CN205152253U - 废热回收装置和热风炉设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种废热回收装置和热风炉设备。该废热回收装置能够充分地降低热风炉设备中的焦炉煤气等高热值燃料的消耗量。提供一种热风炉设备的废热回收装置，该热风炉设备包括：热风炉，其用于对高炉用空气进行加热；燃烧用空气管，其用于向热风炉供给燃烧用空气；燃料气体管，其用于向热风炉供给包含自高炉排出的高炉气体的燃料气体；以及烟道管，其用于向烟囱输送自热风炉排出的废气。废热回收装置包括：第1预热部，其回收在烟道管中流通的废气的热，并利用该热对燃烧用空气和燃料气体进行预热；以及第2预热部，其利用加热部的热，对燃烧用空气和燃料气体中的至少一者进行预热。

Description

废热回收装置和热风炉设备

技术领域

本实用新型涉及废热回收装置和热风炉设备。

背景技术

向高炉输送的空气(高炉用空气)在热风炉设备中被加热。在热风炉设备中，通过使燃烧燃料气体和燃烧用空气而获得的高温的燃烧气体通过，使热风炉的耐火材料蓄热。在蓄热后，通过使高炉用空气通过，对高炉用空气进行加热。在蓄热时，自热风炉排出相对高温的废气。公知有一种从该废气中回收热而对燃料气体、燃烧用空气进行预热的热风炉的废热回收装置(例如参照日本特开平9-287013号公报(专利文献1)、日本特开昭56-119491公报(专利文献2))。

在专利文献1所记载的热风炉设备中，高炉用空气利用鼓风机升压而被输送到热风炉，并通过热风炉而被输送到高炉。自热风炉排出的废气被输送到烟囱。在连接烟囱和热风炉的配管上连接有换热器。在该换热器中，从热风炉的废气中回收热。另外，在向热风炉供给燃料气体和燃烧空气的配管上也设有其他的换热器。利用在上述的换热器中回收到的热，对供给到热风炉的燃料气体和燃烧用空气进行预热。

在专利文献2中公开有一种具备循环路径的热风炉的废热回收装置，该循环路径包括设于来自热风炉的废气的管道内的蒸发器、设于被供给到热风炉的燃烧用空气的管道内的冷凝器以及连结蒸发器和冷凝器的输送管。在该热风炉的废热回收装置中，使用水、或挥发性液状物作为在循环路径中流通的介质。利用介质的液体与气体之间的交替相变，不使用动力源而使介质自然循环。

在上述这样的热风炉设备中，自高炉排出的高炉气体(BFG(BlastFurnaceGas))主要作为燃料气体而被供给到热风炉中。由于高炉气体的热量相对较低，因此，在热量不足的情况下，需要在高炉气体中添加其他的燃料(例如液化石油气(LPG(LiquefiedPetroleumGas))、焦炉煤气(COG(CokeOvenGas))等)。由于焦炉煤气的热值较高且还能够应用于其他设备，因此，优选焦炉煤气消耗量较少。

在专利文献1、2所记载的设备中，利用从热风炉的废气中回收的热来对燃料气体或燃烧用空气进行预热，从而能够降低其他燃料的添加量。然而，期望开发一种能够进一步降低焦炉煤气等高热值燃料的添加量的技术。作为这样的技术，考虑另外设置用于将燃烧用空气加热到高温的热风炉的方式。然而，该情况下，可能导致需要较大的空间并且需要增设大规模的设备。

实用新型内容

实用新型要解决的问题

于是，本实用新型的一方面的目的在于提供一种能够充分地降低热风炉设备中的焦炉煤气等高热值燃料的消耗量的废热回收装置。另外，本实用新型的另一方面的目的在于提供一种能够充分地降低焦炉煤气等高热值燃料的消耗量的热风炉设备。

用于解决问题的方案

本实用新型的一方面提供一种废热回收装置，该废热回收装置应用于热风炉设备，该热风炉设备包括：热风炉，其用于对高炉用空气进行加热；燃烧用空气管，其用于向热风炉供给燃烧用空气；燃料气体管，其用于向热风炉供给包含自高炉排出的高炉气体的燃料气体；以及烟道管，其用于向烟囱输送自热风炉排出的废气，其中，该废热回收装置包括：第1预热部，其回收在烟道管中流通的所述废气的热，并利用该热对燃烧用空气和燃料气体进行预热；以及第2预热部，其利用加热部的热，对燃烧用空气和燃料气体中的至少一者进行预热。

