CN201935587U - 电炉烟气余热综合利用装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种电炉烟气余热综合利用装置，为解决现有技术利用率低等问题而发明。包括低温换热、高温换热及蒸汽过热部分，低温换热部分包括：第一省煤器、除氧器、第一汽包和第一蒸发器；高温换热部分包括：给水泵、第二省煤器、第二汽包、第二蒸发器、过热蒸发器；蒸汽过热部分包括：蓄热器及热管过热器；上述的结构，本装置高温烟气和低温烟气热焓被梯级利用，能提高传热效率；饱和蒸汽过热装置部能将断续的饱和蒸汽变成具有一定过热度的过热蒸汽，为蒸汽的后续高效利用，如VD炉真空脱气、拖动工业汽轮机及蒸汽发电等提供基础。

Description

电炉烟气余热综合利用装置
技术领域
本实用新型涉及一种钢铁冶金领域烟气余热利用的装置，尤其涉及一种电炉烟气余热利用的装置。
背景技术
电炉短流程炼钢工艺在近二十年来各项配套技术实现了长足的发展，在电炉高温烟气处理方面必须完成降温及除尘处理后才能外排，在降温方面类似CONSTEEL工艺是采用烟气预热废钢，但热量利用不充分，低温烟气热量无法回收，回收效率低，设备庞大而且复杂；其他的工艺有通过水冷烟道换热、喷雾冷却降温、空气对流换热等，烟气热量通过各种耗能设备散发到大气中，余热没有得到利用，并且高温烟气需要混入大量常温烟气才能进入除尘器，增大除尘器的处理能力，增加了能耗；另一方面，近年来也有相关企业采用汽化冷却方式会回收烟气余热，但采用的设备普遍不区分高温烟气和低温烟气余热的品位，利用一种蒸汽参数来回收余热，会降低回收装置的传热效率；另外，由于电炉烟气的非连续性，回收得到的是断续的饱和蒸汽，在后续工艺中不能得到稳定高效的利用，只能放空或充入厂区热网，就是充入热网也给热网的平衡带来一定的调控难度。
实用新型内容
为了克服上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种烟气余热利用率高、过热蒸汽产量稳定、回收蒸汽品位高、方便下游工艺、高效利用回收蒸汽的电炉烟气余热利用的装置。
为了达到上述目的，本实用新型的电炉烟气余热综合利用装置，包括：
低温换热部分：包括自炉体尾部排列设置的第一省煤器、第一蒸发器和除氧器、第一汽包；其中，除氧器与与第一汽包顶部连通；第一省煤器进口连接输入端，第一省煤器出口连通除氧器顶部，第一蒸发器进口和出口分别连通第一汽包底部；第一汽包底部连通高温换热部分；
高温换热部分：包括自炉体首部依次排列的过热器、第二蒸发器、第二省煤器和第二汽包；其中，第二出煤气进口连通第一汽包底部，第二省煤器出口、第二蒸发器进、出口均连通第二汽包底部，过热器进口连通第二汽包顶部，过热器出口连通蒸汽过热部分；
蒸汽过热部分：包括蓄热器和设置在该蓄热器内的热管换热器，所述热管换热器设置在蓄热器顶部，该热管换热器蒸发段设在蓄热器内对应水的位置。
其中，所述输入端与第一省煤器进口之间设置第一调节阀组；第一汽包与第二省煤器进口之间设置第二调节阀组；过热器出口与热管换热器进口之间依次设置第三调节阀组和第四调节阀组，所述第三、第四调节阀组分别与蓄热器顶部连通。
其中，所述第二调节阀组与第一汽包之间设置有排(给)水设备；所述排(给)水设备包括两组并联设置的给水泵。
