CN201459154U - 一种控制高炉炉顶煤气温度的新型换热器 - Google Patents

一种控制高炉炉顶煤气温度的新型换热器 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种控制高炉炉顶煤气温度的新型换热器，包括高炉煤气换热箱，一冷却空气换热箱和一加热烟气换热箱，分别设置于高炉煤气换热箱的两侧，一套热管，贯穿连接高炉煤气换热箱、冷却空气换热箱和加热烟气换热箱，使高炉煤气需要加热时，用燃烧炉产生的热烟气对煤气加热，当煤气需要降温时，用冷空气对煤气降温，使高炉煤气温度保持在150～250℃范围内。本实用新型既可以对煤气升温，也可以对煤气降温，安全性好，对控制系统的要求不严格，可以降低控制系统的投资，因而具备良好的推广及应用的前景。

Description

一种控制高炉炉顶煤气温度的新型换热器
技术领域
本实用新型涉及高炉炼铁生产时对高炉炉顶煤气温度进行准确控制的一种温度调节装置，尤其涉及一种控制高炉炉顶煤气温度的新型换热器。
背景技术
高炉炼铁时产生的煤气，是钢铁厂内一种主要的二次能源，经过净化后供厂内大部分炉窑作为燃料使用。
高炉煤气必须净化后才能使用。过去一般均采用文氏管，洗涤塔的湿法除尘，由于耗水量高，污泥处理工艺复杂。因此近年来逐步用袋式除尘器的干法除尘所取代，目前几乎全部中小型高炉，以及大部分大型高炉均采用干法除尘，取得了巨大的经济效益和环境效益。
但高炉煤气干法除尘中尚有一个关键技术尚未妥善解决，即高炉煤气采用袋式除尘器除尘时要求煤气温度必须保持在150～250℃之间，如果煤气温度低于150℃，当煤气经过重力除尘器，煤气管道进一步降温后，特别在北方地区冬天，煤气温度经常会降到露点以下，煤气中所含气态水就会在袋式除尘器中凝结析出，与煤气中灰粘在布袋上，造成煤气不能透过布袋滤灰，使除尘作业无法进行。
如果煤气温度超过300℃，由于布袋的材质一般采用有机化工产品制作，因此很容易被烧毁，即使不被立即烧毁，在长期高温下工作也会迅速降低使用寿命。
因此，一般要求炉顶煤气温度控制在150～250℃之间，当前各厂普遍采取的措施是当温度过高时，在高炉炉顶采取喷水措施，依靠水的蒸发吸热来降低煤气温度，当温度过低时在进入除尘器前的管路上加一个换热器，用外加燃料燃烧的高温烟气来加热炉顶煤气，所有上述二项措施都需要有自动控制系统，以确保煤气温度在规定的范围内。
上述措施的缺点主要是：
1)用炉顶打水来降温，增加了煤气中含水量，降低了煤气热值，不符合节能要求。
2)对自动化控制的要求很高，打水量要与煤气的温度和煤气量随机互动，反应的滞后将造成打水过多，或过少都将造成不良后果。
3)煤气的降温和升温需要二套设备，二套控制系统，系统复杂。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种控制高炉炉顶煤气温度的新型换热器，既能控制升温，又能控制降温的新型换热设备，解决现有袋式除尘器的干法除尘的缺点。
本实用新型的目的是这样实现的：一种控制高炉炉顶煤气温度的新型换热器，包括高炉煤气换热箱，还包括：
一冷却空气换热箱和一加热烟气换热箱，分别设置于高炉煤气换热箱的上下两侧；
一套热管，贯穿连接高炉煤气换热箱、冷却空气换热箱和加热烟气换热箱。
优选地，所述加热烟气换热箱的进气管路与高炉煤气相连通。
优选地，所述加热烟气换热箱的进气管路上设有高炉煤气控制阀和燃烧炉。
优选地，所述燃烧炉的入口处还设有一助燃空气管路，其上设有一调节阀。
优选地，所述加热烟气换热箱的入口处还设有一冷却空气管路，其上设有一调节阀。
优选地，所述控制高炉炉顶煤气温度的新型换热器，还包括一风机，其将冷空气分别送入所述助燃空气管路、冷却空气管路和冷却空气换热箱。
优选地，所述高炉煤气换热箱的进气方向与冷却空气换热箱和加热烟气换热箱的进气方向相反。