所述废热回收装置除包括第1预热部以外，还包括利用加热部的热对燃烧用空气和燃料气体中的至少一者进行预热的第2预热部。因此，燃烧用空气和燃料气体中的至少一者在被导入到热风炉的燃烧室内之前，被充分地加热到较高的温度。由此，能够降低焦炉煤气等高热值燃料的消耗量。另外，由于不设置新的热风炉而设置第2预热部，因此，能够抑制设备改造或新设所需的成本和空间。而且，相比于另外设置热风炉的情况，能够在短时间内进行设置。

所述废热回收装置优选的是，在燃烧用空气管和燃料气体管中的至少一者上连接有第1预热部和第2预热部，第2预热部连接于比第1预热部靠下游侧的位置。这样，在燃烧用空气管和燃料气体管的流通方向上观察时，通过将第2预热部设置在比第1预热部靠下游侧的位置，能够充分地将燃烧用空气管和燃料气体管中的至少一者加热到较高的温度。在已设有第1预热部并增设第2预热部的情况下，将第2预热部设于下游侧的位置能够使设备的设计变得容易。

所述废热回收装置也可以是，第2预热部连接于燃烧用空气管和所述燃料气体管这两者，用于对燃烧用空气和燃料气体这两者进行预热。由此，使燃烧用空气和燃料气体这两者被充分地预热，从而能够充分地提高燃料气体中的高炉气体的比例。另外，根据情况，还能够将燃料气体设为仅包含高炉气体。

加热部也可以包括第1加热器和第2加热器。该情况下，也可以利用第1加热器的热对燃料气体进行预热，利用第2加热器的热对燃烧用空气进行预热。这样，通过由两个加热器构成加热部，能够减小每台加热器的尺寸。因此，即使存在空间上的制约的情况下，也能够灵活地应对。

也可以是，燃料气体管包括将燃料气体分支为两股的第1分支部，在第1分支部的下游侧，第1预热部和第2预热部以并联的方式连接于燃烧用空气管。该情况下，燃料气体管包括第1合流部，该第1合流部使分别在第1预热部和第2预热部中被预热的燃料气体合流。通过这样地使第2预热部和第1预热部以并联的方式连接，能够充分地将燃料气体加热到较高的温度。另外，在具备已设置的第1预热部的热风炉设备上安装第2预热部的情况下，若另外制作构成第2预热部的各种设备，则能够容易地进行安装。即，不使热风炉设备的运转长时间停止就能够设置第2预热部。因此，能够降低机会损失。

也可以是，燃烧用空气管包括将燃烧用空气分支为两股的第2分支部，在第2分支部的下游侧，第1预热部和第2预热部以并联的方式连接于燃烧用空气管。该情况下，燃烧用空气管包括第2合流部，该第2合流部使分别在第1预热部和第2预热部中被预热的燃烧用空气合流。通过如此使第2预热部和第1预热部以并联的方式连接，能够充分地将燃料气体加热到较高的温度。另外，在具备已设置的第1预热部的热风炉设备上安装第2预热部的情况下，若另外制作第2预热部，则能够容易地进行安装。即，即使不使热风炉设备的运转停止也能够进行安装。因此，能够降低机会损失。

也可以是，燃料气体管包括将燃料气体分支为两股的第1分支部，并且，燃烧用空气管包括将燃烧用空气分支为两股的第2分支部。该情况下，在第1分支部和第2分支部的下游侧分别以并联的方式连接有第1预热部和第2预热部。燃料气体管包括第1合流部，该第1合流部使分别在第1预热部和第2预热部中被预热的燃料气体合流。燃烧用空气管包括第2合流部，该第2合流部使分别在第1预热部和第2预热部中被预热的燃烧用空气合流。加热部也可以包括第1加热器和第2加热器。该情况下，利用第1加热器的热对燃料气体进行预热，利用第2加热器的热对燃烧用空气进行预热。通过这样地由两个加热器构成加热部，能够减小每台加热器的尺寸。因此，即使在存在空间上的制约的情况下也能够灵活地应对。

也可以是，第2预热部的加热部对热介质进行加热，利用该热介质对燃烧用空气和燃料气体中的至少一者进行预热。另外，加热部也可以构成为燃烧在第1预热部中被预热的燃料气体或者在第1预热部和第2预热部中被预热的燃料气体。由此，能够在提高能量效率的同时，谋求设备的简化。燃料气体也可以仅包含高炉气体。由此，能够将有用的高热值的气体应用于其他的用途。

本实用新型的另一方面提供具备上述的废热回收装置的热风炉设备。该热风炉设备包括具有上述的第1预热部和第2预热部的废热回收装置。因此，能够充分地将燃烧用空气和燃料气体中的至少一者在导入到热风炉的燃烧室内之前加热到较高的温度。由此，能够降低焦炉煤气等高热值燃料的消耗量。另外，由于不设置新的热风炉而设有所述废热回收装置，因此，能够抑制设备改造或新设所需的成本和空间。而且，相比于另外设置热风炉的情况，能够在短时间内进行设置。

