CN112662837B - 转炉余热锅炉中的裙罩 - Google Patents

Abstract

本发明公开了转炉余热锅炉中的裙罩，包括裙罩本体，裙罩本体包括：间隔设置的上、下环形集箱，上、下环形集箱之间设有周向排列的受热管，受热管包括：上升受热管、下降受热管；上环形集箱内均分设有上隔腔，下环形集箱内均分设有下隔腔，上隔腔和下隔腔的数量相同；一个下隔腔与若干根依次相邻设置的上升受热管及若干根依次相邻设置的下降受热管相连通；其中一个下隔腔中分成连通进水口的进水隔腔及连通出水口的出水隔腔，裙罩本体外围还设置有能密封裙罩与炉口段烟道之间间隙的水封装置。冷却水通过进水口进入进水隔腔后，能够在裙罩本体中上下迂回运行，最后从出水口流出。该裙罩适用自然循环也适用低压强制循环、所需安装空间较小。

Description

转炉余热锅炉中的裙罩

技术领域

本发明涉及转炉余热锅炉领域，具体涉及其中的裙罩。

背景技术

转炉余热锅炉是一种烟道式余热锅炉，十分广泛地应用于回收钢厂转炉炼钢时产生的煤气、高温烟气和烟尘中的热量。转炉余热锅炉直接连锁于转炉炼钢的生产过程，作为钢厂炼钢工艺的一部分直接参与生产。转炉余热锅炉包括：炉口段烟道、中Ⅰ段烟道、中Ⅱ段烟道、中Ⅲ段烟道、尾部烟道、裙罩，裙罩又称活动烟罩，其活动支撑在转炉炉口上方的炉口段烟道的下端，通过裙罩的提升装置做升降运动。冶炼时，裙罩需要下降罩住炉口以阻止空气进入，从而提高回收的煤气的质量；冶炼结束后，转炉需要倒渣、出钢，此时裙罩需要上升，使裙罩与转炉炉口之间有足够的空间，使得转炉能自如旋转倾倒出料。

裙罩本体主要由进、出水集箱及受热管组成。裙罩本体内的冷却水有两种循环方式：一种为自然循环方式，冷却水通过下降管进入进水集箱，再进入受热管中进行热量交换，然后进入出水集箱，最后从出水管输出；另一种为低压强制循环方式，水通过强制循环泵进入进水管中，再由进水管进入进水集箱，然后进入受热管中进行热量交换，再进入出水集箱，最后从出水管输出。

目前，裙罩本体的结构一般有两种。第一种结构如附图5所示，裙罩本体包括：进水集箱11、出水集箱12，出水集箱12位于进水集箱11的上方，进、出水集箱之间设置有由竖向受热管3和扁钢组成的水冷壁。这种水冷壁运行时水流阻力小，无论是自然循环还是强制循环的系统都适用。考虑到内部介质需要均匀分配，还需要在有进、出水集箱的基础上设置两个环形集箱：进水分配集箱13和出水汇集集箱14。这样裙罩的外形尺寸和重量就会相应增加，在有些空间较狭窄的钢厂转炉车间安装难度也就相应加大。第二种结构如附图6所示，裙罩本体包括：圆台形的水冷壁，进水集箱11和出水集箱12位于该水冷壁的左右两侧，该水冷壁由若干水平布置的环形受热管8竖向叠加而成，每根环形受热管8上均伸出进水连接管连接进水集箱、还伸出出水连接管连接出水集箱。此结构由于受热管8为水平布置，运行时管内介质流动阻力较大，故只能适用于低压强制循环的大型转炉系统中，此外，由于进水集箱和出水集箱位于该水冷壁的左右两侧，这种结构的裙罩本体的外形尺寸也比较庞大。

发明内容

本发明的目的在于： 提供一种既适用于自然循环方式又适用于低压强制循环方式、所需安装空间较小的新型裙罩。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：转炉余热锅炉中的裙罩，包括：裙罩本体，其特征在于：裙罩本体包括：间隔设置的上环形集箱、下环形集箱，且下环形集箱的直径大于上环形集箱，上、下环形集箱之间设置有水冷壁，该水冷壁包括：若干根竖向设置的受热管，所述的受热管在上、下环形集箱之间周向排列，受热管包括：管中水流从下向上流动的上升受热管、管中水流从上向下流动的下降受热管；上环形集箱内设置有若干个隔板从而将上环形集箱的内腔沿周向均分成若干相互隔绝的上隔腔，下环形集箱内设置有若干隔板从而将下环形集箱的内腔沿周向均分成若干个相互隔绝的下隔腔，上隔腔的数量和下隔腔的数量相同；每个下隔腔均与若干根依次相邻设置的上升受热管的下端以及若干根依次相邻设置的下降受热管的下端相连通；任意一个下隔腔上的所有下降受热管的上端均与一个对应的上隔腔相连通、并且该下隔腔上的所有上升受热管的上端均与位于上述对应的上隔腔下游且相邻的另一个上隔腔相连通；其中一个下隔腔还被分成相互隔绝的一个进水隔腔和一个出水隔腔，进水隔腔上设置有进水管口，出水隔腔上设置有出水管口，并且进水隔腔上连通的受热管均为上升受热管，出水隔腔上连通的受热管均为下降受热管； 裙罩本体的外围上端还设置有环形的能装水的水封槽，该水封槽能与炉口段烟道下端的水封插板相配合而形成水密封；工作时，水从进水管口进入进水隔腔，通过上升受热管向上进入一个上隔腔，该上隔腔中的水再通过下降受热管向下进入相邻的下游下隔腔，该下游下隔腔中的水再通过上升受热管向上进入相邻的下游上隔腔，如此不断迂回流动，直至进入出水隔腔，并经出水管口流出。

