CN205679075U - 一种转底炉烟气余热回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及转底炉冶炼技术领域，尤其涉及一种转底炉烟气余热回收系统。包括通过管道连接的列管式余热锅炉、过热器、空气换热器和径向式热管省煤器，所述列管式余热锅炉的进气口连接有烟气通道，并通过循环管路与汽包连接，所述汽包的出汽口与过热器的进汽口之间通过主蒸汽管道连接，所述汽包的进水口与径向式热管省煤器的出水口之间通过管道连接；有益效果在于：采用立式布置的排管式余热锅炉其体积减少一半，同时将套管式空气换热器改为悬空式布置省去繁琐的清灰装置，进一步的借助径向式热管改善低温露点腐蚀问题,同时在不降低废气热能品位的前提下排烟温度可调整，余热回收彻底，排烟温度降至150℃～180℃。

Description

一种转底炉烟气余热回收系统

技术领域

本实用新型涉及转底炉冶炼技术领域，尤其涉及一种转底炉烟气余热回收系统。

背景技术

转底炉直接还原工艺产生900～1150℃的高温废烟气，目前转底炉排放的废气显热大多没有充分的回收利用，而是经过混冷、除尘后直接排放到大气中，造成了能量与资源的浪费。同时转底炉高温废气中粉尘含量较大，且粉尘粘性大，易附着在换热面表面。烟气中含有硫化物及水分，当烟气温度低于露点时，易在尾部受热面发生低温露点腐蚀，危害运行安全。目前已有转底炉的余热回收系统，通常采用膜式壁余热锅炉或预热空气的方法。膜式壁余热锅炉，由于受热面布置为一个空腔，腔内只有少量稀疏的换热管，换热主要靠半辐射换热，并且膜式壁余热锅炉占地较大。空气预热器采用板式或常规的管式换热器结构，板式换热器容易灰堵，需要配备复杂的机械清灰，如刮刀振动等方式，运行一段时间后由于高温变形，机械装置易卡住，常规的管式换热器容易在内部造成灰堵，排灰困难，单纯的采用余热锅炉或预热空气等手段，往往余热回收不彻底，受热面易灰堵，且排烟温度不能调节。当排烟温度过高时容易烧毁布袋除尘器，排烟温度低时造成尾部受热面和后续除尘器中低温腐蚀，积灰板结。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，克服现有技术的不足，提供了一种转底炉烟气余热回收工艺系统。采用立式布置的排管式余热锅炉与膜式壁余热锅炉体积减少一半，同时将套管式空气换热器改为悬空式布置省去了繁琐的清灰措施，进一步的借助径向式热管改善低温露点腐蚀问题，同时在不降低废气热能品位的前提下排烟温度可调整，余热回收彻底，排烟温度降至150℃～180℃。

一种转底炉烟气余热回收系统，通过管道依次连接的列管式余热锅炉、过热器、空气换热器和径向式热管省煤器，所述列管式余热锅炉的进气口连接有烟气通道，所述列管式余热锅炉通过循环管路与汽包连接，所述汽包的出汽口与过热器的进汽口之间通过主蒸汽管道连接，所述汽包的进水口与径向式热管省煤器的出水口之间通过管道连接。进一步的列管式余热锅采用垂直段布置，烟气自上而下流动，蒸发受热面采用大间距，顺排光管结构，烟道内布置成组的换热管束；充分利用烟气的半辐射和对流换热，提高换热面传热效率，减少余热锅炉占地；控制烟气流速在7～9m/s。烟气自上而下流动，并保证一定的流速利用灰尘的携带； 进一步的改进，尾部采用径向式热管省煤器，提高管壁温度，避免低温露点腐蚀的危害。

上述过热器包括一级过热器和二级过热器，所述主蒸汽管道与二级过热器的进汽口连接，所述一级过热器的出汽口与过热蒸汽管道连接；所述过热器内加热过热蒸汽，过热器为两段式布置，减温器布置在两级过热器之间，以避免过热器高温段管壁温度过高。

上述一级过热器与二级过热器之间连接有减温器。

上述空气换热器包括换热器壳体，所述换热器壳体的中部连接有上管板，所述上管板与内管的顶部垂直连接且内管的底部开口，所述换热器壳体的下部连接有下管板，所述下管板与外套管的顶部垂直连接且外套管的底部封闭，所述内管位于外套管内部；所述上管板上部的换热器壳体上有空气进口，所述上管板与下管板之间的换热器壳体上有空气出口，所述下管板与烟气通道的上部连接；采用此结构后烟气中的灰尘在重力及清灰器的作用下，很容易落入到底部的储灰仓内，而不是附着在换热管表面；其次冷空气与烟气热量交换前，已经被外管与内管之间的热空气预热过，有效提高了换热管壁温度，降低了金属盐类在受热面上附着的可能。

