CN210127253U - 一种可调负荷的高炉热风炉用热媒式双预热换热器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供的一种可调负荷的高炉热风炉用热媒式双预热换热器,包括热媒循环泵、烟气换热器、空气换热器、煤气换热器、热媒混合器;本实用新型一方面通过设置前置换热器,具有能脱除煤气中的水分,还能对煤气进行预加热的功能;另一方面设置烟气换热器的低温段、高温段两部分结构,通过多组调节阀开启、关闭的控制,实现了对热媒介质的保护,防止热媒过多吸收烟气放热量后温度偏高以至于变质或损坏。同时该双预热换热器具有耐高温、耐低温腐蚀、性能稳定,寿命长,投资低,布置灵活,智能控制的优点。
Description
技术领域
本实用新型属于高炉领域,特别涉及一种可调负荷的高炉热风炉用热媒式双预热换热器。
背景技术
高炉热风炉是炼铁厂高炉主要配套的设备之一,一般一座高炉配3-4座热风炉,热风炉的作用是为高炉持续不断的提供1000℃以上的高温热风。目前先进的现代热风炉风温可以达到1300℃。高炉热风炉按工作原理可分为蓄热式和换热式两种,其中换热式热风炉,主是使用使用耐高温换热器为核心部件,此部件不能使用金属材质换热器,只能使用耐高温陶瓷换热器,高炉煤气在燃烧室内充分燃烧,燃烧后的热空气,经过换热器,把热量换给新鲜的冷空气,可使新鲜空气温度达到1000℃以上。
高炉热风炉的烟气/煤气/空气双预热换热器,目前常见的是采用热管式换热器,一方面,由于热管内的工质使用温度有限制,温度过高会导致热管爆管损坏,因此当烟气进口温度偏高时,需在热管换热器的烟气管路上设置旁路,对烟气分流,只有部分烟气进入烟气换热器,同时,因烟气管路直径较大,此旁路增加了系统的复杂性,造成设备复杂且安全问题不能保证;另一方面,由于季节变化会导致空气、煤气的进口温度偏低,因热管换热器不具备调温的能力,此时容易引起烟气换热器和煤气换热器的低温腐蚀。
实用新型内容
技术问题:为了解决现有技术中高炉热风炉热管式双预热器中的热管易爆管、设备复杂、及低温腐蚀的技术问题,本实用新型提供了一种可调负荷的高炉热风炉用热媒式双预热换热器。
技术方案:本实用新型提供的一种可调负荷的高炉热风炉用热媒式双预热换热器,包括热媒循环泵、烟气换热器、空气换热器、煤气换热器、热媒混合器;所述烟气换热器由低温段烟气换热器、高温段烟气换热器两部分组成;其中所述热媒循环泵的热媒输出端通过第五调节阀与烟气换热器的低温段烟气换热器的热媒进口端连接,低温段烟气换热器的热媒出口端与高温段烟气换热器的热媒进口端连接;高温段烟气换热器的热媒出口端设置有两个通路,一个通路通过第二连节阀与空气换热器的热媒进口端连接,另一个通路通过第三连节阀与煤气换热器连接;煤气换热器的热媒出口端与空气换热器的热媒出口端分别连接到热媒混合器的热媒进口端,热媒混合器的热媒出口端连接热媒循环泵的热媒输入端。
作为改进,还包括前置换热器,其中所述煤气换热器的一个煤气进口端连接前置换热器的煤气出口端,前置换热器的热媒出口端连接至热媒混合器的热媒进口端;所述空气换热器设置有空气进口端、空气出口端。
作为改进,还包括第四调节阀,设置第四调节阀的热媒进口端与第三连接阀的热媒出口端连接,第四调节阀的热媒出口端与前置换热器的热媒进口端连接。
作为改进,所述烟气换热器的高温段烟气换热器设置有烟气进口端,低温段烟气换热器设置有烟气出口端。
作为改进,所述空气换热器设置有空气进口端、空气出口端。
作为改进,所述前置换热器设置有煤气进口端,所述煤气换热器设置有煤气出口端。
