CN213977760U - 一种非高炉煤气余热利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及非高炉炼铁工艺煤气一次净化系统技术领域，具体是一种非高炉煤气余热利用系统，包括蒸汽过热器，中压烟道换热面I段、中压烟道换热面II段、低压烟道换热面、中压锅筒和低压锅筒；蒸汽过热器的煤气出口与中压烟道换热面I段的煤气入口连接，中压烟道换热面I段的煤气出口与中压烟道换热面II段的煤气入口连接，中压烟道换热面II段的煤气出口与低压烟道换热面的煤气入口连接；低压烟道换热面通过第三上升管和第三下降管与低压锅筒连接。本实用新型不需要额外的燃气锅炉对饱和蒸汽过热，降低了系统的建设成本和运行成本，而且适用于煤气平衡后没有富余煤气的厂区。

Description

一种非高炉煤气余热利用系统

技术领域

本实用新型涉及非高炉炼铁工艺煤气一次净化系统技术领域，具体是一种非高炉煤气余热利用系统。

背景技术

在熔融还原炼铁生产工艺运行过程中，会生成SRV炉煤气，SRV炉煤气中含有12-24％的CO，煤气温度最高达1650℃，且含尘量>50g/Nm3，工作压力为80kPa，为利用此SRV炉煤气，需要先通过汽化烟道对高温高尘煤气进行降温处理，汽化烟道出口温度为880℃左右。目前，为了利用高温煤气880℃至200℃之间的显热，在汽化烟道后通过一套余热利用装置，回收热量并产生饱和蒸汽，再通过燃气锅炉为饱和蒸汽过热，以用于汽轮机发电。现有的余热利用装置存在以下缺点：(1)燃气锅炉的建设成本和运行成本高昂；(2)煤气平衡后，对于没有富余煤气的厂区，无法新建燃气锅炉系统；(3)系统复杂、占地大。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述现有技术的不足，提供一种非高炉煤气余热利用系统，利用与高温煤气的换热使蒸汽过热器为饱和蒸汽过热，不需要额外的燃气锅炉对饱和蒸汽过热，降低系统的建设成本和运行成本，而且适用于煤气平衡后没有富余煤气的厂区。

本实用新型所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种非高炉煤气余热利用系统，包括蒸汽过热器，中压烟道换热面I段、中压烟道换热面II段、低压烟道换热面、中压锅筒和低压锅筒；

所述蒸汽过热器的煤气出口与中压烟道换热面I段的煤气入口连接，所述中压烟道换热面I段的煤气出口与中压烟道换热面II段的煤气入口连接，所述中压烟道换热面II段的煤气出口与低压烟道换热面的煤气入口连接；

所述中压烟道换热面I段通过第一上升管和第一下降管与中压锅筒连接，所述中压烟道换热面II段通过第二上升管和第二下降管与中压锅筒连接，所述中压锅筒的蒸汽出口与蒸汽过热器的蒸汽入口连接；

所述低压烟道换热面通过第三上升管和第三下降管与低压锅筒连接。

相对于现有技术，本实用新型非高炉煤气余热利用系统的有益效果为：(1)利用与高温煤气的换热使蒸汽过热器为饱和蒸汽过热，不需要额外的燃气锅炉以对饱和蒸汽过热，降低了系统的建设成本和运行成本，而且适用于煤气平衡后没有富余煤气的非高炉厂区；(2)由于不需要额外的燃气锅炉以对饱和蒸汽过热，因此系统简单、运行可靠、占地小，布置紧凑；(3)实现了非高炉高温煤气的梯级化余热回收利用，在对高温煤气有效降温的同时产生大量的蒸汽以供用户使用；(4)将换热段根据内部汽水侧压力分为多段，产生的蒸汽适于不同用户，而且分段安装更易实现。

本实用新型的技术方案还有：还包括除氧器，所述低压锅筒的蒸汽出口与除氧器的蒸汽入口连接，所述除氧器的出水口通过中压给水泵与中压锅筒的进水口连接，所述除氧器的出水口通过低压给水泵与低压锅筒的进水口连接。