进一步地，上述转炉余热锅炉中的裙罩，其中：上隔腔和下隔腔上下错位设置。

进一步地，上述转炉余热锅炉中的裙罩，其中：每个受热管的管径均相同，每个上隔腔连通的上升受热管的数量大于该上隔腔连通的下降受热管的数量，每个下隔腔连通的上升受热管的数量大于该下隔腔连通的下降受热管的数量。

进一步地，上述转炉余热锅炉中的裙罩，其中：每个上隔腔连通的上升受热管的数量为该上隔腔连通的下降受热管的数量的两倍，每个下隔腔连通的上升受热管的数量为该下隔腔连通的下降受热管的数量的两倍。

进一步地，上述转炉余热锅炉中的裙罩，其中：连通进水隔腔的每根上升受热管的进口处均设置有节流孔板，上升受热管通过节流孔板上的节流孔与进水隔腔相连通，节流孔板的节流孔的口径小于所述上升受热管的管径。

进一步地，上述转炉余热锅炉中的裙罩，其中：进水隔腔上连通有进水装置，进水装置包括：间隔设置的两根进水管，两根进水管的一端分别与进水隔腔上的两个进水管口相连通，两根进水管的另一端通过连接管相连通，进水口设置在连接管上；出水隔腔上连通有出水装置，出水装置包括：间隔设置的两根出水管，两根出水管的一端分别与出水隔腔上的两个出水管口相连通，两根出水管的另一端之间通过连接管相连通，出水口设置在连接管上。

本发明的有益效果是：一、本发明所述的转炉余热锅炉中的裙罩结构简单，并且进、出水装置能够方便地设置在下环形集箱上，所需安装空间较小；除氧水通过进水口进入进水隔腔后，能够上下迂回运行，最后从出水口流出，使得该裙罩既适用于自然循环方式又适用于低压强制循环方式。二、裙罩本体上端的外围设置的内有水的环形水封槽，在裙罩工作时，炉口段烟道上设置的环形的水封插板能始终位于水封槽内的水中从而形成水封，阻隔高温烟气往外溢出而污染车间环境。

附图说明

图1为本发明所述的转炉余热锅炉中的裙罩的结构示意图；

图2为图1中裙罩本体的俯视结构示意图；

图3为与进水隔腔连通的上升受热管的结构示意图；

图4为裙罩本体中的冷却水流程示意图；

图5为背景技术中所述的第一种结构的裙罩本体的结构示意图；

图6为背景技术中所述的第二种结构的裙罩本体的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及优选实施例对本发明所述的技术方案做进一步说明。

如图1、图2所示，转炉余热锅炉中的裙罩，包括：裙罩本体，裙罩本体包括：间隔设置的上环形集箱2、下环形集箱1，且下环形集箱1的直径大于上环形集箱2的直径，上、下环形集箱之间设置有近似圆台形的水冷壁，该水冷壁包括：若干根竖向设置的受热管3，所述的受热管3在上下环形集箱之间周向排列，受热管3包括：管中水流从下向上流动的上升受热管31、管中水流从上向下流动的下降受热管32；上环形集箱2内设置有若干个隔板411从而将上环形集箱2的内腔沿周向均分成若干相互隔绝的上隔腔211，下环形集箱1内设置有若干个隔板411从而将下环形集箱1的内腔沿周向均分成若干个相互隔绝的下隔腔111，上隔腔211的数量和下隔腔111的数量相同；每个下隔腔111均与若干根依次相邻设置的上升受热管31的下端以及若干根依次相邻设置的下降受热管32的下端相连通；任意一个下隔腔111上的所有下降受热管32的上端均与一个对应的上隔腔211相连通、并且该下隔腔111上的所有上升受热管31的上端均与位于上述对应的上隔腔211下游且相邻的另一个上隔腔相连通。

