CN201305608Y - 热风炉串级预热系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种能够保护高温换热器的热风炉串级预热系统。该系统由热风炉、烟气发生炉、高温换热器、热管换热器、空气总管、煤气总管、烟气总管、烟气混风支管、混风烟道、混烟管和烟囱等通过管路和控制阀连接形成，其中连接煤气总管和烟气发生炉的第二煤气支路上设置有煤气控制阀，该阀由高温换热器的烟气进口温度控制，减少换炉对高温换热器的不利影响，烟气总管上的烟气总阀自动补偿系统压力，避免了系统废气波动大对设备造成损坏，适应热风炉换炉时废气流量的巨大变化，烟气蒸发段出口处设置的烟气调节阀调节与空气、煤气换热的烟气量，有效利用了双预热热管换热器对煤气的预热温度，从而保证了串级预热系统的高预热温度和长期稳定运行，尤其适合热风炉使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种热风炉系统，尤其是一种热风炉空气煤气双预热的热风炉串级预热系统。
背景技术
高炉冶炼需要高风温以达到节焦降耗的目的，而热风炉是向高炉提供高温热风的装置。由于高炉冶炼产生的高炉煤气是一种低热值的二次能源，为增加热风炉的热风温度，目前许多高炉热风炉采用在高炉煤气中添加高热值能源如转炉煤气、焦炉煤气、天然气等以获得更高的热风温度。有的高炉热风炉采用空气、煤气高温双预热的办法，将空气煤气预热到300℃再通入热风炉。有的高炉热风炉采用热风炉串级预热系统。
现有的热风炉串级预热系统包括热风炉，烟气发生炉，烟气总管，高温换热器，煤气总管，空气总管，热管换热器，助燃风机和烟囱等。热管换热器由空气冷凝段、煤气冷凝段和两个烟气蒸发段组成，助燃风机通过空气总管上的第一空气支路与空气冷凝段的进口相连，空气冷凝段的出口接高温换热器的空气进口；高温换热器的空气出口经空气总管接热风炉的空气进口；煤气总管接煤气冷凝段的进口，煤气冷凝段的出口通过煤气总管接热风炉的煤气进口；热风炉的废气接烟气总管，烟气总管分别接烟气混风支管、混烟管和烟囱，烟气混风支管接混风烟道；在空气冷凝段的进口设有第一空气阀，设置有第二空气阀的第二空气支路接烟气发生炉的空气进口，在第一空气支路和第二空气支路之间的空气总管上设置有空气总阀；煤气总管上设有第一煤气支路和第二煤气支路，第一煤气支路接煤气冷凝段的进口，换热后的煤气随即由煤气冷凝段的出口进入煤气总管，煤气总管上的煤气总阀并联在煤气冷凝段的进口和出口之间，第二煤气支路连接煤气总管和烟气发生炉的煤气进口；烟气发生炉的烟气出口通过混风烟道接高温换热器的烟气进口；高温换热器的烟气出口通过混烟管接两烟气蒸发段的进口，两烟气蒸发段的出口连接后接引风机，引风机接烟囱；高温换热器的空气出口接入第一空气支路和第二空气支路之间的空气总管。
即，该串级预热系统先利用热风炉的废气在热管换热器中对空气、煤气进行低温双预热，再在串联的高温换热器中利用热风炉废气和烟气发生炉中的高温烟气混合物将低温预热的空气再行预热到更高温度。
由于现有的串级预热系统各阀门呈固定状态，当热风炉换炉时，从热风炉出来的废气流量急剧减少二分之一，致使高温废气与低温废气掺混时温度波动大，可能造成煤气预热温度不足，或者造成高温换热器超温运行而损坏的问题，上述问题随热风炉周期性换炉而周期性出现。
实用新型内容
为了克服现有热风炉串级预热系统在热风炉换炉时易损坏高温换热器的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够保护高温换热器的热风炉串级预热系统。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：热风炉串级预热系统，包括热风炉、烟气发生炉、高温换热器、热管换热器、空气总管、煤气总管、烟气总管、烟气混风支管、混风烟道、混烟管和烟囱通过管路和控制阀连接形成的热风炉串级预热系统，其中，第二煤气支路连接煤气总管和烟气发生炉，第二煤气支路上设置有煤气控制阀。