作为改进,还包括两组温度传感器,一组温度传感器设置在第五调节阀与烟气进口端之间,用于测量烟气的进口温度;另一组温度传感器设置在煤气换热器、前置换热器间的煤气连通通路与第四调节阀之间,用于测量煤气的进入煤气换热器的进口温度。
作为改进,第五调节阀的热媒出口端还包括一通路,所述通路一端连通第五调节阀的热媒出口端,另一端连通高温段烟气换热器的热媒进口端;还设置有第一连节阀,第一连节阀设置在低温段烟气换热器的热媒出口端与第五调节阀之间。
作为改进,还包括第六连节阀,所述第六连节阀的热媒进口端连接烟气换热器的热媒出口端,第六连节阀的热媒出口端连接热媒混合器的热媒进口端,用于调节热媒介质的进入热媒循环泵的进口温度。
有益效果:本实用新型提供的可调负荷的高炉热风炉用热媒式双预热换热器,一方面通过设置前置换热器,不仅具有能脱除煤气中的水分、而且对煤气进行预加热的功能;另一方面设置烟气换热器的低温段、高温段两部分结构,通过多组调节阀控制,实现了对热媒介质的保护,防止热媒介质过多吸收烟气放热量后温度偏高以至于变质或损坏。同时该双预热换热器具有耐高温、耐低温腐蚀、性能稳定,寿命长,投资低,布置灵活,智能控制的优点。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
以上附图中:1、热媒循环泵;2、烟气换热器;21、低温段烟气换热器;22、高温段烟气换热器;3、空气换热器;4、煤气换热器;5、热媒混合器;6、前置换热器;7、第五调节阀;8、第一连节阀;9、第三连节阀;10、第二连节阀;11、第四调节阀;12、第六连节阀。
具体实施方式
下面对本实用新型作出进一步说明。
一种可调负荷的高炉热风炉用热媒式双预热换热器,包括热媒循环泵1、烟气换热器 2、空气换热器3、煤气换热器4、热媒混合器5;所述烟气换热器2由低温段烟气换热器21、高温段烟气换热器22两部分组成;其中所述热媒循环泵1的热媒输出端通过第五调节阀7与烟气换热器2的低温段烟气换热器21的热媒进口端连接,低温段烟气换热器21的热媒出口端与高温段烟气换热器22的热媒进口端连接;高温段烟气换热器22 的热媒出口端设置有两个通路,一个通路通过第二连节阀10与空气换热器3的热媒进口端连接,另一个通路通过第三连节阀9与煤气换热器4连接;煤气换热器4的热媒出口端与空气换热器3的热媒出口端分别连接到热媒混合器5的热媒进口端,热媒混合器 5的热媒出口端连接热媒循环泵1的热媒输入端。
工作原理:低温热媒在热媒循环泵1驱动下进入烟气换热器2,其中先进入低温段烟气换热器21,后进入高温段烟气换热器22,吸收热量变成高温热媒,与此同时烟气放出热量降温。高温热媒经两条之路,一条为经过第二调节阀10分配后进入空气换热器,另一条为经过第三调节阀9分配后进入煤气换热器。高温热媒放出热量变成低温热媒,空气和煤气分别吸收热量,温度升高。低温热媒进入热媒混合器5充分混合后回到热媒循环泵1,再次循环,以此达到将烟气的热量传递给煤气和空气。
作为本实用新型技术方案还可以进行以下改进,还包括前置换热器6,其中所述煤气换热器4的一个煤气进口端连接前置换热器6的煤气出口端,前置换热器6的热媒出口端连接至热媒混合器5的热媒进口端;所述空气换热器3设置有空气进口端、空气出口端。还包括第四调节阀11,设置第四调节阀11的热媒进口端与第三连节阀9的热媒出口端连接,第四调节阀11的热媒出口端与前置换热器6的热媒进口端连接。
烟气换热器2的高温段烟气换热器22设置有烟气进口端,低温段烟气换热器21设置有烟气出口端。其中前置换热器6设置有煤气进口端,所述煤气换热器4设置有煤气出口端。
还包括两组温度传感器,一组温度传感器设置在第五调节阀7与烟气进口端之间,用于测量烟气的进口温度;另一组温度传感器设置在煤气换热器4、前置换热器6间的煤气连通通路与第四调节阀11之间,用于测量煤气的进入煤气换热器4的进口温度。