如图2、图4所示，下环形集箱1的其中一个下隔腔111中设有第二隔板412，使得该下隔腔111被分隔成连通进水装置5的进水隔腔41及连通出水装置的出水隔腔42，进水隔腔41与出水隔腔42相互隔绝，与进水隔腔41连通的受热管均为上升受热管31，与出水隔腔42连通的受热管均为下降受热管32。在本实施例中，上环形集箱2中和下环形集箱3中均设置了3个隔腔，且上隔腔211和下隔腔111相互交错设置。为了便于描述，如图2中所示，将下环形集箱1中设有第二隔板412的下隔腔111定义为第一下隔腔，沿顺时针方向的其余下隔腔依次定义为第二下隔腔、第三下隔腔，同样地，将通过上升受热管31与进水隔腔41连通的上隔腔为第一上隔腔，沿顺时针方向的其余上隔腔依次定义为第二上隔腔、第三上隔腔。为了防止裙罩氧腐蚀，进入裙罩本体中的冷却水为104℃的除氧水。工作时，参见如图4所示，除氧水从进水装置5的进水口52进入进水隔腔41，通过上升受热管31向上进入第一上隔腔，第一上隔腔中的水再通过下降受热管32向下进入第二下隔腔，第二下隔腔中的水再通过上升受热管31向上进入第二上隔腔，第二上隔腔中的水再通过下降受热管32向下进入第三下隔腔，第三下隔腔中的水再通过上升受热管31向上进入第三上隔腔，第三上隔腔中的水再通过下降受热管32向下进入出水隔腔42，并经出水装置6的出水口62流出。这种除氧水能在裙罩本体中上下迂回运行，从而对高温烟气进行余热利用的裙罩既适用于自然循环又适用于强制循环。同时由于本实用新型中的裙罩本体仅在圆台形的水冷壁的上方和下方设置上环形集箱2、下环形集箱1，且进水装置5和出水装置6均可以方便地设置在下环形集箱1上，使得该裙罩本体所需的安装空间较小。

如本实施例中的裙罩采用自然循环的方式，除氧水通过进水装置的进水口52进入进水隔腔41，然后上下迂回运行，对高温烟气进行余热利用，最后经与出水隔腔42连通的下降受热管32进入出水隔腔42，形成的饱和蒸汽再从出水装置的出水口62输出。如本实施例中的裙罩采用低压强制循环的方式，除氧水经强制循环泵后通过进水装置的进水口52进入进水隔腔41，然后上下迂回运行，对高温烟气进行余热利用，最后经与出水隔腔42连通的下降受热管32进入出水隔腔42，完成热交换的除氧水再从出水装置的出水口62输出。

在实际生产中，转炉余热锅炉的裙罩本体与炉口段烟道7之间需留有5mm的间隙，以便于裙罩上下升降，但这会使转炉炼钢时产生的高温烟气通过这5mm的间隙外溢出来，而高温烟气中含有的有毒有害物质就会导致车间环境污染。本实施例中，在裙罩本体上端的外围设置有环形水封槽82，能与炉口段烟道7下端的环形的水封插板81相配合密封，裙罩工作时，环形水封槽82内装有水，且水封插板81始终位于水封槽82内的水中从而形成水封，实现阻隔高温烟气通过裙罩本体与炉口段烟道7之间的间隙往外溢出的目的。

在本实施例中，裙罩本体中的受热管3的管径均相同，为了使得进入裙罩本体的除氧水能稳定在裙罩本体中迂回运行，提高余热利用率，每个上隔腔211连通的上升受热管31的数量大于该上隔腔连通的下降受热管32的数量、每个下隔腔111连通的上升受热管31的数量大于该下隔腔连通的下降受热管31的数量。本公司经实践摸索出，每个上隔腔211连通的上升受热管31的数量为该上隔腔连通的下降受热管32的数量的两倍，每个下隔腔111连通的上升受热管31的数量为该下隔腔连通的下降受热管32的数量的两倍，这种结构的设置使得除氧水能更稳定地在裙罩本体中迂回运行，进而提高余热利用率。

在本实施例中，除氧水通过进水装置5进入进水隔腔41后，为使水流尽可能均匀有序地从与进水隔腔41连通的各上升受热管31中通过，即：使得离进水隔腔41上的进水管口较远的上升受热管31进水的时间与离进水管口较近的上升受热管31进水的时间相比滞后较少，在每个与进水隔腔41连通的上升受热管31的进口设置有节流孔板7，每个节流孔板上均设置有节流孔71，节流孔71的口径小于上升受热管31的管径，使得每个与进水隔腔41连通的上升受热管31通过对应的节流孔71与进水隔腔41相连通。