本实用新型的有益效果是：使用单一低热值高炉煤气实现高炉1250℃以上的高风温，充分利用了热风炉废气余热，降低了能源消耗；利用高温换热器进口温度控制进入烟气发生炉的煤气量，减少热风炉工作的周期性对高温换热器的不利影响；利用烟气总管上的烟气总阀自动补偿系统压力，避免了系统废气波动大对设备造成损坏，适应热风炉换炉时废气流量的巨大变化；利用烟气蒸发段出口处设置的烟气调节阀来调节与空气、煤气换热的烟气量，控制煤气的预热温度更灵活方便，有效利用了双预热热管换热器对煤气的预热；从而保证了高温组合式空气煤气双预热余热回收装置的高预热温度和长寿稳定运行。
附图说明
图1是本实用新型的系统连接图。
图中标记为，1-热风炉，2-烟气总管，3-烟气发生炉，4-第二煤气支路，5-第二空气支路，6-煤气总管，7-空气总管，8-热风换热器，9-煤气冷凝段，10-空气冷凝段，11-烟气蒸发段，12-烟气蒸发段，13-高温换热器，14-混风烟道，15-烟气混风支管，16-第一空气支路，17-混烟管，18-煤气控制阀，19-第一烟气阀，20-第二烟气阀，21-烟气总阀，22-烟气调节阀，23-烟气调节阀，24-煤气总阀，25-空气总阀，26-助燃风机，27-引风机，28-烟囱，29-第一空气阀，30-第二空气阀，31-第一煤气支路。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
如图1所示，本实用新型的热风炉串级预热系统热风炉串级预热系统，包括热风炉1、烟气发生炉3、高温换热器13、热管换热器8、空气总管7、煤气总管6、烟气总管2、烟气混风支管15、混风烟道14、混烟管17和烟囱28通过管路和控制阀连接形成的热风炉串级预热系统，其中，第二煤气支路4连接煤气总管6和烟气发生炉3，第二煤气支路4上设置有煤气控制阀18。
由于热风炉换炉时，处于燃烧状态的热风炉数量减少而正在燃烧着的热风炉产生的烟气温度相对于正常期间更高一些，从而高温换热器13的烟气进口温度会升高。因此，设置煤气控制阀18，根据换炉期间高温换热器13的烟气进口温度的变化对进入烟气发生炉3的煤气量进行调节，以保护高温换热器13。
为了增加系统控制的自动性和可靠性，煤气控制阀18的开度由高温换热器13的烟气进口温度控制。当测量到高温换热器13的烟气进口温度高于高温控制值时，减小煤气控制阀18的开度，减小煤气量；当测量到高温换热器13的烟气进口温度低于低温控制值时，增加煤气量，此间空气量保持不变。
上述的技术方案使得高温换热器13的烟气进口温度维持在一定的范围内，避免了因换炉期间温度波动造成的高温换热器13损坏。
进一步的是，在混烟管17和烟囱28之间的烟气总管2上设置有烟气总阀21。在换炉时，烟气量约减少50％，系统压力出现波动，不利于系统的稳定运行，因此，设置烟气总阀21，根据系统压力调节开度，维持系统压力稳定。
为了增加系统控制的自动性和可靠性，烟气总阀21的开度由处于燃烧状态的热风炉的数目控制。将烟气总阀21的开度改由处于燃烧状态的热风炉的数目发出的信号进行控制，在换炉时增大开度，由烟囱回流烟气补充烟气总管压力，以保证烟气混风支管15的压力大于烟气发生炉3的烟气出口压力，维持系统稳定运行。
此外，还在热管换热器8的两个烟气蒸发段11、12的出口均设置有烟气调节阀23、22，以调节与空气、煤气换热的烟气量，避免现有的自然分流方式可能造成的煤气预热温度过低而空气低温预热温度过高的现象，从而适当提高煤气预热温度，以提高系统运行效率。
实施例：
