CN201867081U - 一种加热炉烟气低温余热利用系统 - Google Patents

一种加热炉烟气低温余热利用系统 Download PDF

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杨家玲
刘磊
史瑞萍
张俊
张乃风
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Abstract

本实用新型提供了一种加热炉烟气低温余热利用系统,包括补燃型空调机组和分别与所述补燃型空调机组相连的加热炉、空调冷冻水系统、空调冷却水系统和第一烟囱,其中,还包括第一电动调节阀,所述第一电动调节阀设置于加热炉和所述补燃型空调机组相连的排烟道上。该系统在不影响加热炉正常工作的情况下回收了低温烟气的余热,并将其利用在空调系统中,从而达到了节能降耗的效果。

Description

一种加热炉烟气低温余热利用系统
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种低温烟气余热利用系统,尤其涉及一种加热炉烟气低温余热 利用系统。
技术背景
[0002] 工业生产中产生大量的废烟气,对于那些流量大、流量稳定的高温烟气(一般大 于600 V ),其余热回收较容易,但对于流量不稳定和温度较低的低温烟气,由于回收比较 困难,往往利用率不高。在冶金行业中,钢坯加热炉、均热炉等工业炉窑在生产过程中将产 生大量的高温烟气,这部分烟气通过与设置在烟道内的空气预热器换热后,温度从800°C以 上降为300°C左右,经烟道排入高60米以上的烟囱排放,空气预热器内的空气则被加热到 450°C作为加热炉的助燃空气使用。在上述过程中,烟气的一部分热量被加以回收利用,但 300°C左右的所谓低温烟气依然存在着余热利用的价值,直接排放同样造成了能量的损失, 同时也给城市环境气候带来不利影响。
[0003] 目前,对加热炉等工业炉窑的这部分低温烟气余热进行回收利用的还很少,其主 要原因有以下四个方面:(1)烟气温度较低,回收效率低;(2)余热回收没有可用的地方;
[3]加热炉因加热钢坯的数量、品种不同导致烟气量变化较大,这造成了热量回收不稳定, 给余热的使用带来了很多困难;(4)加热炉等工业炉窑基本上都是靠高烟囱产生的负压而 自然排烟,同时通过调节烟道阀门的开度来维持炉内压力恒定,而余热利用装置基本都是 要从加热炉烟道中抽取烟气,为克服余热利用系统阻力,需要采用引风机,这将对加热炉烟 道的压力分布产生很大干扰,从而导致加热炉炉内工作压力和温度不稳定。
实用新型内容
[0004] 针对现有技术中上述的缺点,本实用新型提供一种低温烟气余热利用系统,包括 补燃型空调机组和分别与所述补燃型空调机组相连的加热炉、空调冷冻水系统、空调冷却 水系统和第一烟®,其中,还包括第一电动调节阀,所述第一电动调节阀设置于加热炉和所 述补燃型空调机组相连的排烟道上。
[0005] 进一步,还包括第二电动调节阀,所述第二电动调节阀也设置在加热炉与所述补 燃型空调机组相连的排烟道上。
[0006] 进一步,所述补燃型空调机组包括发生器、蒸发器、冷凝器和吸收器,其中,环形加 热炉和第一烟囱分别与发生器相连,空调冷冻水系统与蒸发器相连,空调冷却水系统与冷 凝器和吸收器相连。
[0007] 发生器与所述第一烟@的连接管路上设置有变频风机,所述空调冷冻水系统与蒸 发器的连接管路上设置有电子温度计。
[0008] 进一步,还包括燃烧机和与燃烧机相连的天然气接入管,所述燃烧机与发生器相 连。
[0009] 所述天然气接入管上设置有电磁阀。[0010] 进一步,还包括第二烟@,所述第二烟@与所述加热炉的排烟道相连。
[0011] 进一步,还包括第三电动调节阀,所述第三电动调节阀设置在加热炉与所述第二 烟囱相连的排烟道上。
[0012] 本实用新型具有以下优点:依靠变频电机和电子温度计连锁,以及电动调节阀和 加热炉内的压力连锁,在充分利用加热炉烟气低温余热的同时,能够较好的保证加热炉的 炉内工况稳定,对于余热利用装置,选用补燃型空调机组,当余热回收不足以满足用户要求 时,进行补燃来满足,从而也保证了用户的要求。因此该系统能够在不影响加热炉正常工作 的情况下回收了低温烟气的余热,实现了节能降耗的目的。
附图说明
[0013] 图1为本实用新型加热炉烟气低温余热利用系统的示意图。 具体实施方式
[0014] 下面结合附图对本实用新型的优选实施方式进行详细说明。
[0015] 参照图1所示,为本实用新型加热炉烟气低温余热利用系统的示意图。由该图可 以看出,本实用新型加热炉烟气低温余热利用系统主要包括环形加热炉1、补燃型空调机组 3、空调冷冻水系统6、空调冷却水系统8和第一烟囱5,上述环形加热炉1、空调冷冻水系统 6、空调冷却水系统8和第一烟囱5均通过管路分别与补燃型空调机组3相连。
[0016] 在补燃型空调机组3与烟囱5的连接管上设有变频风机4,这样加热炉1排烟道中 的低温烟气在变频风机4的抽吸作用下就经管道进入补燃型空调机组3,由第一烟囱5排 放。
[0017] 具体来说,补燃型空调机组3包括发生器、蒸发器、冷凝器和吸收器。其中,环形加 热炉1和第一烟囱5与发生器相连,加热炉1排烟道中的低温烟气通过发生器处理后由第 一烟囱5排放;空调冷冻水系统6与蒸发器相连,空调冷却水系统8与冷凝器和吸收器相 连,这样冷却水经空调冷却水系统8冷却换热,冷冻水由空调冷冻水系统6供给与空调冷冻 水系统6相连的空调用户7使用。
[0018] 另外,加热炉1排烟道还与第二烟囱2相连,加热炉多余的烟气经排烟道进入第二 烟囱2排放。同时在排烟道上还设有第一电动调节阀9、第二电动调节阀11和第三电动调 节阀10,其中第一电动调节阀9和第二电动调节阀11设置在加热炉1与空调机组3连接的 排烟道上,第三电动调节阀10设置在加热炉1与第二烟@ 2相连的排烟道上。第一电动调 节阀9和加热炉内压力连锁,保持系统平衡,而第二电动调节阀11和第三电动调节阀10在 系统难以调节平衡以及设备检修时使用。
[0019] 空调机组3的蒸发器与冷冻水系统6的连接管上设置有电子温度计12,电子温度 计12与变频风机4连锁。
[0020] 优选地,本系统还包括燃烧机15和向燃烧机15供给天然气的天然气接入管14,燃 烧机15与发生器相连,另外天然气接入管14上有电磁阀13,控制燃烧机15的开启,补燃时使用。
[0021] 电子温度计12与变频风机4连锁的作用在于调节进入空调机组3的烟气量,假定 设定值为7°C,待冷冻水出口温度稳定后,当电子温度计12显示值大于设定值7°C时,变频风机变到高档工作增大进入空调机组的烟气量,小于7°C时,变频风机变到低档工作减少进 入空调机组的烟气量。当变频风机处于最高档工作,待冷冻水温度稳定时,该值仍然大于设 定值7°C,此时燃烧机15处的电磁阀13动作,天然气辅助加热制冷剂溶液,以达到末端空调 用户的需求。
[0022] 下面结合两个具体实验对本实用新型的加热炉烟气低温余热利用系统的工作过 程和效果进行具体说明:
[0023] (1)实验1:如图1所示,热轧无缝钢管生产过程中,环形加热炉排烟量为 62400Nm3/h,排烟温度为700°C〜800°C,通过空气预热器(图中未标示出来)一次换热后 烟气温度降至300°C左右,在变频风机4的抽吸作用下,进入补燃型空调机组3放热后,烟 气最终由烟囱5排放。而空气预热器内的空气则被加热到450°C作为加热炉的助燃空气使 用。烟气经过和补燃型空调机组3换热后可获得3820kw的冷量,相当于燃烧315m3/h天然 气放出的热量,解决13000m2空调用户需求。
[0024] (2)实验2:如图1所示,热轧无缝钢管生产过程中,环形加热炉排烟量为 30800Nm3/h,排烟温度为600°C〜700°C,通过空气预热器(图中未标示出来)一次换热后 烟气温度降至300°C左右,在变频风机4的抽吸作用下,进入补燃型空调机组3放热后,烟 气最终由烟囱5排放。而空气预热器内的空气则被加热到450°C作为加热炉的助燃空气使 用。烟气经过和补燃型空调机组3换热后可获得1840kw的冷量,相当于燃烧189m3/h天然 气放出的热量,此时的冷量不能满足所有空调用户需求,燃烧机15开启,采用天然气补燃 的方式解决其余用户的需求,消耗天然气160Nm3/h。
[0025] 需要说明的是,以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,而不是对本实用新型技 术方案的限定,任何对本实用新型技术特征所做的等同替换或相应改进,仍在本实用新型 的保护范围之内。
5

