CN213396606U - 一种可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置 - Google Patents

一种可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及冶金领域，具体涉及一种可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置。所述余热回收装置包括上箱体、多段余热回收段、中间过渡段、以及灰斗，所述的上箱体设置有高温烟气入口，所述的余热回收段的壳体为膜式水冷壁，在所述的余热回收段的膜式水冷壁上设有由外插入的可单独更换的热管，所述可单独更换的热管的受热面覆有耐热和耐腐蚀涂层。每根换热热管可单独进行维修和更换，有效确保余热回收装置和后部脉冲喷吹布袋式除尘器的正常稳定和可靠地运行。

Description

一种可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置
技术领域
本实用新型涉及冶金领域，具体涉及一种可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置。
背景技术
节能减排是当前社会发展的主题，余热资源的回收利用是节约能源和减少污染的有效途径。转炉炼钢是钢铁行业主要炼钢工艺，其吹氧冶炼过程中产生的大量热量随烟气排出，即污染环境，有造成资源的大量浪费。采用有效余热回收装置来回收烟气中的热量将会取得较好经济效益和社会效益。
转炉一次烟气的特点是，转炉冶炼过程中，排放出来的烟气流量、温度、含尘量等都在不断地变化，呈现周期性波动。吹氧冶炼时的烟气温度最高、流量最大、含尘量最多；而非吹氧冶炼时的烟气温度最低、流量最小、含尘量最小。
目前，转炉一次烟气净化无论采用的哪种工艺系统，其共同特点在于对高温烟气的冷却降温，均通过水的蒸发吸收汽化潜热来对烟气进行降温冷却，干法(LT法)除尘还因为自身系统的要求，要消耗大量的蒸汽。通过消耗水来冷却烟气虽然是一个高效的冷却方法，但却是一个非常耗能的方法。因为从汽化冷却烟道出来的高温烟气本身上来讲是一种高品位热能，非但没有设法回收其携带的热能，还要消耗大量其他能源来对其进行冷却降温，造成能源大量浪费，也是形成烟雨的主要原因。例如，一般设计条件下，汽化烟道出来的烟气温度在800～1000℃，如果单纯将烟气温度降低到500℃，吨钢产生蒸汽可达20kg，可以产生巨大的收益。
采用余热回收装置代替现有喷水降温冷却方式，即可充分回收转炉一次烟气的余热资源，又能降低烟气温度。但是，由于高温烟气浓度大，余热回收装置采用的热管受热面易受到冲刷磨损从而造成爆管泄漏等故障，余热回收装置及后部脉冲喷吹布袋式除尘器的正常运行。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置。
根据本实用新型的可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置，其中，所述余热回收装置包括上箱体、多段余热回收段、中间过渡段、以及灰斗，其中，所述的上箱体位于余热回收段的上方，所述的中间过渡段位于相邻的余热回收段之间，所述的灰斗位于余热回收段的末端，
所述的上箱体设置有高温烟气入口，所述的余热回收段的壳体为膜式水冷壁，在所述的余热回收段的膜式水冷壁上设有由外插入的可单独更换的热管，所述可单独更换的热管的受热面覆有耐热和耐腐蚀涂层。
根据本实用新型的可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置，其中，所述灰斗在与所述余热回收段的入口对应的一侧设置有冷却后的烟气出口。
根据本实用新型的可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置，其中，在所述灰斗内，与所述余热回收段的末段入口与冷却后的烟气出口之间设置有阻挡隔板。
根据本实用新型的可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置，其中，所述灰斗的下部设置有除尘灰气力输送发送器。
根据本实用新型的可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置，其中，每段余热回收段内均设置有压缩氮气喷吹装置。
根据本实用新型的可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置，其中，所述的灰斗底部设置有用压缩氮气喷吹装置。
根据本实用新型的可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置，其中，所述可单独更换的热管固定在余热回收段的膜式水冷壁上设有的插入套管内；
根据本实用新型的可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置，其中，所述的上箱体和中间过渡段上分别设置有检修孔门，并且在检修人孔门上设置有燃气冲击波吹灰装置。
