CN202482387U

CN202482387U - 退火炉用烟气余热回收系统

Info

Publication number: CN202482387U
Application number: CN2012200248874U
Authority: CN
Inventors: 李伟; 李闯; 贾卫国; 陈杰; 王晓峰; 郑涛; 王康健
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2012-01-19
Filing date: 2012-01-19
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2022-01-19

Abstract

本实用新型公开了一种退火炉用烟气余热回收系统，包括一级换热系统（10）和二级换热系统（20）；所述一级换热系统布置在风机（9）和烟囱（11）之间，烟气排放总管道（1001）接出一路旁通后再分为二路支路，一路设置切断阀（1012）串接烟气-水换热器（102）和切断阀（1013），另一路设置切断阀（1011），二路并联后的烟气汇合后通过烟囱一起排入大气；所述烟气-水换热器回收烟气热量，生产高温热水分二路流出，一路进入二级换热系统，另一路经调节阀（104）后经二路并联的热水循环泵（1032和1031）后流入到烟气-水换热器；二级换热系统换热后，再经并联的热水循环泵后回到烟气-水换热器，进行循环。

Description

退火炉用烟气余热回收系统

技术领域

本实用新型涉及一种退火炉用烟气的余热回收系统。

背景技术

某企业的一条带钢连续退火生产线年产带钢55万吨，这套连退系统中，混合煤气最大使用量15600Nm³/h，与空气充分燃烧后产生烟气约40000Nm³/h，一般情况下，混合煤气用气量约为10000Nm³/h，产生烟气量约为25000Nm³/h。烟气进入烟气集气室，温度达300～400℃。

现有的系统设计中，参见图1，射管内的燃烧废气被收集到高压集气室2，D1复式挡板3通过调整其自身开度来控制集气室2内的压力以及温度，加热段燃烧气体F1排出风机4将废气分两路向外排出，其中一路进入预热室7作为热量余热带钢，预热室入口D2挡板5和预热室出口D4挡板8通过开度来调节控制预热室7内的压力以及温度，最终经F2风机9和另一路烟气一同排入烟囱11。

在原系统设计中，在集气室后，只有部分烟气余热用于预热带钢，另一部分烟气直接排入大气，烟气排放温度约为330℃，所排放的烟气显热比较高。另外，部分设备还需要用蒸汽加热。这样使得很多热量被排入烟囱11向外排放，浪费了大量能源。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种退火炉用烟气余热回收系统，该系统利用烟气余热技术对退火炉用的排入大气的烟气进行充分利用，避免了热量的损失，节省了能源。

本实用新型是这样实现的：

一种退火炉用烟气余热回收系统，包括一级换热系统和二级换热系统；所述一级换热系统布置在风机和烟囱之间，一级换热系统的烟气排放总管道接出一路旁通，旁通再分为二路支路，一路设置切断阀串接烟气-水换热器和切断阀，另一路设置切断阀，二路并联后的烟气汇合后通过烟囱一起排入大气；

所述烟气-水换热器回收烟气热量，生产高温热水，作为热载体经管路分二路流出，一路进入二级换热系统，另一路经调节阀后经二路并联的热水循环泵后流入到烟气-水换热器；二级换热系统换热后，再经并联的热水循环泵后回到烟气-水换热器，进行循环。

所述回收系统还包括定压补水系统，所述定压补水系统设置在二级换热系统与一级换热系统之间，定压补水系统输出的恒压点位于调节阀输出端；所述定压补水系统包括控制柜、切断阀、补水泵、补水箱，在补水泵的两端装有切断阀作为一路，二台补水泵为二路并联后前端作为恒压点输出，后端接补水箱供水，所述补水泵和切断阀接控制箱。

所述二级换热系统包括：第一换热器为水-空气换热器，被加热介质为第一带钢热风干燥系统中鼓风机后的空气，第一水-空气换热器与现有蒸汽-空气换热器并联连接，在蒸汽换热器及水-空气换热器热风出口管道上设置气动蝶阀。

所述二级换热系统包括：第二换热器为管壳式水-水换热器，换热介质为热水漂洗槽的纯水，第二换热器接在热水漂洗槽与工作槽之间的循环水泵出口的管路上；在水泵出口管路上设置切断蝶阀，与切断蝶阀并联引出旁通，连接第二换热器。

所述二级换热系统包括：第三换热器为管壳式水-水换热器，换热介质为刷洗槽的纯水，第三换热器接在刷洗槽与工作槽之间的循环水泵出口的管路上；在水泵出口管路上设置切断蝶阀，与切断蝶阀并联引出旁通，连接第三换热器。