本实用新型由于采用了以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下优点和积极效果：
1)采用热管技术，较之一般换热器传热效率高，因而设备体积小，投资低。
2)取代打水降温技术，有利于提高煤气热值。
3)所有传热过程都是间接传热，因而安全性好，对控制系统的要求不严格，从而可以降低控制系统的投资。
4)系统简单，可靠性高。
附图说明
以下结合附图和具体实施例来对本实用新型作进一步说明。
图1为示意图
图中：1-风机、2-高炉煤气控制阀、3-助燃空气控制阀、4-烧嘴、5-燃烧炉、6-冷风调节阀、7-热风调节阀、8-冷却空气换热箱、9-高炉煤气换热箱、10-加热烟气换热箱、11-热管。
具体实施方式
实施例1
如图1所示一种控制高炉炉顶煤气温度的新型换热器，高炉炉顶荒煤气由高炉煤气换热箱9的A处引入，经换热后由B处引出箱体与去袋式除尘器的管道相接，假设高炉煤气温度在100～400℃之间波动，要求将高炉煤气温度控制在150～250℃之间，该设备的使用方法如下：
当高炉煤气温度低于150℃时，风机1启动，打开助燃空气控制阀3，高炉煤气控制阀2，在烧嘴4中煤气燃烧，经燃烧炉5混合均匀后送入加热烟气换热箱10，加热烟气的温度由风机冷风管上引出一个冷风支管通过热风调节阀7进行调节。高温烟气通过加热烟气换热箱将热管11的底部介质加热，管内介质汽化上升到高炉煤气换热箱9，将热量传给高炉煤气并使之加热到150℃以上，管内介质冷凝成液体靠重力回到热管底部。依靠高炉煤气控制阀2，助燃空气控制阀3来调节燃烧炉中烟气量及温度，并由热风调节阀7调节冷风量来控制进入加热烟气换热箱的烟气温度，由以上部分来控制高炉煤气换热箱9中煤气的加热温度。当煤气温度加热到超过150℃时，切断高炉煤气控制阀2、助燃气体空气控制阀3、热风调节阀7，停止风机，上述系统停止运行。
当高炉煤气温度超过250℃时，启动风机1，打开冷风调节阀6，将冷风送入冷却空气换热箱8，冷风对热管11的上部介质进行冷却，介质温度降低后依靠重力向下流到热管中下部，对高炉煤气换热箱中的煤气进行冷却，使煤气温度下降，管内介质温度升高汽化上升到热管的上部。当煤气温度低于250℃时，停止风机1，关冷风调节阀6，系统停止运行。
当高炉煤气温度在150～250℃范围内，煤气从高炉煤气换热箱通过，整个加热和冷却系统均停止运行。
要注意的是，以上列举的仅为本实用新型的几个具体实施例，显然本实用新型不限于以上实施例，随之有着许多的类似变化。本领域的技术人员如果从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种控制高炉炉顶煤气温度的新型换热器，包括高炉煤气换热箱，其特征在于还包括：
一冷却空气换热箱和一加热烟气换热箱，分别设置于高炉煤气换热箱上下两侧；
一套热管，贯穿连接高炉煤气换热箱、冷却空气换热箱和加热烟气换热箱。
2.如权利要求1所述的控制高炉炉顶煤气温度的新型换热器，其特征在于：所述加热烟气换热箱的进气管路与高炉煤气相连通。
3.如权利要求2所述的控制高炉炉顶煤气温度的新型换热器，其特征在于：所述加热烟气换热箱的进气管路上设有高炉煤气控制阀和燃烧炉。
4.如权利要求3所述的控制高炉炉顶煤气温度的新型换热器，其特征在于：所述燃烧炉的入口处还设有一助燃空气管路，其上设有一调节阀。
5.如权利要求1-4任意一项所述的控制高炉炉顶煤气温度的新型换热器，其特征在于：所述加热烟气换热箱的入口处还设有一冷却空气管路，其上设有一调节阀。
6.如权利要求5所述的控制高炉炉顶煤气温度的新型换热器，其特征在于：还包括一风机，其将冷空气分别送入所述助燃空气管路、冷却空气管路和冷却空气换热箱。
7.如权利要求6所述的控制高炉炉顶煤气温度的新型换热器，其特征在于：所述高炉煤气换热箱的进气方向与冷却空气换热箱和加热烟气换热箱的进气方向相反。
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