实用新型的效果

采用本实用新型，能够提供能够充分地降低热风炉设备的焦炉煤气等高热值燃料的消耗量的废热回收装置。另外，能够提供能够充分地降低焦炉煤气等高热值燃料的消耗量的热风炉设备。

附图说明

图1是表示第1实施方式的热风炉设备和废热回收装置的结构图。

图2是表示第2实施方式的热风炉设备和废热回收装置的结构图。

图3是表示第3实施方式的热风炉设备和废热回收装置的结构图。

图4是表示第4实施方式的热风炉设备和废热回收装置的结构图。

图5是表示第5实施方式的热风炉设备和废热回收装置的结构图。

图6是表示第6实施方式的热风炉设备和废热回收装置的结构图。

图7是表示加热器的一例子的结构图。

图8是表示板式换热器的构造的一例子的立体图。

具体实施方式

以下，参照附图详细地说明实施方式。在说明中，对相同要素或相对应要素标注相同的附图标记，并省略重复的说明。

第1实施方式

图1是表示第1实施方式的废热回收装置及热风炉设备的结构图。热风炉设备200对供给到高炉(未图示)的空气(高炉用空气)进行加热。热风炉设备200包括多台(在此为3台)热风炉2、燃烧用空气管3、燃料气体管4、烟道管5、高炉用空气管8以及废热回收装置100。废热回收装置100包括对供给到热风炉2的空气进行预热的第1预热部60和第2预热部50。

热风炉2对高炉用空气进行加热。热风炉2具有燃烧室21、蓄热室22以及连接管23。燃烧室21使用利用高炉用空气管8供给的空气来燃烧利用燃料气体管4供给的燃料气体。在燃烧室21连接有燃烧用空气管3和燃料气体管4。蓄热室22从由燃烧室21产生的废气中回收热而进行蓄热。蓄热室22利用连接管23与燃烧室21连通，自连接管23导入在燃烧室21中产生的废气。在热风炉2上设有向高炉输送高炉用空气的配管24。热风炉2中的燃烧温度例如为1450℃左右。自配管24供给到高炉的高炉用空气的温度例如为900℃～1250℃。

燃烧用空气管3向各热风炉2供给燃烧用空气。在燃烧用空气管3上连接有用于吹送燃烧用空气的燃烧用空气鼓风机31。燃烧用空气管3的前端部根据热风炉2的台数而分支为多股(在此为3股)。分支的燃烧用空气管3的各前端部连接于燃烧室21。利用这样的燃烧用空气管3将自燃烧用空气鼓风机31送出的空气作为燃烧用空气供给到燃烧室21。在燃烧用空气管3的分支出的各前端部设有阀V。利用阀V能够在燃烧用空气的供给开始和供给停止之间切换。自燃烧用空气鼓风机31被导入到燃烧用空气管3的燃烧用空气的温度(预热前的燃烧用空气的温度)例如为10℃～50℃左右。

燃料气体管4向各热风炉2供给含有自高炉排出的高炉气体(BFG)的燃料气体。燃料气体管4的前端部根据热风炉2的台数而分支为多股(在此为3股)。分支的燃料气体管4的各前端部连接于燃烧室21。利用这样的燃料气体管4将燃料气体供给到燃烧室21。在分支的燃料气体管4的各前端部设有阀V。利用阀V能够在燃料气体的供给开始和供给停止之间切换。

燃料气体含有高炉气体。高炉气体的热量例如为2.93MJ/m³～3.56MJ/m³左右，低于焦炉煤气。自高炉等导入到燃料气体管4的燃料气体的温度(预热前的燃料气体的温度)例如为10℃～50℃左右。另外，在本说明书中，热量是指高发热值。

烟道管5将自热风炉2排出的废气输送到烟囱9。烟道管5与烟囱9相连接。烟道管5的后端部根据热风炉2的台数而分支为多股(在此为3股)，并与各蓄热室22相连接。在分支的烟道管5的后端部分别设有阀V。利用阀V能够在废气的排出开始和排出停止之间切换。

热风炉设备200中的废热回收装置100的第1预热部60利用从热风炉2的废气中回收的热对燃烧用空气和燃料气体进行预热。第1预热部60具有第1换热器61、热介质管62、第2换热器63、第3换热器69以及泵64。

第1换热器61连接于烟道管5。第2换热器63连接于燃烧用空气管3。第3换热器69连接于燃料气体管4。热介质管62将第1换热器61、第2换热器63以及第3换热器69连接起来，使液体状的热介质(例如石油类烃等)在第1换热器61、第2换热器63以及第3换热器69之间循环。热介质管62包括：往路热介质管62a，其将热介质自第1换热器61输送到第2换热器63或第3换热器69；以及复路热介质管62b，其将热介质自第2换热器63或第3换热器69输送到第1换热器61。泵64对热介质进行加压输送。泵64连结于复路热介质管62b。