根据本实用新型的可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置，其中，所述可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置的外壁敷设保温棉和护板层。
根据本实用新型的可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置，其中，所述的可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置的上箱体、中间过渡段、以及灰斗等内壁设置有耐高温保护层。
有益效果：
是采用余热回收装置代替现有喷水降温冷却方式，即可充分回收转炉一次烟气的余热资源，又能降低烟气温度。
每根换热热管可单独进行维修和更换，有效确保余热回收装置和后部脉冲喷吹布袋式除尘器的正常稳定和可靠地运行。
余热回收装置壳体采用膜式水冷壁结构，可更有效地提高余热回收装置余热效率。
采用本实用新型的余热回收装置替代现有喷水对高温烟气降温冷却方式，使得水和蒸汽的消耗为“0”。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为本实用新型的可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置的结构示意图；
图2为本实用新型的可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置的结构示意图局部纵向剖面图。
附图标记
1：上箱体；2：余热回收段；3：中间过渡段；4：灰斗；5：燃气冲击波吹灰装置；6：膜式水冷壁；7：高温烟气入口；8：检修孔门；9：热管；10：阻挡隔板；11：冷却后的烟气出口；12：压缩氮气喷吹装置；13：除尘灰气力输送发送器。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。
根据本实用新型的可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置，所述余热回收装置由上至下包括连通的上箱体、多段余热回收段、中间过渡段、以及灰斗，其中，所述的上箱体位于余热回收段的上方；所述的中间过渡段位于相邻的余热回收段之间，所述的灰斗位于余热回收段的末端，所述的上箱体设置有高温烟气入口7，所述的余热回收段的壳体为膜式水冷壁，在所述的余热回收段的膜式水冷壁上设置由外插入的可单独更换的热管，所述可单独更换的热管的受热面覆有耐热和耐腐蚀涂层。
其中，所述的灰斗与所述余热回收段的入口对应的一侧设置有冷却后的烟气出口。
所述可单独更换的热管的受热面上采用超音速电弧喷涂技术进行“表面强化处理”，即喷涂一层耐热、耐磨、耐蚀的特种合金涂层。处理层的技术要求为：抗高温氧化、耐烟气腐蚀；与母体结合牢靠，强化母体的强度，且不产生变形，不影响安装；耐磨，耐氧气流及烟尘的冲刷；表面光洁度好，减少沾灰量。因合金保护层有抗高温氧化及耐磨的性能，将直接减轻热管受热面的氧化和磨损程度。
所述上箱体为圆—方变径，所述余热回收段为方形。
在所述灰斗内，与所述余热回收段的末段入口与冷却后的烟气出口之间设置了一套阻挡隔板，用于有效沉降和过滤烟气中的粉尘颗粒物。
所述的灰斗下部设置有除尘灰气力输送发送器。
每段余热回收段内均设置有阻燃、防爆压缩氮气喷吹装置。
所述的灰斗底部设置有用于流化、阻燃、防爆的压缩氮气喷吹装置；
所述可单独更换的热管通过其热管上焊接的法兰和陶瓷纤维衬套由紧固螺钉和垫圈固定在余热回收装置段膜式水冷壁安装插入套管上；
所述的上箱体和每个中间过渡段上分别设置有检修孔门，并且在检修孔门上设置有燃气冲击波吹灰装置，
所述的可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置的外壁敷设保温棉和护板层。
所述的可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置的上箱体、中间过渡段、以及灰斗等内壁设置耐高温保护层，例如采用耐高温不锈钢材质。
设置相应的传感器、应急装置、以及自动化控制程序。在汽化冷却烟道后设置了温度变送器、烟气含O2量测定装置、烟气含H2量测定装置、烟气含CO量测定装置、以及压力变送器(P)等传感器，根据测定的工艺参数和系统自动化控制程序，在工况异常时开启应急压缩氮气喷吹阀对烟道内喷吹氮气，以此避免烟气发生爆燃。
实施例1
如图1和图2所示，根据本实用新型的可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置，其包括圆—方变径高温烟气上箱体1、多段方形余热回收段2、中间过渡段3、以及灰斗4，其中，所述的上箱体1位于余热回收段2的上方；所述的中间过渡段3位于相邻余热回收段2之间，
所述的上箱体1设置有高温烟气入口7，所述的上箱体1和每个中间过渡段3上分别设置有检修孔门8，并且在检修孔门8上设置有燃气冲击波吹灰装置5，用于对热管进行喷吹清灰；所述的余热回收段2的壳体采用的是膜式水冷壁6；所述的余热回收段2的膜式水冷壁上设置了由外插入的可单独更换热管9；所述的可单独更换热管9的受热面上采用超音速电弧喷涂一层耐热、耐磨、耐蚀的特种合金涂层。所述的外插入的可单独更换的热管9通过其热管上焊接的法兰和陶瓷纤维衬套由紧固螺钉和垫圈固定在余热回收段2的膜式水冷壁6上安装的插入套管内；