所述二级换热系统包括：第四换热器为管壳式水-水换热器，换热介质为电解清洗槽的碱水；第四换热器接在电解清洗槽与工作槽之间的循环水泵出口的管路上；在水泵出口管路上设置切断蝶阀，与切断蝶阀并联引出旁通，连接第四换热器。

所述二级换热系统包括：第五换热器为管壳式水-水换热器，换热介质为碱浸槽的碱水；第五换热器接在碱浸槽与工作槽之间的循环水泵出口的管路上；在水泵出口管路上设置切断蝶阀，与切断蝶阀并联引出旁通，连接第五换热器。

本实用新型利用过热水闭路循环，将换热系统分二级布置，包括一级换热系统、二级换热系统二部分，所述一级换热系统包括烟气排放管道上接出的烟道以及烟气-水换热器；所述二级换热系统包括并联设置的五个换热器，第一水-空气换热器与现有蒸汽-空气换热器并联连接，第二至第五换热器分别对应接在水槽与工作槽之间的循环水泵出口的管路上。另外，为了保证管道内的高温热水不发生汽化，高温水系统采用成套氮气定压罐定压方式。

本实用新型利用烟气余热技术对排入大气的烟气进行充分利用，避免了热量的损失，节省了能源，具有极大的经济和社会效益。

本实用新型与现有技术相比，其有益效果是：

1）将一级换热系统布置在风机和烟囱之间，这样不仅可充分利用现有风机的裕量，确保高温烟气正常排出换热器，还最大化地利用烟气余热资源。

2）现场需要蒸汽加热的介质有五种，且该五种介质分别处于不同的位置。采用二级换热系统的并联方式，即相应设置5台换热器，分别并联在总循环管路上，这样即可解决降低它们之间的相互换热影响，也可方便现场的设备布置。

3）利用现有设备，降低项目投资,在不新增风机的情况下，利用原有F1和F2风机的能力，能确保烟气可顺利通过一级换热系统。

附图说明

图1为本实用新型退火炉用烟气余热回收系统的工艺流程示意图；

图2为本实用新型的一级换热系统图；

图3为本实用新型的二级换热系统图；

图4为本实用新型的定压补水系统图。

图中：1加热室，2集气室，3 D1挡板，4 F1风机，5 D2挡板，6 D3挡板，7预热室，8 D4挡板，9 F2风机,10一级换热系统，11烟囱；

20二级换热系统，30定压补水系统，1001烟气排放总管，1011、1012、1013切断阀，102烟气-水换热器，1031、1032热水循环泵，104调节阀；

201第一热风干燥风机，202热水漂洗槽，203刷洗槽，204电解清洗槽，205碱浸槽，206 第一换热器，207蒸汽换热器，208第二换热器，209第三换热器，210第四换热器，211第五换热器，212工作槽，2132、2133、2134、2135循环水泵，2142、2143、2144、2145切断蝶阀；

301控制柜，302恒压点，303、304、305、306切断阀，307、308补水泵，309补水箱。

图中箭头表示气体或能源流向。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

参见图1，加热室1辐射管内的燃烧废气被收集到高压集气室2，D1复式挡板3通过调整其自身开度来控制集气室2内的压力以及温度，加热段燃烧气体F1排出风机4将废气分两路向外排出，其中一路进入预热室7作为热量余热带钢，预热室入口D2挡板5和预热室出口D4挡板8通过开度来调节控制预热室7内的压力以及温度，最终经F2排出风机9和另一路烟气一同排入烟囱11。

为有效利用烟气余热，本实用新型一种退火炉用烟气余热回收系统的一级换热系统10布置在F2风机9和D3调节挡板6后的烟气排放总管1001上。

一种退火炉用烟气余热回收系统，包括一级换热系统10、二级换热系统20和定压补水系统30；参见图2至图4，所述一级换热系统10布置在风机9和烟囱11之间，一级换热系统10的烟气排放总管道1001接出一路旁通，旁通再分为二路支路，一路设置电动蝶阀切断阀1012串接烟气-水换热器102和电动蝶阀切断阀1013，另一路设置切断阀1011，二路并联后的烟气汇合后通过烟囱11一起排入大气。在现有的主烟道排放管道1001上设置的电动蝶阀1011，在正常余热利用时电动蝶阀1011关闭，在换热器102检修时打开。正常情况下，关闭旁通上气动蝶阀1011，烟气将进入一级换热系统10进行换热，烟气-水换热器102回收烟气热量，生产140℃高温热水，作为热载体，进入二级换热系统20，参见图1。