在图1中，第2换热器63和第3换热器69利用热介质管62并联地连接起来。第2换热器63与第3换热器69之间的连接并不限定于图1这样的并联，也可以设为串联。泵64也可以连结于往路热介质管62a。

在往路热介质管62a上，在第1换热器61与第2换热器63之间以及第1换热器61与第3换热器69之间设有多个阀V。在复路热介质管62b上，在第1换热器61与泵64之间设有多个阀V。另外，在复路热介质管62b上，在泵64与第2换热器63之间以及在泵64与第3换热器69之间设有多个阀V。在泵64与第1换热器61之间也设有多个阀V。通过在第1预热部60设置阀V，能够调节热介质的流量、或者能够操作热介质的供给停止和供给开始。另外，阀V的个数以及位置并不限定于图1的实施方式。

在第1换热器61中，在烟道管5中流通的热风炉2的废气与在热介质管62中流通的热介质之间进行热交换。由此，在烟道管5中流通的热风炉2的废气的热能够利用在热介质管62中流通的热介质进行回收。在第2换热器63中，在热介质管62中流通的热介质与在燃烧用空气管3中流通的燃烧用空气之间进行热交换。利用在热介质管62中流通的热介质的热(从热风炉2的废气中回收的热)对在燃烧用空气管3中流通的燃烧用空气进行预热。在第3换热器69中，在热介质管62中流通的热介质与在燃料气体管4中流动的燃料气体之间进行热交换。利用在热介质管62中流通的热介质的热(从热风炉2的废气中回收的热)对在燃料气体管4中流通的燃料气体进行预热。

热风炉设备200中的废热回收装置100的第2预热部50利用在加热部53产生的热进一步对在第1预热部60中被预热的燃烧用空气和燃料气体进行预热。第2预热部50具有加热部53、第4换热器54、热介质管51、第5换热器55以及泵56。

第4换热器54连接于燃烧用空气管3。第5换热器55连接于燃料气体管4。热介质管51将第4换热器54和第5换热器55串联连接起来。液体状的热介质(例如石油类烃等)利用热介质管51在第4换热器54、第5换热器55以及加热部53之间循环。热介质管51包括将热介质自加热部53输送到第4换热器54的往路热介质管51a、将热介质自第4换热器54输送到第5换热器55的连结热介质管51b、以及将热介质自第5换热器55输送到加热部53的复路热介质管51c。设于复路热介质管51c的泵56对热介质进行加压输送。

加热部53的构造并不限定于此，例如，也可以是燃烧燃料气体而对热介质进行加热的加热炉。在图1中，在热介质的流通方向上观察时，从上游侧开始依次地串联连接有第4换热器54和第5换热器55。但是，并不限定于这样的实施方式。即，也可以是从上游侧开始依次地串联连接有第5换热器55和第4换热器54。在燃烧用空气管3和燃料气体管4的流通方向上观察时，第2预热部50连接于比第1预热部60靠下游侧的位置。但是，并不限定于此，也可以将第2预热部50连接在比第1预热部60靠上游侧的位置。

与往路热介质管62a和复路热介质管62b相同，在往路热介质管51a和复路热介质管51c也可以设置阀(未图示)。另外，在连结热介质管51b上也可以设置阀(未图示)。通过设置阀，能够调节热介质的流量，或者能够操作热介质的供给停止和供给开始。

在第4换热器54中，在燃烧用空气管3中流通的燃烧用空气与在热介质管51中流通的热介质之间进行热交换。借助在热介质管51中流通的热介质，利用加热部53的热对在燃烧用空气管3中流通的燃烧用空气进行预热。在第5换热器55中，在热介质管51中流通的热介质与在燃料气体管4中流通的燃料气体之间进行热交换。借助在热介质管51流动的热介质，利用加热部53的热对在燃料气体管4流动的燃料气体进行预热。

高炉用空气管8将高炉用空气输送到热风炉2中。高炉用空气管8与高炉用空气鼓风机81相连接。高炉用空气管8的前端部根据热风炉2的台数而分支为多股(在此为3股)，且与各蓄热室22相连接。在分支的高炉用空气管8的前端部设有阀V。高炉用空气管8能够将从高炉用空气鼓风机81中送出的空气作为高炉用空气分别供给到蓄热室22。

在以上这样的热风炉设备200中，例如，在利用多个热风炉2中的一部分(例如2台)热风炉2进行蓄热的过程中，利用剩余部分(例如1台)的热风炉2对高炉用空气进行加热。

具体而言，在进行蓄热的热风炉2中，自燃烧用空气管3向燃烧室21导入燃烧用空气并且自燃料气体管4导入燃料气体，并使燃料气体燃烧。在燃烧室21中产生的废气经由连接管23被导入到蓄热室22，利用蓄热室22回收废气的热。通过了蓄热室22的废气在烟道管5中流通而被输送到烟囱9。