第五调节阀7的热媒出口端还包括一通路,所述通路一端连通第五调节阀7的热媒出口端,另一端连通高温段烟气换热器22的热媒进口端;还设置有第一连节阀8,第一连节阀8设置在低温段烟气换热器21的热媒出口端与第五调节阀7之间。
还包括第六连节阀12,所述第六连节阀12的热媒进口端连接烟气换热器2的热媒出口端,第六连节阀12的热媒出口端连接热媒混合器5的热媒进口端,用于调节热媒介质的进入热媒循环泵1的进口温度。当热媒介质进入烟气换热器2的温度偏低时,会造成烟气换热器2的低温腐蚀,需要调整第六连节阀12,例如通过调整热媒介质经过第六连节阀12的流量大小,实现进入热媒混合器5较多,进而提高热媒介质温度,达到保护烟气换热器2的作用。
可选择地设置,本实用新型中的热媒可以是水、导热油、熔盐、氮气等,热媒在循环过程中始终保持单相流体状态,吸热或放热后不会发生相变。
实施例1
采用温度传感器进行检测,当检测到烟气进口温度T1与设计的标准温度相比偏高时,做如下处理:
利用烟气换热器2的两结构,低温段烟气换热器21与高温段烟气换热器22;当烟气进口温度T1偏高(高于设计的标准温度)时,进入烟气换热器2的热媒流量经过第五调节阀7调节成两部分,其中第五调节阀7为三通比例调节阀,一部分进入低温段烟气换热器21,吸热后和另一部分混合进入高温段烟气换热器22。低温段烟气换热器21热媒出口端连接有第一连节阀8,调节比例根据烟气进口温度T1确定,极端情况下可通过调节第一连节阀8,实现进入低温段烟气换热器21的热媒量为0,即热媒全流量只进入高温段。
这样的作用是:1)保护热媒,防止热媒过多吸收烟气放热量后温度偏高以至于变质损坏,此时,保护设备、保护热媒为主要方面,排烟温度偏高为次要方面;2)不需要设置烟气旁路,系统简单。同时,热媒通常为液体,管路直径较小,三通比例调节阀可自动控制,系统的操控性较好。
实施例2
采用温度传感器进行检测,当检测到煤气进口温度T2与设计的标准温度相比偏低时,做如下处理:
前置换热器6具有能脱除煤气中的水分、对煤气进行预加热的功能。当煤气进口温度T2正常时,前置换热器6只发挥脱水功能。当煤气进口温度T2偏低时,煤气中可能有水分析出,变成机械水(液态水滴),此时煤气需要经前置换热器脱水、升温,此时打开第四调节阀11,使前置换热器6中进入热媒,进入前置换热器6的热媒量根据煤气进入后部煤气换热器4的温度T2确定,设置煤气进口温度T2的正常值,当实际煤气进口温度T2低于此正常值时开启第四调节阀11。前置换热器6将脱水后的煤气加热,使其中的残留水分变成过热蒸汽,湿煤气变成干煤气,温度达到正常值。
由于煤气中含有一定量的氯离子和水分、以及少部分的硫、氢等成分,当煤气进口温度T2偏低时,煤气中可能有水分析出,变成机械水(液态水滴),再与氯化氢等结合,会有对普通金属具有腐蚀性的盐酸等生成,导致煤气换热器损坏。这样设计后,只需较小体积和质量的煤气前置换热器使用耐酸腐蚀的金属材质,即使损坏后更换也方便。后部的煤气换热器仍为常规金属。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施,并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种可调负荷的高炉热风炉用热媒式双预热换热器,其特征在于:包括热媒循环泵(1)、烟气换热器(2)、空气换热器(3)、煤气换热器(4)、热媒混合器(5);所述烟气换热器(2)由低温段烟气换热器(21)、高温段烟气换热器(22)两部分组成;其中所述热媒循环泵(1)的热媒输出端通过第五调节阀(7)与烟气换热器(2)的低温段烟气换热器(21)的热媒进口端连接,低温段烟气换热器(21)的热媒出口端与高温段烟气换热器(22)的热媒进口端连接;高温段烟气换热器(22)的热媒出口端设置有两个通路,一个通路通过第二连节阀(10)与空气换热器(3)的热媒进口端连接,另一个通路通过第三连节阀(9)与煤气换热器(4)连接;煤气换热器(4)的热媒出口端与空气换热器(3)的热媒出口端分别连接到热媒混合器(5)的热媒进口端,热媒混合器(5)的热媒出口端连接热媒循环泵(1)的热媒输入端。