上述下管板与烟气通道设有固定装置且可拆卸。

上述烟气通道的下部设有储灰仓。

上述空气换热器为两个串联，位于烟气进口的为一级空气换热器，位于烟气出口的为二级空气换热器，所述一级空气换热器的空气进口与二级空气换热器空气出口连接，所述一级空气换热器的空气出口与高温空气管道连接，二级空气换热器的空气进口与低温空气管道连接。

上述低温空气管道和高温空气管道之前通过空气旁路连接；通过留有旁通烟道，烟道上设置有调节阀门，当系统排烟温度高于设定时，调小或关闭旁通烟道阀门开度，增加空气预热器的吸热量，从而降低排烟温度；当系统排烟温度低于设定时，调大旁通烟道阀门开度，减少空气预热器的吸热量，从而提高排烟温度。

上述列管式余热锅炉的底部有灰斗，垂直段底部设大灰斗，烟气进入灰斗后，烟气流速降低至2～3m/s，大颗粒的灰尘在灰斗内初步沉降。

与现有技术相比，本实用新型有益效果在于：

1.列管式余热锅炉采用立式布置，管束布置在烟道内，充分利用烟气半辐射和对流换热，提高换热效率，设备紧凑占地小，锅炉体积仅为膜式壁余热锅炉二分之一。

2.空气换热器采用换热悬空布置方案，落灰顺畅，不易灰堵，不需要采用复杂的清灰措施；采用空气调节措施，避免排烟温度过高或过低成的危害。

3.采用径向式热管省煤器提高换热管壁温，避免露点腐蚀的发生。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

附图1为本实用新型的工艺流程图。

附图2为本实用新型空气换热器的结构示意图。

图1、2中所示：1-烟气通道，2-余热回收设备接口，3-列管式余热锅炉，4-灰斗，5-主蒸汽管道，6-汽包，7-循环管路，8-减温器，9-一级过热器，10-二级过热器，11-余热回收设备过渡段，12-一级空气换热器，13-二级空气换热器，14-空气旁路，15-过热蒸汽管道，16-高温空气管道，17-低温空气管道，18-径向式热管省煤器，19-助燃风机，20-锅炉给水管，21-空气出口，22-固定装置，23-烟气通道，24-换热器壳体，25-上管板，26-储灰仓，27-内管，28-外套管，29-空气进口，30-烟气出口，31-下管板，32-烟气进口，33-出汽口，34-进汽口，35-进水口，36-出水口，37-一级过热器9的出汽口。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过一个具体实施方式，对本方案进行阐述。

参照附图1、2该实施例包括：通过管道依次连接的列管式余热锅炉3、过热器、空气换热器和径向式热管省煤器18，所述列管式余热锅炉3的进气口2连接有烟气通道1，所述列管式余热锅炉3通过循环管路7与汽包6连接，所述汽包6的出汽口33与过热器的进汽口34之间通过主蒸汽管道5连接，所述汽包6的进水口35与径向式热管省煤器18的出水口36之间通过管道连接。

所述过热器包括一级过热器9和二级过热器10，所述主蒸汽管道5与二级过热器10的进汽口34连接，所述一级过热器9的出汽口37与过热蒸汽管道15连接。

所述一级过热器9与二级过热器10之间连接有减温器8。

所述空气换热器包括换热器壳体24，所述换热器壳体的中部连接有上管板25，所述上管板25与内管27的顶部垂直连接且内管27的底部开口，所述换热器壳体24的下部连接有下管板31，所述下管板31与外套管28的顶部垂直连接且外套管28的底部封闭，所述内管27位于外套管28内部；所述上管板25上部的换热器壳体24上有空气进口29，所述上管板25与下管板31之间的换热器壳体24上有空气出口30，所述下管板31与烟气通道1的上部连接。

所述下管板31与烟气通道1设有固定装置22且可拆卸。

所述烟气通道1的下部设有储灰仓26。

所述空气换热器为两个串联，位于烟气进口的为一级空气换热器12，位于烟气出口的为二级空气换热器13，所述一级空气换热器12的空气进口与二级空气换热器13空气出口连接，所述一级空气换热器12的空气出口与高温空气管道16连接，二级空气换热器13的空气进口与低温空气管道17连接。