此时，在废热回收装置100的第1预热部60，在第1换热器61中，通过在热风炉2的废气与热介质之间进行热交换，回收热风炉2的废气的热。在第2换热器63中，通过在因回收废气的热而被加热的热介质与燃烧用空气之间进行热交换，对燃烧用空气进行预热。在第3换热器69中，通过在因回收废气的热而被加热的热介质与燃料气体之间进行热交换，对燃料气体进行预热。

在废热回收装置100的第2预热部50，在加热部53对热介质进行加热。在第4换热器54中，通过于在第1预热部60中被预热的燃烧用空气与在加热部53被加热的热介质之间进行热交换，进一步对燃烧用空气进行预热。在第5换热器55中，于在第1预热部60中被预热的燃烧气体与在加热部53被加热的热介质之间进行热交换，从而进一步对燃料气体进行预热。即，燃烧用空气和燃料气体在第2预热部50借助热介质油利用加热部53的热进一步进行预热。被预热的燃烧用空气和燃料气体被导入到燃烧室21。

通常，在将燃烧用空气预热到270℃～300℃左右、将高炉气体预热到270℃～300℃左右时，能够不添加焦炉煤气等高热值燃料作为燃料气体，而仅由高炉气体进行运转(BFG专烧)。

在对高炉用空气进行加热的热风炉2中，自高炉用空气管8向蓄热室22导入高炉用空气，被在蓄热室22中蓄积的热加热了的高炉用空气经由配管24被输送到高炉。然后，在对高炉用空气进行加热的热风炉2的蓄热量降低到规定以下时，对高炉用空气进行加热的热风炉2和进行蓄热的热风炉2进行替换。通过依次进行这样的替换，从而能够自热风炉设备200向高炉充分地持续供给具有较高温度的高炉用空气。

在本实施方式的废热回收装置100中，燃烧用空气和燃料气体利用从热风炉2的废气中回收的热和加热部53的热进行预热。因此，相比于仅在第1预热部60进行预热的情况下，能够将燃烧用空气和燃料气体预热到较高的温度。因而，能够降低除高炉气体以外的高热值燃料的消耗量。

第1换热器61、第2换热器63、第3换热器69、第4换热器54以及第5换热器55均能够使用通常的换热器。加热部53也能够由通常的加热炉构成。因此，第2预热部50是谋求降低空间和成本并且降低焦炉煤气等高热值燃料的消耗的有效的手段。

在本实施方式的废热回收装置100中，在热介质的流通方向上观察时，第4换热器54和第5换热器55串联连接。而且，由一个加热部53对热介质进行加热。因此，能够降低第2预热部50的设置空间。另一方面，例如，在需要减小加热部53的尺寸的情况下，也可以以使第4换热器54和第5换热器55独立而分别单独地供给热介质的方式将加热器和热介质管设置为两个系统。

第2实施方式

说明第2实施方式的热风炉设备和废热回收装置。图2是表示第2实施方式的热风炉设备和废热回收装置的结构图。本实施方式的废热回收装置101和热风炉设备201与第1实施方式的废热回收装置100和热风炉设备200(参照图1)之间不同的方面在于代替第2预热部50而具备第2预热部50A。其他方面与图1相同。

具体而言，在废热回收装置101中，与废热回收装置100相同，第2预热部50A具有加热部53、热介质管51以及对燃烧用空气进行预热的第4换热器54。即，在第4换热器54中，通过于在加热部53被加热的热介质与燃烧用空气之间进行热交换，对燃烧用空气进行预热。另一方面，第2预热部50A不包括对燃料气体进行预热的换热器(图1的第5换热器55)。因而，第4换热器54经由复路热介质管51c与加热部53相连接。即使是这样的第2预热部50A，相比于仅在第1预热部60中进行预热的情况，也能够将燃烧用空气预热到较高的温度。因而，能够降低焦炉煤气等高热值燃料的消耗量。

第3实施方式

说明第3实施方式的热风炉设备和废热回收装置。图3是表示第3实施方式的热风炉设备和废热回收装置的结构图。本实施方式的废热回收装置102和热风炉设备202与第1实施方式的废热回收装置100和热风炉设备200(参照图1)之间不同的方面在于代替第2预热部50而具备第2预热部50B。其他方面与图1相同。