2.根据权利要求1所述的高炉热风炉用热媒式双预热换热器,其特征在于:还包括前置换热器(6),其中所述煤气换热器(4)的一个煤气进口端连接前置换热器(6)的煤气出口端,前置换热器(6)的热媒出口端连接至热媒混合器(5)的热媒进口端;所述空气换热器(3)设置有空气进口端、空气出口端。
3.根据权利要求2所述的高炉热风炉用热媒式双预热换热器,其特征在于:还包括第四调节阀(11),设置第四调节阀(11)的热媒进口端与第三连节阀(9)的热媒出口端连接,第四调节阀(11)的热媒出口端与前置换热器(6)的热媒进口端连接。
4.根据权利要求1所述的高炉热风炉用热媒式双预热换热器,其特征在于:所述烟气换热器(2)的高温段烟气换热器(22)设置有烟气进口端,低温段烟气换热器(21)设置有烟气出口端。
5.根据权利要求2所述的高炉热风炉用热媒式双预热换热器,其特征在于:所述前置换热器(6)设置有煤气进口端,所述煤气换热器(4)设置有煤气出口端。
6.根据权利要求1所述的高炉热风炉用热媒式双预热换热器,其特征在于:还包括两组温度传感器,一组温度传感器设置在第五调节阀(7)与烟气进口端之间,用于测量烟气的进口温度;另一组温度传感器设置在煤气换热器(4)、前置换热器(6)间的煤气连通通路与第四调节阀(11)之间,用于测量煤气的进入煤气换热器(4)的进口温度。
7.根据权利要求1所述的高炉热风炉用热媒式双预热换热器,其特征在于:第五调节阀(7)的热媒出口端还包括一通路,所述通路一端连通第五调节阀(7)的热媒出口端,另一端连通高温段烟气换热器(22)的热媒进口端;还设置有第一连节阀(8),第一连节阀(8)设置在低温段烟气换热器(21)的热媒出口端与第五调节阀(7)之间。
8.根据权利要求1所述的高炉热风炉用热媒式双预热换热器,其特征在于:还包括第六连节阀(12),所述第六连节阀(12)的热媒进口端连接烟气换热器(2)的热媒出口端,第六连节阀(12)的热媒出口端连接热媒混合器(5)的热媒进口端,用于调节热媒介质的进入热媒循环泵(1)的进口温度。
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Address after: 210000 No. 749, Binjiang Road, Jiangning Economic Development Zone, Nanjing, Jiangsu Patentee after: Nanjing Huadian energy saving and environmental protection Co.,Ltd. Address before: No. 749 Dixiu Road, Jiangning District, Nanjing City, Jiangsu Province, 211161 Patentee before: NANJING HUADIAN ENERGY-SAVING AND ENVIRONMENTAL PROTECTION EQUIPMENT Co.,Ltd. |
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