在本实施例中，进水装置5包括：间隔设置的两根进水管51，两根进水管51的一端分别与进水隔腔41上的两个进水管口相连通，两根进水管51的另一端通过连接管相连通，进水口52设置在连接管上；出水装置6包括：间隔设置的两根出水管61，两根出水管61的一端分别与出水隔腔42上的两个出水管口相连通，两根出水管61的另一端通过连接管相连通，出水口62设置在连接管上。设置有两个进水管51的进水装置5使得冷却水流能进一步均匀有序地从与进水隔腔41连通的各上升受热管31中通过；设置有两个出水管61的出水装置6也使得沿裙罩本体内管路迂回运行一周后的除氧水均匀有序地从出水装置的出水口62流出。

本发明的优点是：一、本发明所述的转炉余热锅炉中的裙罩结构简单，并且进、出水装置能够方便地设置在下环形集箱1上，所需安装空间较小；除氧水通过进水口52进入进水隔腔41后，能够上下迂回运行，最后从出水口62流出，使得该裙罩既适用于自然循环方式又适用于低压强制循环方式。二、裙罩本体上端的外围设置的内有水的环形水封槽82，在裙罩工作时，炉口段烟道上设置的环形的水封插板81能始终位于水封槽82内的水中从而形成水封，阻隔高温烟气往外溢出而污染车间环境。

Claims (6)

1.转炉余热锅炉中的裙罩，包括：裙罩本体，其特征在于：裙罩本体包括：间隔设置的上环形集箱、下环形集箱，且下环形集箱的直径大于上环形集箱，上、下环形集箱之间设置有水冷壁，该水冷壁包括：若干根竖向设置的受热管，所述的受热管在上、下环形集箱之间周向排列，受热管包括：管中水流从下向上流动的上升受热管、管中水流从上向下流动的下降受热管；上环形集箱内设置有若干个隔板从而将上环形集箱的内腔沿周向均分成若干相互隔绝的上隔腔，下环形集箱内设置有若干隔板从而将下环形集箱的内腔沿周向均分成若干个相互隔绝的下隔腔，上隔腔的数量和下隔腔的数量相同；每个下隔腔均与若干根依次相邻设置的上升受热管的下端以及若干根依次相邻设置的下降受热管的下端相连通；任意一个下隔腔上的所有下降受热管的上端均与一个对应的上隔腔相连通、并且该下隔腔上的所有上升受热管的上端均与位于上述对应的上隔腔下游且相邻的另一个上隔腔相连通；其中一个下隔腔还被分成相互隔绝的一个进水隔腔和一个出水隔腔，进水隔腔上设置有进水管口，出水隔腔上设置有出水管口，并且进水隔腔上连通的受热管均为上升受热管，出水隔腔上连通的受热管均为下降受热管； 裙罩本体的外围上端还设置有环形的能装水的水封槽，该水封槽能与炉口段烟道下端的水封插板相配合而形成水密封；工作时，水从进水管口进入进水隔腔，通过上升受热管向上进入一个上隔腔，该上隔腔中的水再通过下降受热管向下进入相邻的下游下隔腔，该下游下隔腔中的水再通过上升受热管向上进入相邻的下游上隔腔，如此不断迂回流动，直至进入出水隔腔，并经出水管口流出。

2.根据权利要求1所述的转炉余热锅炉中的裙罩，其特征在于：上隔腔和下隔腔上下错位设置。

3.根据权利要求1所述的转炉余热锅炉中的裙罩，其特征在于：每个受热管的管径均相同，每个上隔腔连通的上升受热管的数量大于该上隔腔连通的下降受热管的数量，每个下隔腔连通的上升受热管的数量大于该下隔腔连通的下降受热管的数量。

4.根据权利要求3所述的转炉余热锅炉中的裙罩，其特征在于：每个上隔腔连通的上升受热管的数量为该上隔腔连通的下降受热管的数量的两倍，每个下隔腔连通的上升受热管的数量为该下隔腔连通的下降受热管的数量的两倍。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的转炉余热锅炉中的裙罩，其特征在于：连通进水隔腔的每根上升受热管的进口处均设置有节流孔板，上升受热管通过节流孔板上的节流孔与进水隔腔相连通，节流孔板的节流孔的口径小于所述上升受热管的管径。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的转炉余热锅炉中的裙罩，其特征在于：进水隔腔上连通有进水装置，进水装置包括：间隔设置的两根进水管，两根进水管的一端分别与进水隔腔上的两个进水管口相连通，两根进水管的另一端通过连接管相连通，进水口设置在连接管上；出水隔腔上连通有出水装置，出水装置包括：间隔设置的两根出水管，两根出水管的一端分别与出水隔腔上的两个出水管口相连通，两根出水管的另一端之间通过连接管相连通，出水口设置在连接管上。

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