出管15的另一端向下弯成余热换热器输出竖管33从汽包顶27与汽包32连接通，汽包32的底部连接着热水输出管31，热水输出管31连接着循环泵30（单独为本装置循环水用）的进水口，循环泵30的出水口连接着余热换热器输入竖管29，余热换热器输入竖管29与余热换热器输入管28连接通；

Ⅲ  在横烟道1内的预热器保护管组42与空气预热器39的后面，余热换热器25前面，还横向安装着四个单体蒸汽过热器10组成的蒸汽过热器26、蒸汽过热器输入管14与蒸汽过热器输出管4，每个单体蒸汽过热器10有向上伸出横烟道1的单体蒸汽过热器输入竖管11，横烟道1外的单体蒸汽过热器输入管13的一端与单体蒸汽过热器输入竖管11连接通，另一端与横置的蒸汽过热器输入管14连接通，蒸汽过热器输入管14的一端向下弯成蒸汽过热器输入竖管34从汽包顶27与汽包32连接通；每个单体蒸汽过热器10有向上伸出横烟道1的单体蒸汽过热器输出竖管9，横烟道1外的单体蒸汽过热器输出管5的一端与单体蒸汽过热器输出竖管9相连接通，另一端与横置的蒸汽过热器输出管4连接通；

蒸汽过热器输出管4与蒸汽管网3连接通。

本实施例的蒸汽过热器26的材质为不锈钢。

余热换热器25的材质采用20钢

每个单体蒸汽过热器10是具有多个热交换管并联连接在两个平行箱体之间的组合体，单体蒸汽过热器10有入口与出口；

上述的加热炉烟气余热回收装置，其特征是：

Ⅰ在单体余热换热器输入管24还安装着单体余热换热器输入闸板阀23与单体余热换热器流量调节阀22（单体余热换热器流量调节阀22可用人工调节的阀，也可用远程调节的阀，只是远程调节阀可在操作室操作，而人工调节的阀只能在现场操作。）；在单体余热换热器输出管16还安装着单体余热换热器安全阀18、单体余热换热器输出闸板阀17与单体余热换热器流量计35；

Ⅲ  在单体蒸汽过热器输入管13还安装着单体蒸汽过热器输入闸板阀12；在单体蒸汽过热器输出管5还安装着单体过热器安全阀8、单体蒸汽过热器输出闸板阀7与单体蒸汽过热器输出流量调节阀6（单体蒸汽过热器输出流量调节阀6可用人工调节的阀，也可用远程调节的阀，只是远程调节阀可在操作室操作，而人工调节的阀只能在现场操作。）与单体蒸汽过热器流量计36。

在蒸汽过热器输出管4、单体蒸汽过热器输出管5、单体蒸汽过热器输入管13、蒸汽过热器输入管14、余热换热器输出管15、单体余热换热器输出管16、单体余热换热器输入管24、余热换热器输入管28与热水输出管31外部安装涂抹保温泥60mm厚。

方法实施例  

本实施例是在上述的装置实施例上实施的，它是用安装在横烟道1内的预热器保护管组42与空气预热器39给鼓风机预热空气，见图1，本实施例的特征是：

 Ⅰ由横烟道1内的横向安装的四个单体余热换热器20组成的余热换热器25吸收温度为361℃—390℃的烟气37的余热，将由余热换热器输入管28输入的130℃-140℃的水加热成160℃—190℃的汽水混合物，由余热换热器输出管15输出。

经余热换热器25吸收后，烟气37的温度在250℃～280℃之间

每个单体余热换热器20是具有多个热交换管并联连接在两个平行箱体之间的组合体，单体余热换热器20入口与出口。

Ⅱ  余热换热器输出管15把160℃—170℃的汽水混合物送给汽包32，汽水混合物在汽包32内汽水分离，分离出的130℃-140℃的水沉到汽包32下部，沉到汽包32下部的水从汽包32底下的热水输出管31输给循环泵30，循环泵30再由余热换热器输入管28送给余热换热器25；

分离出的170℃—180℃的蒸汽由蒸汽过热器输入管14输送到蒸汽过热器26；

Ⅲ  分离出的蒸汽由横烟道1内的横向安装的四个单体蒸汽过热器10组成的蒸汽过热器26吸收温度为300℃—460℃的烟气37的余热，将进入蒸汽过热器26的蒸汽加热到260℃—270℃，再由蒸汽过热器输出管4送到蒸汽管网3。

正常生产实际烟气量不小于：67000Nm3/h

上述的加热炉烟气余热回收的方法，是在13kg/cm²汽压下进行的，还由安装的安全阀与闸板阀及流量控制阀切断或控制汽的流量。

同时限定供应余热换热器25的少量循环水量不小于50 m3/h，保证加热炉水梁汽化冷却循环系统有足够的循环水量，保证加热炉正常运行。

上述加热炉烟气余热回收的方法，由一个装置实施实现，蒸汽工况可分多种，现分三种蒸汽工况详细说明。蒸汽过热器26的明细见表1，余热换热器25的明细见表2，为避免表格大于电子申请的要求，省略相对应的部件序号。