具体而言，在废热回收装置102中，与废热回收装置100相同，第2预热部50B具有加热部53、对燃料气体进行预热的第5换热器55以及将加热部53和第5换热器55连结起来的热介质管51。即，在第5换热器55中，通过在热介质与燃料气体之间进行热交换，对燃料气体进行预热。另一方面，第2预热部50B不包括对燃烧用空气进行预热的换热器(图1的第4换热器54)。因而，第5换热器55借助复路热介质管51c与加热部53相连接。即使是这样的第2预热部50B，相比于仅在第1预热部60中进行预热的情况，也能够将燃料气体预热到较高的温度。因而，能够降低焦炉煤气等高热值燃料的消耗量。

如图3中由虚线所示，也可以在第2预热部50B的加热部53上连接自燃料气体管4分支的分支管40。由此，通过使在第1预热部60中被预热的燃料气体在加热部53中燃烧，能够对热介质进行加热。

第4实施方式

说明第4实施方式的热风炉设备和废热回收装置。图4是表示第4实施方式的热风炉设备和废热回收装置的结构图。本实施方式的废热回收装置103和热风炉设备203与第3实施方式的废热回收装置102和热风炉设备202(参照图3)之间不同的方面在于代替第2预热部50B而具备第2预热部50C。其他方面与图3相同。

具体而言，在废热回收装置103中，在以燃料气体的流通方向为基准时，对燃料气体进行预热的第1预热部60的第3换热器69和第2预热部50C的第5换热器55并联设置。燃料气体管4具有第1分支部41。在第1分支部41中，燃料气体的流路分支为两个流路。在第1分支部41的下游侧并联设有第1预热部60的第3换热器69和第2预热部50C的第5换热器55。燃料气体在连接于第1分支部41的分支管55a中流通后被导入到第5换热器55。即，燃料气体的一部分由第5换热器55进行预热，燃料气体的其他部分由第3换热器69进行预热。

第2预热部50C具有加热部53、热介质管51、分支管55a、55b以及对燃料气体进行预热的第5换热器55。在第5换热器55中，通过在热介质与燃料气体的一部分之间进行热交换，对燃料气体的一部分进行预热。另外，燃料气体的其他部分在第1预热部60的第3换热器69中被预热。在热介质管51的往路热介质管51a或复路热介质管51c上也可以设置用于对热介质进行加压输送的泵(未图示)。

在以燃料气体的流通方向为基准时，分支的燃料气体的流路在第3换热器69和第5换热器55的下游侧的第1合流部43合流。即，在第5换热器55中被预热的燃料气体在分支管55b流通而到达第1合流部43。在第1合流部43中，在第3换热器69中被预热的燃料气体和在第5换热器55中被预热的燃料气体合流。合流了的燃料气体在燃料气体管4流通而被供给到热风炉2。

分支管55a、第5换热器55以及分支管55b构成对第3换热器69分流的流路。通过这样地在对第1预热部60的第3换热器69分流的流路上设置第5换热器55，相比于仅由第1预热部60进行预热的情况，能够将燃料气体预热到较高的温度。因而，能够降低焦炉煤气等高热值燃料的消耗量。

如图4中由虚线所示，自燃料气体管4分支的分支管40也可以连接于第2预热部50C的加热部53。由此，使在第2预热部50中被预热的燃料气体在加热部53燃烧，能够对热介质进行加热。如图4所示，也可以在分支管55a、55b上设置阀V。通过调节阀V的开度，能够调节在第3换热器69和第5换热器55中流通的燃料气体的流量比。

第5实施方式

说明第5实施方式的热风炉设备和废热回收装置。图5是表示第5实施方式的热风炉设备和废热回收装置的结构图。本实施方式的废热回收装置104和热风炉设备204与第4实施方式的废热回收装置103和热风炉设备203(参照图4)之间不同的方面在于代替第2预热部50C而具备第2预热部50D。其他的方面与废热回收装置103和热风炉设备203相同。第2预热部50D除了第2预热部50C的结构之外还包括以下的结构。

具体而言，在以燃烧用空气的流通方向为基准时，对燃烧用空气进行预热的第1预热部60的第2换热器63和第2预热部50D的第4换热器54并联设置。燃烧用空气管3具有第2分支部33。在第2分支部33中，燃烧用空气的流路分支为两股。在第2分支部33的下游侧并联设置有第1预热部60的第2换热器63和第2预热部50D的第4换热器54。燃烧用空气在连接于第2分支部33的分支管54a中流通之后，被导入到第4换热器54。即，燃烧用空气的一部分在第4换热器54中被预热，燃烧用空气的其他部分在第2换热器63中被预热。