图1所示为本实用新型的热风炉串级预热系统，包括热风炉1，烟气总管2，高温换热器13，烟气发生炉3，助燃风机26，煤气总管6，热管换热器8，引风机27、烟囱28，热管换热器8由空气冷凝段10、煤气冷凝段9、烟气蒸发段11和烟气蒸发段12组成，助燃风机26通过空气总管7与空气冷凝段10的进口相连，空气冷凝段10的出口接高温换热器13的空气进口，高温换热器13的空气出口通过空气总管7接热风炉1的空气进口；煤气总管6接煤气冷凝段9的进口，煤气冷凝段9的出口通过煤气总管6接热风炉1的煤气进口；热风炉1的废气接烟气总管2，烟气总管2分别接烟气混风支管19、混烟管17，烟气混风支管19接混风烟道14，高温换热器13的烟气出口通过混烟管17接烟气蒸发段11和烟气蒸发段12的进口，烟气蒸发段11和12的出口连接后接引风机27，引风机27接烟囱28，空气总管7上设有第一空气支路16接空气冷凝段10的进口，在空气冷凝段10的进口设有第一空气阀29，空气总管7上设有第二空气支路5接烟气发生炉3的空气进口，在第一空气支路16和第二空气支路5之间的空气总管上设有空气总阀25，第二空气支路5上设有第二空气阀30。煤气总管6上设有第一煤气支路31和第二煤气支路4，第一煤气支路31接煤气冷凝段9的进口，换热后的煤气随即由煤气冷凝段9的出口进入煤气总管6，煤气总管6上的煤气总阀24并联在煤气冷凝段9的进口和出口之间，设有煤气控制阀18的第二煤气支路4接烟气发生炉3的煤气进口，烟气发生炉3的出口通过混风烟道14接高温换热器13的烟气进口。高温换热器13的空气出口接入第一空气支路16和第二空气支路5接点之间的空气总管7。收接热风炉1废气的烟气总管2上设置有连接到混风烟标道14的烟气混风支管15，烟气混风支管15上设置有第一烟气阀19，烟气总管2上设置有连接到烟气蒸发段11、12进口的混烟管17，以烟气总管2经烟气总阀21连接到烟囱28。
在烟气蒸发段11和12的出口分别设有烟气调节阀23和22，以调节和分配烟气流，调节空气和煤气的预热温度。
煤气控制阀18的开度由高温换热器13的烟气进口温度控制，二者形成闭环反馈作用控制回路：设定高温控制值和低温控制值，当实际温度高于高温控制值时就减少煤气量，当实际值低于低温控制值时就增加煤气量，此间空气量保持不变。
烟气总阀21与热风炉处于燃烧状态的炉数形成一个指令电器控制回路：烟气总阀21设有四个位置控制器，除全关位置a和全开位置d外还有两个中间位置b和c，位置c的开度大于位置b的开度，当热风炉1中有两个燃烧炉时，烟气总阀21处于位置b，当热风炉1中只有一个燃烧炉时，烟气总阀21处于位置c，该回路只在热风炉换炉期间发生作用，由热风炉燃烧状态的数目发出激活和脉冲信号来控制烟气总阀21的开度，以弥补热风炉换炉期间烟气量减少带来的压力变化，稳定系统运行。
Claims (7)
- 【权利要求1】热风炉串级预热系统，包括热风炉(1)、烟气发生炉(3)、高温换热器(13)、热管换热器(8)、空气总管(7)、煤气总管(6)、烟气总管(2)、烟气混风支管(15)、混风烟道(14)、混烟管(17)和烟囱(28)通过管路和控制阀连接形成的热风炉串级系统，其中，第二煤气支路(4)连接煤气总管(6)和烟气发生炉(3)，其特征是：第二煤气支路(4)上设置有煤气控制阀(18)。
- 【权利要求2】如权利要求1所述的热风炉串级预热系统，其特征是：煤气控制阀(18)的开度由高温换热器(13)的烟气进口温度控制。
- 【权利要求3】如权利要求1或2所述的热风炉串级预热系统，其特征是：在混烟管(17)和烟囱(28)之间的烟气总管(2)上设置有烟气总阀(21)。
- 【权利要求4】如权利要求3所述的热风炉串级预热系统，其特征是：烟气总阀(21)的开度由处于燃烧状态的热风炉的数目控制。
- 【权利要求5】如权利要求4所述的热风炉串级预热系统，其特征是：热管换热器(8)的两个烟气蒸发段(11、12)的出口均设置有烟气调节阀(23、22)。
- 【权利要求6】如权利要求3所述的热风炉串级预热系统，其特征是：热管换热器(8)的两个烟气蒸发段(11、12)的出口均设置有烟气调节阀(23、22)。
- 【权利要求7】如权利要求1或2所述的热风炉串级预热系统，其特征是：热管换热器(8)的两个烟气蒸发段(11、12)的出口均设置有烟气调节阀(23、22)。
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