表1

表2

Claims (8)

1.  一种加热炉烟气余热回收的方法，它的回收过程是：

 Ⅰ 由横烟道内的横向安装的两至四个单体余热换热器组成的余热换热器吸收温度为361℃—390℃的烟气的余热，将由余热换热器输入管输入的130℃-140℃的水加热成160℃—190℃的汽水混合物，由余热换热器输出管输出；

Ⅱ  余热换热器输出管把160℃—170℃的汽水混合物送给汽包，汽水混合物在汽包内汽水分离，分离出的130℃-140℃的水沉到汽包下部，沉到汽包下部的水从汽包底下的热水输出管输给循环泵，循环泵再由余热换热器输入管送给余热换热器；

分离出的170℃—180℃的蒸汽由蒸汽过热器输入管输送到蒸汽过热器；

Ⅲ  分离出的蒸汽由横烟道内的横向安装的两至四个单体蒸汽过热器组成的蒸汽过热器吸收温度为300℃—460℃的烟气的余热，将进入蒸汽过热器的蒸汽加热到260℃—270℃，再由蒸汽过热器输出管送到蒸汽管网。

2. 根据权利要求1所述的加热炉烟气余热回收的方法，其特征是：横烟道实际烟气量不小于67000Nm3/h；

由安装的流量控制阀控制蒸汽的流量。

3. 根据权利要求1或2所述的加热炉烟气余热回收的方法，其特征是

余热换热器的循环水量不小于50 m3/h。

4. 一种加热炉烟气余热回收的装置，它包括横烟道，其特征是：

 Ⅰ 在横烟道内还横向安装着两至四个单体余热换热器组成的余热换热器、横烟道外的余热换热器输入管与余热换热器输出管，每个单体余热换热器有向上伸出横烟道的单体余热换热器输入竖管，横烟道外的单体余热换热器输入管的一端与单体余热换热器输入竖管相连接通，另一端与横置的余热换热器输入管连接通；每个单体余热换热器有向上伸出横烟道的单体余热换热器输出竖管，横烟道外的单体余热换热器输出管的一端与单体余热换热器输出竖管连接通，另一端与横置的余热换热器输出管连接通；

Ⅱ  在横烟道外还水平安装着汽包，余热换热器输出管的另一端向下弯成余热换热器输出竖管从汽包顶与汽包连接通，汽包的底部连接着热水输出管，热水输出管连接着循环泵的进水口，循环泵的出水口连接着余热换热器输入竖管，余热换热器输入竖管与余热换热器输入管连接通；

Ⅲ  横烟道内以烟气流经的先后次序划分，在余热换热器前还横向安装着两至四个单体蒸汽过热器组成的蒸汽过热器、横烟道外的蒸汽过热器输入管与蒸汽过热器输出管，每个单体蒸汽过热器有向上伸出横烟道的单体蒸汽过热器输入竖管，横烟道外的单体蒸汽过热器输入管的一端与单体蒸汽过热器输入竖管连接通，另一端与横置的蒸汽过热器输入管连接通，蒸汽过热器输入管的一端向下弯成蒸汽过热器输入竖管从汽包顶与汽包连接通；每个单体蒸汽过热器有向上伸出横烟道的单体蒸汽过热器输出竖管，横烟道外的单体蒸汽过热器输出管的一端与单体蒸汽过热器输出竖管相连接通，另一端与横置的蒸汽过热器输出管连接通；

蒸汽过热器输出管与蒸汽管网连接通。

5.根据权利要求4所述的加热炉烟气余热回收的装置，其特征是：

蒸汽过热器的材质为不锈钢，余热换热器的材质是20钢。

6. 根据权利要求4或5所述的加热炉烟气余热回收的装置，其特征是：

Ⅰ 在单体余热换热器输入管还安装着单体余热换热器输入闸板阀与单体余热换热器流量调节阀；在单体余热换热器输出管还安装着单体余热换热器安全阀、单体余热换热器输出闸板阀与单体余热换热器流量计；

Ⅲ  在单体蒸汽过热器输入管还安装着单体蒸汽过热器输入闸板阀；在单体蒸汽过热器输出管还安装着单体过热器安全阀、单体蒸汽过热器输出闸板阀与单体蒸汽过热器输出流量调节阀与单体蒸汽过热器流量计。

7.根据权利要求4或5所述的加热炉烟气余热回收的装置，其特征是：在蒸汽过热器输出管、单体蒸汽过热器输出管、单体蒸汽过热器输入管、蒸汽过热器输入管、余热换热器输出管、单体余热换热器输出管、单体余热换热器输入管、余热换热器输入管与热水输出管外部安装涂抹的保温泥不小于60mm厚。

8. 根据权利要求6所述的加热炉烟气余热回收的装置，其特征是：在蒸汽过热器输出管、单体蒸汽过热器输出管、单体蒸汽过热器输入管、蒸汽过热器输入管、余热换热器输出管、单体余热换热器输出管、单体余热换热器输入管、余热换热器输入管与热水输出管外部安装涂抹的保温泥不小于60mm厚。