第2预热部50D与第2预热部50C相同地具有第1加热器53a、热介质管51、分支管55a、55b以及对燃料气体进行预热的第5换热器55。除此之外，第2预热部50D具有第2加热器53b、热介质管51、分支管54a、54b以及对燃烧用空气进行预热的第4换热器54。在第4换热器54中，通过在热介质与燃烧用空气的一部分之间进行热交换，对燃烧用空气的一部分进行预热。燃烧用空气的其他部分在第1预热部60的第2换热器63中被预热。也可以在热介质管51的往路热介质管51a或复路热介质管51c上设有对热介质进行加压输送的泵(未图示)。

在以燃烧用空气的流通方向为基准时，分支了的燃烧用空气的流路在第2换热器63和第4换热器54的下游侧的第2合流部35合流。即，在第4换热器54中被预热的燃烧用空气在分支管54b中流通而到达第2合流部35。在第2换热器63中被预热的燃烧用空气和在第4换热器54中被预热的燃烧用空气在第2合流部35合流。合流后的燃烧用空气在燃烧用空气管3中流通而被供给到热风炉2。

分支管54a、第4换热器54以及分支管54b构成对第2换热器63分流的流路。通过这样地在对第1预热部60的第2换热器63分流的流路上设置第4换热器54，相比于仅在第1预热部60中进行预热的情况，能够将燃烧用空气预热到较高的温度。因而，能够降低焦炉煤气等高热值燃料的消耗量。

在本实施方式中，将在第4换热器54和第5换热器55中流通的热介质在分别单独设置的加热部53(第1加热器53a、第2加热器53b)中进行加热，并使其在分别单独设置的热介质管51中循环。这样，通过分别设置加热部53，从而能够将各加热部53小型化。

在本实施方式中，通过设置对第1预热部60的第2换热器63和第3换热器69这两者分流的流路，从而将燃料气体的一部分和燃烧用空气的一部分在第2预热部50D中进行预热，但并不限定于此。例如，也可以仅设置对第2换热器63分流的流路，而仅将燃烧用空气的一部分在第2预热部中进行预热。

第6实施方式

说明第6实施方式的热风炉设备和废热回收装置。图6是表示第6实施方式的热风炉设备和废热回收装置的结构图。本实施方式的废热回收装置105和热风炉设备205与第5实施方式的废热回收装置104和热风炉设备204(参照图5)之间不同的方面在于代替第2预热部50D而设有第2预热部50E。其他的方面与图5相同。

第2预热部50E将在第4换热器54和第5换热器55中流通的热介质利用一个加热部53进行加热。由加热部53加热了的热介质在往路热介质管51a中流通而被供给到第5换热器55。在第5换热器55中，对燃料气体进行了预热的热介质油在将第5换热器55和第4换热器54连结起来的连结热介质管51b中流通而被供给到第4换热器54。在第4换热器54中，对燃烧用空气进行了预热的热介质油经由复路热介质管51c而返回到加热部53。也可以在热介质管51的往路热介质管51a、连结热介质管51b或复路热介质管51c上设置对热介质进行加压输送的泵(未图示)。另外，也可以在任意的位置设置阀。

在第2预热部50E中，利用一个加热部53向第5换热器55和第4换热器54供给热介质。由此，能够提高能量效率。

在上述的各实施方式中所使用的第1换热器61、第2换热器63、第3换热器69、第4换热器54以及第5换热器55并不限定于具备管和壳的通常的换热器，例如，也可以是板式换热器、或热管式的换热器等。

图7是表示所述各实施方式的废热回收装置所具备的加热部53的一例子的结构图。加热部53(第1加热器53a、第2加热器53b)包括加热炉10。加热炉10包括燃烧器12。向燃烧器12中供给空气和燃料气体。燃料气体能够使用高炉气体等燃料气体。在该情况下，如图3所示，也可以利用自燃料气体管4分支的分支管40向加热炉10的燃烧器12供给燃料气体。燃料气体管4的分支位置既可以如图3所示地位于在第1预热部60中被预热后的位置，也可以如图4所示地位于在第2预热部50C中被预热后的位置。被供给到加热炉10的燃烧器12内的燃料气体也可以仅包含高炉气体。

在加热炉10的内部设有管。例如，参照图1的废热回收装置100进行说明，热介质油利用泵56在连接于第5换热器55的复路热介质管51c中被加压输送，并在加热炉10内的管内流通。在加热炉10中，热介质被加热到热介质所期望的温度。被加热的热介质在往路热介质管51a中流通而被导入到第4换热器54。热介质在第4换热器54中对燃烧用空气进行了预热之后，被导入到第5换热器55。这样，热介质油在循环的同时在加热炉10中被加热。

以上，说明了本实用新型的实施方式，但本实用新型并不一定限定于上述的各实施方式。例如，在使用了热管式的换热器的情况下，热介质利用液体与气体之间的交替相变而自然循环，因此，也可以不设置用于对热介质进行加压输送的泵。热介质不限定于石油类烃，也可以是水。在图7中，在加热炉10中对热介质进行了加热，但不是必须使用热介质。例如，也可以通过使燃料气体和燃烧用空气在加热炉10的管内流通，对燃料气体和燃烧用空气进行预热。