所述低温空气管道17和高温空气管道16之前通过空气旁路14连接。

所述列管式余热锅炉3的底部有灰斗4。

本实施例的工作过程：

正常运行时900～1150℃的废烟气从废烟气通道1自上而下通过列管式余热锅炉3，烟气温度降低至650～700℃；在降温过程中烟气中的大颗粒灰尘沉降并落入设备下方的灰斗4内，烟气水平进入一级过热器9与二级过热器10，烟气温度降低至550～600℃；将管内2.5Mpa的饱和蒸汽加热至400℃，烟气随后进入一级空气预热器12、二级空气预热器13烟气温度降低至240～260℃，并将空气从常温加热到300～500℃；最终烟气进入径向式热管省煤器18，预热锅炉给水，烟气温度降至150～180℃进入后续除尘工艺。

环境空气通过助燃风机19，通过低温空气管道17送至二级空气预热器13和一级空气预热器12，从常温被温度加热到300～500℃进入高温空气管道16，预热后的空气送至转底炉燃烧器做为助燃空气使用。

104℃的锅炉给水进入径向式热管省煤器18，被预热到～200℃送入余热锅炉汽包6成为炉水。汽包内的炉水通过循环管路7进入列管式余热锅炉3，吸收来自烟气侧的热量变为汽水混合物，并通过循环管路7回到汽包6，在汽包内完成汽水分离。2.5Mpa，225℃的饱和蒸汽通过主蒸汽管道5引出送至二级过热器10进行过热，过热器后的蒸汽进入减温器8调节温度后，进入一级过热器9，最终过热至400℃送至汽轮机发电。

在烟气温度低于预定的排烟温度时，通过调节空气旁路14上的阀门开度，减少流经一级空气换热器12、二级空气换热器13的空气量，从而保证转底炉排烟温度不致过低导致低温腐蚀。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本实用新型的技术方案并非是对本实用新型的限制，参照优选的实施方式对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解；本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本实用新型的宗旨，也应属于本实用新型的权利要求保护范围。

Claims (9)

1.一种转底炉烟气余热回收系统，其特征在于：包括通过管道依次连接的列管式余热锅炉(3)、过热器、空气换热器和径向式热管省煤器(18)，所述列管式余热锅炉(3)的进气口(2)连接有烟气通道(1)，所述列管式余热锅炉(3)通过循环管路(7)与汽包(6)连接，所述汽包(6)的出汽口(33)与过热器的进汽口(34)之间通过主蒸汽管道(5)连接，所述汽包(6)的进水口(35)与径向式热管省煤器(18)的出水口(36)之间通过管道连接。

2.根据权利要求1所述的一种转底炉烟气余热回收系统，其特征在于：所述过热器包括一级过热器(9)和二级过热器(10)，所述主蒸汽管道(5)与二级过热器(10)的进汽口(34)连接，所述一级过热器(9)的出汽口(37)与过热蒸汽管道(15)连接。

3.根据权利要求2所述的一种转底炉烟气余热回收系统，其特征在于：所述一级过热器(9)与二级过热器(10)之间连接有减温器(8)。

4.根据权利要求1所述的一种转底炉烟气余热回收系统，其特征在于：所述空气换热器包括换热器壳体(24)，所述换热器壳体的中部连接有上管板(25)，所述上管板(25)与内管(27)的顶部垂直连接且内管(27)的底部开口，所述换热器壳体(24)的下部连接有下管板(31)，所述下管板(31)与外套管(28)的顶部垂直连接且外套管(28)的底部封闭，所述内管(27)位于外套管(28)内部；所述上管板(25)上部的换热器壳体(24)上有空气进口(29)，所述上管板(25)与下管板(31)之间的换热器壳体(24)上有空气出口(30)，所述下管板(31)与烟气通道(1)的上部连接。

5.根据权利要求4所述的一种转底炉烟气余热回收系统，其特征是：所述下管板(31)与烟气通道(1)设有固定装置(22)且可拆卸。

6.根据权利要求4所述的一种转底炉烟气余热回收系统，其特征是：所述烟气通道(1)的下部设有储灰仓(26)。

7.根据权利要求4所述的一种转底炉烟气余热回收系统，其特征在于：所述空气换热器为两个串联，位于烟气进口的为一级空气换热器(12)，位于烟气出口的为二级空气换热器(13)，所述一级空气换热器(12)的空气进口与二级空气换热器(13)空气出口连接，所述一级空气换热器(12)的空气出口与高温空气管道(16)连接，二级空气换热器(13)的空气进口与低温空气管道(17)连接。

8.根据权利要求7所述的一种转底炉烟气余热回收系统，其特征在于：所述低温空气管道(17)和高温空气管道(16)之前通过空气旁路(14)连接。

9.根据权利要求1所述的一种转底炉烟气余热回收系统，其特征在于：所述列管式余热锅炉(3)的底部有灰斗(4)。