本实用新型的技术方案还有：所述除氧器的出水口通过中压给水泵与除氧器的中压给水再循环口连接，所述除氧器的出水口通过低压给水泵与低压给水再循环口连接。

本实用新型的技术方案还有：所述蒸汽过热器包括壳体、第一换热管和第二换热管；

所述壳体内设有第一腔体、第二腔体、第三腔体和第四腔体，所述第一腔体和第二腔体均位于第三腔体的下方；

所述第一换热管、第二换热管和第三腔体均设于第四腔体中，所述第一换热管分别与第一腔体和第三腔体连通，所述第二换热管分别与第二腔体和第三腔体连通；

所述壳体上设有蒸汽过热器的煤气入口、蒸汽过热器的煤气出口、蒸汽过热器的蒸汽入口和蒸汽过热器的蒸汽出口，所述蒸汽过热器的煤气入口和蒸汽过热器的煤气出口均与第四腔体连通，所述蒸汽过热器的蒸汽入口与第一腔体连通，所述蒸汽过热器的蒸汽出口与第二腔体连通。

本实用新型的技术方案还有：所述蒸汽过热器还包括上管板、下管板和折流板；

所述上管板和下管板固设于壳体内部，所述上管板位于下管板的上方，所述第一换热管的上、下两端分别与上管板和下管板固定连接，所述第二换热管的上、下两端分别与上管板和下管板固定连接；

所述折流板固设在第四腔体中，所述折流板位于上管板和下管板之间，所述折流板设有多张并沿竖直方向间隔设置，所述折流板在水平方向错位布置。采用本技术方案，折流板在第四腔体中有限的空间内延长了煤气的流程，提高了换热效果。

本实用新型的技术方案还有：所述蒸汽过热器还包括定距管、拉杆和螺母，所述拉杆的下端与下管板固定连接，所述定距管套设在拉杆上，所述拉杆的上端穿过折流板，所述螺母与拉杆的上端螺纹连接并将折流板压紧在定距管的上端。

本实用新型的技术方案还有：所述蒸汽过热器还包括裙座，所述壳体固定安装在裙座上。

附图说明

图1为实施例一中非高炉煤气余热利用系统的结构示意图。

图2为实施例一中蒸汽过热器的结构示意图。

图中：1、蒸汽过热器，2、中压烟道换热面I段，3、中压烟道换热面II段，4、低压烟道换热面，5、中压锅筒，6、低压锅筒，7、蒸汽过热器的煤气出口，8、中压烟道换热面I段的煤气入口，9、中压烟道换热面I段的煤气出口，10、中压烟道换热面II段的煤气入口，11、中压烟道换热面II段的煤气出口，12、低压烟道换热面的煤气入口，13、第一上升管，14、第一下降管，15、第二上升管，16、第二下降管，17、中压锅筒的蒸汽出口，18、蒸汽过热器的蒸汽入口，19、第三上升管，20、第三下降管，21、除氧器，22、低压锅筒的蒸汽出口，23、除氧器的蒸汽入口，24、除氧器的出水口，25、中压给水泵，26、中压锅筒的进水口，27、低压给水泵，28、低压锅筒的进水口，29、中压给水再循环口，30、低压给水再循环口，31、除氧器的除盐水进口，32、壳体，33、第一换热管，34、第二换热管，35、第一腔体，36、第二腔体，37、第三腔体，38、第四腔体，39、蒸汽过热器的煤气入口，40、蒸汽过热器的蒸汽出口，41、上管板，42、下管板，43、折流板，44、定距管，45、拉杆，46、螺母，47、裙座，48、过热器集箱。

具体实施方式

以下实施例是对本实用新型的进一步说明，但本实用新型并不局限于此。因本实用新型比较复杂，因此实施方式仅对本实用新型的实用新型点部分进行详述，本实用新型未详述部分均可采用现有技术。

实施例1：

如图1所示，一种非高炉煤气余热利用系统，包括蒸汽过热器1，中压烟道换热面I段2、中压烟道换热面II段3、低压烟道换热面4、中压锅筒5、低压锅筒6和除氧器21。

如图2所示，所述蒸汽过热器1包括壳体32、第一换热管33、第二换热管34、上管板41、下管板42、折流板43、定距管44、拉杆45和螺母46和裙座47。

所述壳体32固定安装在裙座47上。所述壳体32内设有第一腔体35、第二腔体36、第三腔体37和第四腔体38，所述第一腔体35和第二腔体36均位于第三腔体37的下方。