上述的结构，低温水和低温烟气换热，高温水和高温烟气换热，非饱和水先加热再和饱和水接触，减小传热温差，增加传热效率，烟气余热梯级利用，根据高温段烟气主要是辐射换热，低温段烟气主要是对流换热；两种介质之间温差越小，传热损失越小的特点，本换热系统设计成双压饱和自然循环系统，低温部分的低温水和尾部第一省煤器及蒸发器换热，高温部分的高温水和中部第二省煤器及输出部分的蒸发器换热；另外，水在未饱和前，先通过各级省煤器先加热，再通入各自汽包，这样做可以尽量减小温差带来的传热损失。为使断续的饱和蒸汽变成连续并具有一定过热度的高品位蒸汽，将烟道的最前部设置一组过热器，这组过热器主要是辐射换热，能和管中的蒸汽进行比较好的换热，快速将饱和蒸汽变成相应过热度的蒸汽。在一个冶炼周期的熔炼阶段电炉都有高温烟气产生，此期间用过热蒸汽对蓄热器进行充热，并通过旁路将蒸汽引出，引出蒸汽经蓄热器出口调节阀组调节到一定压力，再经热管过热器后送到下游热用户，此时引出蒸汽和蓄热器中水的温度一样，不进行换热；在一个冶炼周期的加料和出钢阶段电炉没有高温烟气产生，蓄热器开始放热，蒸汽经蓄热器调节阀组后再引回热管换热器吸热变成过热蒸汽后再送到下游用户。烟气余热的高效利用；生产一种产量稳定的过热蒸汽，解决回收蒸汽品位不高的问题，为下游工艺方便，高效利用回收蒸汽提供基础。虽然电炉烟气非连续性，但烟气经过本装置的综合利用后，能产生连续稳定并有一定过热度的蒸汽。
附图说明
图1为本实用新型具体实施例的结构示意图。
图2为本实用新型具体实施例的主视图。
图3为本实用新型具体实施例的俯视图。
附图标识：
1.第一调节阀组     2.第一省煤器
3.第一蒸发器       4.第二省煤器
5.第二蒸发器       6.过热器
7.除氧器           8.第一汽包
9.给水泵           10.第二调节阀组
11.第二汽包        12.第三调节阀组
13.蓄热器          14.热管换热器
15.第四调节阀组    16.激波吹灰器
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。
如图1-3所示，本实用新型的电炉余热综合利用装置，包括：
低温换热部分：包括自炉体尾部排列设置的第一省煤器2、第一蒸发器3和除氧器7、第一汽包8；其中，除氧器与与第一汽包顶部连通；第一省煤器进口连接输入端，第一省煤器出口连通除氧器顶部，第一蒸发器进口和出口分别连通第一汽包底部；第一汽包底部连通高温换热部分；
高温换热部分：包括自炉体首部依次排列的过热器6、第二蒸发器5、第二省煤器4和第二汽包11；其中，第二出煤气进口连通第一汽包底部，第二省煤器出口、第二蒸发器进、出口均连通第二汽包底部，过热器进口连通第二汽包顶部，过热器出口连通蒸汽过热部分；
蒸汽过热部分：包括蓄热器13和设置在该蓄热器内的热管换热器14，所述热管换热器进口连通过热器出口，热管换热器出口连通输出端。
其中，所述输入端与第一省煤器进口之间设置第一调节阀组1；第一汽包与第二省煤器进口之间设置第二调节阀组10；过热器出口与热管换热器进口之间依次设置第三调节阀组12和第四调节阀组15，所述第三、第四调节阀组分别与蓄热器顶部连通。所述第二调节阀组与第一汽包之间设置两组并联设置的给水泵9。还包括设置在所述炉体底部的吹灰装置。吹灰装置部包括：激波吹灰器16。