所述烟气-水换热器102回收烟气热量，生产140℃高温热水，作为热载体经管路分二路流出，一路进入二级换热系统20，另一路经调节阀104后经二路并联的热水循环泵1032和1031后流入到烟气-水换热器102；二级换热系统换热后，热水降低为110℃，再经并联的热水循环泵1032和1031后回到烟气-水换热器102，进行循环。调节阀104用于调节流量和关闭，正常情况下，关闭调节阀104，热水将进入二级换热系统20进行换热，二级换热后，热水降低为110℃，再回到换热器102被加热到140℃，进行循环。

所述定压补水系统30设置在二级换热系统20与一级换热系统10之间，定压补水系统30输出的恒压点位于调节阀104输出端；所述定压补水系统30包括控制柜301、切断阀303、304、305、306、补水泵307、308、补水箱309，在补水泵307的两端装有切断阀303、304作为一路，在补水泵308的两端装有切断阀305、306作为另一路，二台补水泵307、308为二路并联后前端作为恒压点302输出，后端接补水箱309供水，所述补水泵307、308和切断阀303、304、305、306接控制箱301，参见图4。

现场需要蒸汽加热的介质有：第一热风干燥系统201的空气、热水漂洗槽202中的软水、刷洗槽203中的软水、电解清洗槽204中的碱水、碱浸槽205中的碱水，此五种介质分别处于不同的位置。为降低被加热介质之间的相互换热影响，二级换热系统采取并联方式，即相应设置五台换热器，分别并联在总循环管路上，即所述二级换热系统包括：第一换热器206、第二换热器208、第三换热器209、第四换热器210和第五换热器211，五台换热器并联连接在总循环管路上，参见图3。

所述第一换热器206为管翅式水-空气换热器，被加热介质为第一带钢热风干燥系统201中鼓风机后的空气，将之加热至80℃；第一水-空气换热器206与现有蒸汽-空气换热器207并联连接，在蒸汽换热器207及水-空气换热器206热风出口管道上设置气动蝶阀。当水-空气换热器206无法将空气加热至80℃时，系统自动切换到原有蒸汽加热系统。

所述第二换热器208为管壳式水-水换热器，换热介质为热水漂洗槽202的65℃纯水，第二换热器208接在热水漂洗槽202与工作槽212之间的循环水泵2132出口的管路上；在水泵2132出口管路上设置切断蝶阀2142，与切断蝶阀2142并联引出旁通，连接第二换热器208。保留热水漂洗槽202现有的蒸汽加热系统，当第二换热器208出故障时，关闭切断蝶阀2142，切换到原蒸汽加热系统。正常工作时，一级换热系统10的热水经第二换热器208后温度降低，随后沿管道重新回到一级换热系统10进行循环。

所述第三换热器209为管壳式水-水换热器，换热介质为刷洗槽203的纯水，第三换热器209接在刷洗槽203与工作槽212之间的循环水泵2133出口的管路上；在水泵2133出口管路上设置切断蝶阀2143，与切断蝶阀2143并联引出旁通，连接第三换热器209。保留刷洗槽203现有的蒸汽加热系统，当第三换热器209出故障时，关闭切断蝶阀2143，切换到原蒸汽加热系统。正常工作时，一级换热系统10的热水经第三换热器209后温度降低，随后沿管道重新回到一级换热系统10进行循环。

所述第四换热器210为管壳式水-水换热器，换热介质为电解清洗槽204的碱水；第四换热器210接在电解清洗槽204与工作槽212之间的循环水泵2134出口的管路上；在水泵2134出口管路上设置切断蝶阀2144，与切断蝶阀2144并联引出旁通，连接第四换热器210。保留电解清洗槽204现有的蒸汽加热系统，当第四换热器210出故障时，关闭切断蝶阀2144，切换到原蒸汽加热系统。正常工作时，一级换热系统10的热水经第四换热器210后温度降低，随后沿管道重新回到一级换热系统10进行循环。

所述第五换热器211为管壳式水-水换热器，换热介质为碱浸槽205的碱水；第五换热器211接在碱浸槽205与工作槽212之间的循环水泵2135出口的管路上；在水泵2135出口管路上设置切断蝶阀2145，与切断蝶阀2145并联引出旁通，连接第五换热器211。保留碱浸槽205现有的蒸汽加热系统，当第五换热器211出故障时，关闭切断蝶阀2145，切换到原蒸汽加热系统。正常工作时，一级换热系统10的热水经第五换热器211后温度降低，随后沿管道重新回到一级换热系统10进行循环。