所述上管板41和下管板42固设于壳体32内部，所述上管板41位于下管板42的上方。

所述第一换热管33、第二换热管34均设有多根，构成换热罐组。所述第一换热管33、第二换热管34和第三腔体37均设于第四腔体38中，具体的，所述第一换热管33的上、下两端分别与上管板41和下管板42固定连接，所述第二换热管34的上、下两端分别与上管板41和下管板42固定连接。

所述第一换热管33分别与第一腔体35和第三腔体37连通，所述第二换热管34分别与第二腔体36和第三腔体37连通。

所述壳体32上设有蒸汽过热器的煤气入口39、蒸汽过热器的煤气出口7、蒸汽过热器的蒸汽入口18和蒸汽过热器的蒸汽出口40，所述蒸汽过热器的煤气入口39和蒸汽过热器的煤气出口7均与第四腔体38连通，所述蒸汽过热器的蒸汽入口18与第一腔体35连通，所述蒸汽过热器的蒸汽出口40与第二腔体36连通。所述蒸汽过热器的蒸汽入口18和蒸汽过热器的蒸汽出口40均连接有外置的过热器集箱48。

所述折流板43固设在第四腔体38中，所述折流板43位于上管板41和下管板42之间，具体的，所述拉杆45的下端与下管板42固定连接，所述定距管44套设在拉杆45上，所述拉杆45的上端穿过折流板43，所述螺母46与拉杆45的上端螺纹连接并将折流板43压紧在定距管44的上端。

所述折流板43设有多张并沿竖直方向间隔设置，所述折流板43在水平方向错位布置。折流板43在第四腔体38中有限的空间内延长了煤气的流程，提高了换热效果。

饱和蒸汽由蒸汽过热器的蒸汽入口18进入第一腔体35，然后通过第一换热管33进入第三腔体37，然后通过第二换热管34进入第二腔体36，最后由蒸汽过热器的蒸汽出口40排出，输送给汽轮机发电系统。在此过程中，高温煤气由蒸汽过热器的煤气入口39进入第四腔体38，在折流板43的导向作用下与第一换热管33和第二换热管34中的饱和蒸汽换热，最后由蒸汽过热器的煤气出口7排出。

所述蒸汽过热器的煤气出口7与中压烟道换热面I段的煤气入口8连接，所述中压烟道换热面I段的煤气出口9与中压烟道换热面II段的煤气入口10连接，所述中压烟道换热面II段的煤气出口11与低压烟道换热面的煤气入口12连接。

所述中压锅筒5设置于中压烟道换热面I段2、中压烟道换热面II段3上方。所述中压烟道换热面I段2通过第一上升管13和第一下降管14与中压锅筒5连接，所述中压烟道换热面II段3通过第二上升管15和第二下降管16与中压锅筒5连接，所述中压锅筒的蒸汽出口17与蒸汽过热器的蒸汽入口18连接。

所述低压锅筒6设置于低压烟道换热面4上方。所述低压烟道换热面4通过第三上升管19和第三下降管20与低压锅筒6连接。

所述低压锅筒的蒸汽出口22与除氧器的蒸汽入口23连接，所述除氧器的出水口24通过中压给水泵25分别与中压锅筒的进水口26和中压给水再循环口29连接，所述除氧器的出水口24通过低压给水泵27与低压锅筒的进水口28和低压给水再循环口30连接。

本实施例中，中压参数运行压力为4.4MPa，低压参数运行压力为0.5-0.6MPa。

本实施例非高炉煤气余热利用系统的工作原理：高温煤气依次经过蒸汽过热器1，中压烟道换热面I段2，中压烟道换热面II段3，低压烟道换热面4。中压烟道换热面I段2、中压烟道换热面II段3和中压锅筒5产生分离的饱和蒸汽，先经过蒸汽过热器1过热，再通过输送管网将过热蒸汽送至汽轮机发电系统带动汽轮机发电。低压锅筒6和低压烟道换热面4利用烟气低温段产生分离低压饱和蒸汽，此部分低压饱和蒸汽进入除氧器21，加热除氧后的水。除氧后的水经中压给水泵25，一部分输送至中压锅筒5参与中压段换热面的换热，一部分循环回除氧器21。除氧后的水经低压给水泵27，一部分输送至低压锅6筒参与低压段换热面的换热，一部分循环回除氧器21。

上面结合附图对本实用新型的实施例做了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (7)