上述的结构，软化水经过第一调节阀组1，进入第一省煤器2中，第一省煤器2放置在电炉烟道尾部，未饱和低温水被低温烟气加热，加热后再进入除氧器7，然后被第一汽包8上部的饱和蒸汽加热除氧，除氧水进入第一汽包8下部的水空间，水空间的一部分水再通过下降管(XH)进入第一蒸发器3进行加热，加过热后的低参数汽水混合物再通过上升管(SH)回到第一汽包8，汽用来除氧，水再回到第一汽包8下部的水空间；第一汽包8下部的水空间的一部分水通过给水泵9加压后变成非饱和水，经过第二调节阀组10，进入第二省煤器4中，第二省煤器4放置在电炉烟道中部，未饱和中温高压水被较高温烟气加热通过上升管(SH)进入第二汽包11，第二汽包11水空间的未饱和水再通过下降管(XH)进入第二蒸发器5，被加热成高参数汽水混合再通过上升管(SH)进入第二汽包11，第二汽包11汽空间的饱和蒸汽被引入到装设在电炉烟道前部的过热器6中进行加热，变成过热蒸汽。这样，根据电炉烟气温度的逐级变化，合理进行换热器的布置，对烟气的余热进行梯级利用，将常温软水逐级变成过热蒸汽，减小温差带来的传热损失，对烟气的余热进行了高效的利用。
为了克服加料和出钢阶段电炉没有高温烟气产生的缺陷，设置了蓄热器13和热管换热器14。在电炉的熔炼阶段，有大量高温烟气产生，高温烟气余热可以产生大量高参数的过热蒸汽，如2.0MPa，225℃过热蒸汽，一部分过热蒸汽给蓄热器充热，另一部分过热蒸汽通过旁路经第四调节阀组变成1.27MPa，225℃的过热蒸汽，过热蒸汽再经热管换热器14，此时热管冷凝段外部流体温度比热管蒸发段外部流体温度稍高，不进行换热，这样送到下游工艺的过热蒸汽参数大致为1.27MPa，225℃。在电炉的加料和出钢阶段，蓄热器开始放热，放出的为1.27MPa，194℃的饱和蒸汽，过热蒸汽再引入热管换热器14中，热管换热器14的蒸发段插在2.0MPa，215℃饱和水中，蒸汽在热管换热器上部冷凝段吸热变成1.27MPa，215℃的过热蒸汽，这样送到下游工艺的过热蒸汽参数大致为1.27MPa，215℃。本实用新型采取这种措施很好的克服了加料和出钢阶段电炉没有高温烟气产生，从而导致的蒸汽产量不稳定的问题，并能使蒸汽达到相应过热度。
本实用新型不局限于上述实施方式，不论在其形状或结构上做任何变化，凡是利用上述的电炉烟气余热综合利用装置都是本实用新型的一种变形，均应认为落在本实用新型保护范围之内。

Claims (3)

1.一种电炉烟气余热综合利用装置，其特征在于，包括：
低温换热部分：包括自炉体尾部排列设置的第一省煤器、第一蒸发器和除氧器、第一汽包；其中，除氧器与与第一汽包顶部连通；第一省煤器进口连接输入端，第一省煤器出口连通除氧器顶部，第一蒸发器进口和出口分别连通第一汽包底部；第一汽包底部连通高温换热部分；
高温换热部分：包括自炉体首部依次排列的过热器、第二蒸发器、第二省煤器和第二汽包；其中，第二出煤气进口连通第一汽包底部，第二省煤器出口、第二蒸发器进、出口均连通第二汽包底部，过热器进口连通第二汽包顶部，过热器出口连通蒸汽过热部分；
蒸汽过热部分：包括蓄热器和设置在该蓄热器内的热管换热器，所述热管换热器设置在蓄热器顶部，该热管换热器蒸发段设在蓄热器内对应水的位置。
2.如权利要求1所述的电炉烟气余热综合利用装置，其特征在于，所述输入端与第一省煤器进口之间设置第一调节阀组；第一汽包与第二省煤器进口之间设置第二调节阀组；过热器出口与热管换热器进口之间依次设置第三调节阀组和第四调节阀组，所述第三、第四调节阀组分别与蓄热器顶部连通。
3.如权利要求2所述的电炉烟气余热综合利用装置，其特征在于，所述第二调节阀组与第一汽包之间设置有排给水设备；所述排给水设备包括两组并联设置的给水泵。
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