所述的灰斗4位于余热回收段的末端，所述的灰斗4与所述余热回收段2的入口对应的一侧设置有冷却后的烟气出口11；所述的灰斗4内与所述余热回收段2的末段入口与冷却后的烟气出口11之间设置了一套阻挡隔板10，用于有效沉降和过滤烟气中的粉尘颗粒物；所述的灰斗下部设置有除尘灰气力输送发送器13；所述的每段余热回收,2内均设置有阻燃/防爆压缩氮气喷吹装置；所述的灰斗底部4设置有用于流化、阻燃、防爆的压缩氮气喷吹装置12。
所述的可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置的外壁敷设保温棉和护板层。
所述的可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置的上箱体、中间过渡段、以及灰斗等内壁设置耐高温保护层，
所述的可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置的上箱体、中间过渡段、以及灰斗等内部构件均采用耐高温不锈钢材质。
基于现有几种转炉一次除尘工艺存在的问题，为实现转炉一次除尘系统安全稳定可靠运行、全余热高效回收、洁净干煤气稳定回收、烟气稳定超低排放、节约大量水和蒸汽的消耗、以及彻底消除烟雨和消除煤气回收系统腐蚀问题，就需采用纯干法除尘工艺，即在转炉一次烟气降温冷却、除尘净化、以及洁净干煤气回收和烟气放散等全处理过程中，取消现有干法除尘系统和半干法除尘系统中均采用蒸发冷却器(EC)。
采用本实用新型的有效的余热回收装置替代现有干法除尘系统和半干法除尘系统中均采用蒸发冷却器(EC)，不再需要直接向高温烟气中喷水和蒸汽利用水的蒸发吸热和蒸汽潜热对高温烟气降温冷却，从根本上改变了现有转炉一次除尘OG法、新OG法、半干法、以及干法(LT法)等除尘工艺的“湿法”本质，是真正意义上的干法除尘，在节能和环保方面都具有显著意义。这样既可实现有效降低烟气温度，又可最大限度回收转炉一次烟气中的显热。由于不再采用向高温烟气中喷水和蒸汽，为其后采用能够稳定确保实现超低排放的采用耐中温/高温滤料材质脉冲喷吹滤袋/滤筒式除尘装置提供了条件，也彻底消除了转炉一次除尘系统放散烟气烟雨问题。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置，其特征在于，所述余热回收装置包括上箱体、多段余热回收段、中间过渡段、以及灰斗，其中，所述的上箱体位于余热回收段的上方，所述的中间过渡段位于相邻的余热回收段之间，所述的灰斗位于余热回收段的末端，
所述的上箱体设置有高温烟气入口，所述的余热回收段的壳体为膜式水冷壁，在所述的余热回收段的膜式水冷壁上设有由外插入的可单独更换的热管，所述可单独更换的热管的受热面覆有耐热和耐腐蚀涂层。
2.根据权利要求1所述的可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置，其特征在于，所述灰斗在与所述余热回收段的入口对应的一侧设置有冷却后的烟气出口。
3.根据权利要求1所述的可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置，其特征在于，在所述灰斗内，与所述余热回收段的末段入口与冷却后的烟气出口之间设置有阻挡隔板。
4.根据权利要求1所述的可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置，其特征在于，所述灰斗的下部设置有除尘灰气力输送发送器。
5.根据权利要求1所述的可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置，其特征在于，每段余热回收段内均设置有压缩氮气喷吹装置。
6.根据权利要求1所述的可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置，其特征在于，所述的灰斗底部设置有用压缩氮气喷吹装置。
7.根据权利要求1所述的可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置，其特征在于，所述可单独更换的热管固定在余热回收段的膜式水冷壁上设有的插入套管内。
8.根据权利要求1所述的可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置，其特征在于，所述的上箱体和中间过渡段上分别设置有检修孔门，并且在检修人孔门上设置有燃气冲击波吹灰装置。
9.根据权利要求1所述的可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置，其特征在于，所述可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置的外壁敷设保温棉和护板层。
10.根据权利要求1所述的可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置，其特征在于，所述的可单独更换热管的膜式水冷壁组合式余热回收装置的上箱体、中间过渡段、以及灰斗等内壁设置有耐高温保护层。
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