Claims (8)

1. 一种加热炉烟气低温余热利用系统,包括补燃型空调机组(3)和分别与所述补燃 型空调机组(3)相连的加热炉(1)、空调冷冻水系统(6)、空调冷却水系统(8)和第一烟囱 (5),其特征在于,还包括第一电动调节阀(9),所述第一电动调节阀(9)设置于加热炉(1) 和所述补燃型空调机组(¾相连的排烟道上。
2.根据权利要求1所述的加热炉烟气低温余热利用系统,其特征在于,还包括第二电 动调节阀(11),所述第二电动调节阀(11)也设置在加热炉(1)与所述补燃型空调机组(3) 相连的排烟道上。
3.根据权利要求1或2所述的加热炉烟气低温余热利用系统,其特征在于,所述补燃型 空调机组(3)包括发生器、蒸发器、冷凝器和吸收器,其中,环形加热炉(1)和第一烟囱(5) 分别与发生器相连,空调冷冻水系统(6)与蒸发器相连,空调冷却水系统(8)与冷凝器和吸 收器相连。
4.根据权利要求3所述的加热炉烟气低温余热利用系统,其特征在于,发生器与所述 第一烟@ (5)的连接管路上设置有变频风机G),所述空调冷冻水系统(6)与蒸发器的连接 管路上设置有电子温度计(12)。
5.根据权利要求4所述的加热炉烟气低温余热利用系统,其特征在于,还包括燃烧机 (15)和与燃烧机(1¾相连的天然气接入管(14),所述燃烧机(1¾与发生器相连。
6.根据权利要求5所述的加热炉烟气低温余热利用系统,其特征在于,所述天然气接 入管(14)上设置有电磁阀(13)。
7.根据权利要求4所述的加热炉烟气低温余热利用系统,其特征在于,还包括第二烟 囱O),所述第二烟囱(2)与所述加热炉(1)的排烟道相连。
8.根据权利要求7所述的加热炉烟气低温余热利用系统,其特征在于,还包括第三电 动调节阀(10),所述第三电动调节阀(10)设置在加热炉(1)与所述第二烟囱(¾相连的排 烟道上。
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