所述定压补水系统30的作用是：由于一级和二级换热系统中高温热水的温度达140℃，为了保证管道内的高温热水不发生汽化，必须维持高温热水系统定压在1.0MPa左右，高温水系统采用成套氮气定压罐定压方式。补水泵307、308采用变频调速定压方式，且变频器能够控制2台泵。根据恒压点302的实测压力值与设定压力值的比较偏差，通过调整变频补水泵307的运行频率，由补水箱309供水，分别如图4中箭头方向所示，向一级、二级换热系统补水，以保证恒压点302的压力恒定。当运行泵307故障时，备用泵308自动投入运行，实现故障补水。

本实用新型退火炉用烟气余热回收系统不仅可充分利用F1风机4和F2风机9的裕量，确保高温烟气正常排出换热器，还可利用全部烟气的余热，产生140℃高温热水。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围，因此，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种退火炉用烟气余热回收系统，其特征是：包括一级换热系统（10）和二级换热系统（20）；所述一级换热系统（10）布置在风机（9）和烟囱（11）之间，一级换热系统（10）的烟气排放总管道（1001）接出一路旁通，旁通再分为二路支路，一路设置切断阀（1012）串接烟气-水换热器（102）和切断阀（1013），另一路设置切断阀（1011），二路并联后的烟气汇合后通过烟囱（11）一起排入大气；

所述烟气-水换热器（102）回收烟气热量，生产高温热水，作为热载体经管路分二路流出，一路进入二级换热系统（20），另一路经调节阀（104）后经二路并联的热水循环泵（1032和1031）后流入到烟气-水换热器（102）；二级换热系统（20）换热后，再经并联的热水循环泵（1032和1031）后回到烟气-水换热器（102），进行循环。

2.根据权利要求1所述的退火炉用烟气余热回收系统，其特征是：所述回收系统还包括定压补水系统（30），所述定压补水系统（30）设置在二级换热系统（20）与一级换热系统（10）之间，定压补水系统输出的恒压点（302）位于调节阀（104）输出端；所述定压补水系统包括控制柜（301）、切断阀（303、304、305、306）、补水泵（307、308）、补水箱（309），在补水泵（307、308）的两端装有切断阀（303、304、305、306）作为一路，二台补水泵（307、308）为二路并联后前端作为恒压点（302）输出，后端接补水箱（309）供水，所述补水泵（307、308）和切断阀（303、304、305、306）接控制箱（301）。

3.根据权利要求1或2所述的退火炉用烟气余热回收系统，其特征是：所述二级换热系统（20）包括：第一换热器（206）为水-空气换热器，被加热介质为第一带钢热风干燥系统（201）中鼓风机后的空气，第一水-空气换热器（206）与现有蒸汽-空气换热器（207）并联连接，在蒸汽换热器（207）及水-空气换热器（206）热风出口管道上设置气动蝶阀。

4.根据权利要求1或2所述的退火炉用烟气余热回收系统，其特征是：所述二级换热系统（20）包括：第二换热器（208）为管壳式水-水换热器，换热介质为热水漂洗槽（202）的纯水，第二换热器（208）接在热水漂洗槽（202）与工作槽（212）之间的循环水泵（2132）出口的管路上；在水泵（2132）出口管路上设置切断蝶阀（2142），与切断蝶阀（2142）并联引出旁通，连接第二换热器（208）。

5.根据权利要求1或2所述的退火炉用烟气余热回收系统，其特征是：所述二级换热系统（20）包括：第三换热器（209）为管壳式水-水换热器，换热介质为刷洗槽（203）的纯水，第三换热器（209）接在刷洗槽（203）与工作槽（212）之间的循环水泵（2133）出口的管路上；在水泵（2133）出口管路上设置切断蝶阀（2143），与切断蝶阀（2143）并联引出旁通，连接第三换热器（209）。

6.根据权利要求1或2所述的退火炉用烟气余热回收系统，其特征是：所述二级换热系统（20）包括：第四换热器（210）为管壳式水-水换热器，换热介质为电解清洗槽（204）的碱水；第四换热器（210）接在电解清洗槽（204）与工作槽（212）之间的循环水泵（2134）出口的管路上；在水泵（2134）出口管路上设置切断蝶阀（2144），与切断蝶阀（2144）并联引出旁通，连接第四换热器（210）。

7.根据权利要求1或2所述的退火炉用烟气余热回收系统，其特征是：所述二级换热系统（20）包括：第五换热器（211）为管壳式水-水换热器，换热介质为碱浸槽（205）的碱水；第五换热器（211）接在碱浸槽（205）与工作槽（212）之间的循环水泵(2135)出口的管路上；在水泵(2135)出口管路上设置切断蝶阀（2145），与切断蝶阀（2145）并联引出旁通，连接第五换热器（211）。