1.一种非高炉煤气余热利用系统，其特征在于：包括蒸汽过热器(1)，中压烟道换热面I段(2)、中压烟道换热面II段(3)、低压烟道换热面(4)、中压锅筒(5)和低压锅筒(6)；

所述蒸汽过热器的煤气出口(7)与中压烟道换热面I段的煤气入口(8)连接，所述中压烟道换热面I段的煤气出口(9)与中压烟道换热面II段的煤气入口(10)连接，所述中压烟道换热面II段的煤气出口(11)与低压烟道换热面的煤气入口(12)连接；

所述中压烟道换热面I段(2)通过第一上升管(13)和第一下降管(14)与中压锅筒(5)连接，所述中压烟道换热面II段(3)通过第二上升管(15)和第二下降管(16)与中压锅筒(5)连接，所述中压锅筒的蒸汽出口(17)与蒸汽过热器的蒸汽入口(18)连接；

所述低压烟道换热面(4)通过第三上升管(19)和第三下降管(20)与低压锅筒(6)连接。

2.根据权利要求1所述的非高炉煤气余热利用系统，其特征在于：还包括除氧器(21)，所述低压锅筒的蒸汽出口(22)与除氧器的蒸汽入口(23)连接，所述除氧器的出水口(24)通过中压给水泵(25)与中压锅筒的进水口(26)连接，所述除氧器的出水口(24)通过低压给水泵(27)与低压锅筒的进水口(28)连接。

3.根据权利要求2所述的非高炉煤气余热利用系统，其特征在于：所述除氧器的出水口(24)通过中压给水泵(25)与除氧器的中压给水再循环口(29)连接，所述除氧器的出水口(24)通过低压给水泵(27)与低压给水再循环口(30)连接。

4.根据权利要求1所述的非高炉煤气余热利用系统，其特征在于：所述蒸汽过热器(1)包括壳体(32)、第一换热管(33)和第二换热管(34)；

所述壳体(32)内设有第一腔体(35)、第二腔体(36)、第三腔体(37)和第四腔体(38)，所述第一腔体(35)和第二腔体(36)均位于第三腔体(37)的下方；

所述第一换热管(33)、第二换热管(34)和第三腔体(37)均设于第四腔体(38)中，所述第一换热管(33)分别与第一腔体(35)和第三腔体(37)连通，所述第二换热管(34)分别与第二腔体(36)和第三腔体(37)连通；

所述壳体(32)上设有蒸汽过热器的煤气入口(39)、蒸汽过热器的煤气出口(7)、蒸汽过热器的蒸汽入口(18)和蒸汽过热器的蒸汽出口(40)，所述蒸汽过热器的煤气入口(39)和蒸汽过热器的煤气出口(7)均与第四腔体(38)连通，所述蒸汽过热器的蒸汽入口(18)与第一腔体(35)连通，所述蒸汽过热器的蒸汽出口(40)与第二腔体(36)连通。

5.根据权利要求4所述的非高炉煤气余热利用系统，其特征在于：所述蒸汽过热器(1)还包括上管板(41)、下管板(42)和折流板(43)；

所述上管板(41)和下管板(42)固设于壳体(32)内部，所述上管板(41)位于下管板(42)的上方，所述第一换热管(33)的上、下两端分别与上管板(41)和下管板(42)固定连接，所述第二换热管(34)的上、下两端分别与上管板(41)和下管板(42)固定连接；

所述折流板(43)固设在第四腔体(38)中，所述折流板(43)位于上管板(41)和下管板(42)之间，所述折流板(43)设有多张并沿竖直方向间隔设置，所述折流板(43)在水平方向错位布置。

6.根据权利要求5所述的非高炉煤气余热利用系统，其特征在于：所述蒸汽过热器(1)还包括定距管(44)、拉杆(45)和螺母(46)，所述拉杆(45)的下端与下管板(42)固定连接，所述定距管(44)套设在拉杆(45)上，所述拉杆(45)的上端穿过折流板(43)，所述螺母(46)与拉杆(45)的上端螺纹连接并将折流板(43)压紧在定距管(44)的上端。

7.根据权利要求4-6任一所述的非高炉煤气余热利用系统，其特征在于：所述蒸汽过热器(1)还包括裙座(47)，所述壳体(32)固定安装在裙座(47)上。

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