在第1预热部和第2预热部中，不是必须使用热介质，例如，也可以通过使用板式换热器，使燃烧用空气和燃料气体与在烟道管中流通的废气和来自加热部的废气之间直接进行热交换，从而对燃烧用空气和燃料气体进行预热。

图8是表示板式换热器的一例子的立体图。例如，也可以代替图1所示的第1换热器61和第2换热器63而使用图8的板式换热器80。在该情况下，燃烧用空气在水平方向(图8中，P1方向)上流通，自热风炉2排出的废气在上下方向(图8中，P2方向)上流通。燃烧用空气的流路和废气的流路能够利用多个板82分隔。在板式换热器80中，燃烧用空气和废气借助板82进行热交换。这样，通过使燃烧用空气和废气直接进行热交换，对燃烧用空气进行预热。

Claims (11)

1.一种废热回收装置，其应用于热风炉设备，该热风炉设备包括：热风炉，其用于对高炉用空气进行加热；燃烧用空气管，其用于向所述热风炉供给燃烧用空气；燃料气体管，其用于向所述热风炉供给包含自高炉排出的高炉气体的燃料气体；以及烟道管，其用于向烟囱输送自所述热风炉排出的废气，其特征在于，该废热回收装置包括：

第1预热部，其回收在所述烟道管中流通的所述废气的热，并利用该热对所述燃烧用空气和所述燃料气体进行预热；以及

第2预热部，其利用加热部的热，对所述燃烧用空气和所述燃料气体中的至少一者进行预热。

2.根据权利要求1所述的废热回收装置，其特征在于，

在所述燃烧用空气管和所述燃料气体管的至少一者上连接有所述第1预热部和所述第2预热部，

所述第2预热部连接于比所述第1预热部靠下游侧的位置。

3.根据权利要求1或2所述的废热回收装置，其特征在于，

所述第2预热部连接于所述燃烧用空气管和所述燃料气体管这两者，用于对所述燃烧用空气和所述燃料气体进行预热。

4.根据权利要求1或2所述的废热回收装置，其特征在于，

所述加热部包括第1加热器和第2加热器，

利用所述第1加热器的热对所述燃料气体进行预热，利用所述第2加热器的热对所述燃烧用空气进行预热。

5.根据权利要求1所述的废热回收装置，其特征在于，

所述燃料气体管包括将所述燃料气体分支为两股的第1分支部，

在所述第1分支部的下游侧并联连接有所述第1预热部和所述第2预热部，

所述燃料气体管包括第1合流部，该第1合流部使分别在所述第1预热部和所述第2预热部中被预热的所述燃料气体合流。

6.根据权利要求1或5所述的废热回收装置，其特征在于，

所述燃烧用空气管包括将所述燃烧用空气分支为两股的第2分支部，

在所述第2分支部的下游侧并联连接有所述第1预热部和所述第2预热部，

所述燃烧用空气管包括第2合流部，该第2合流部使分别在所述第1预热部和所述第2预热部中被预热的所述燃烧用空气合流。

7.根据权利要求1所述的废热回收装置，其特征在于，

所述燃料气体管包括将所述燃料气体分支为两股的第1分支部，

所述燃烧用空气管包括将所述燃烧用空气分支为两股的第2分支部，

在所述第1分支部的下游侧和所述第2分支部的下游侧分别并联连接有所述第1预热部和所述第2预热部，

所述燃料气体管包括第1合流部，该第1合流部使分别在所述第1预热部和所述第2预热部中被预热的所述燃料气体合流，

所述燃烧用空气管包括第2合流部，该第2合流部使分别在所述第1预热部和所述第2预热部中被预热的所述燃烧用空气合流，

所述加热部包括第1加热器和第2加热器，

利用所述第1加热器的热对所述燃料气体进行预热，利用所述第2加热器的热对所述燃烧用空气进行预热。

8.根据权利要求1、2、5或7所述的废热回收装置，其特征在于，

所述第2预热部的所述加热部对热介质进行加热，

利用该热介质对所述燃烧用空气和所述燃料气体中的至少一者进行预热。

9.根据权利要求1、2、5或7所述的废热回收装置，其特征在于，

所述加热部用于燃烧在所述第1预热部中被预热的所述燃料气体或者在所述第1预热部和所述第2预热部中被预热的所述燃料气体。

10.根据权利要求1、2、5或7所述的废热回收装置，其特征在于，

所述燃料气体仅包含高炉气体。

11.一种热风炉设备，其特征在于，

该热风炉设备包括权利要求1～10中任一项所述的废热回收装置。