CN219037632U - 一种热风炉烟气余热与燃烧炉综合利用的预热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种热风炉烟气余热与燃烧炉综合利用的预热系统，包括多个换热器，换热器的第一介质进口管和第一介质出口管连接至低温气体管道，且第一介质进口管和第一介质出口管之间的低温气体管道设有开关阀，至少一个换热器的第二介质进口管与燃烧炉连接，第二介质出口管连接至热风炉烟气管道，其余换热器的第二介质进口管和第二介质出口管连接至热风炉烟气管道，且第二介质进口管和第二介质出口管之间的热风炉烟气管道上设有开关阀，采用本实用新型的预热系统能量利用率高。

Description

一种热风炉烟气余热与燃烧炉综合利用的预热系统

技术领域

本实用新型涉及高炉冶炼技术领域，具体涉及一种热风炉烟气余热与燃烧炉综合利用的预热系统。

背景技术

这里的陈述仅提供与本实用新型相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

换热器作为热风炉助燃空气与煤气预热设备而被广泛应用，工业上普遍采用热风炉燃烧产生的烟气余热对空、煤气进行预热，预热后空、煤气温度在150℃至200℃之间，对大型高炉热风炉系统来说此预热温度并不能满足生产需要。

为弥补烟气换热器预热温度不足的问题同时降低投资成本，换热器前置燃烧炉的方法得到一定范围的应用。前置燃烧炉大多布置在换热器之前，一种方法是将燃烧产生的高温烟气与热风炉烧炉产生的烟气混合，然后再将混合后的烟气通过换热器对待预热气体进行加热，此种方法由于热风炉烧炉产生的烟气流量大、燃烧炉高温烟气温降较多等原因，致使待预热气体升温范围有限，能源利用率低。另一种方法带前置燃烧炉的两级预热系统，利用调节阀控制部分热风炉烧炉产生的烟气与燃烧炉高温烟气混合，这样会导致热风炉烟道阻力增大，操作精度不易控制，影响热风炉烧炉的同时在能源利用效率和后期检修都存在一定局限性。

实用新型内容

本实用新型的目的是为克服现有技术的不足，提供了一种热风炉烟气余热与燃烧炉综合利用的预热系统，能源利用率高。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案

本实用新型的实施例提供了一种热风炉烟气余热与燃烧炉综合利用的预热系统，包括多个换热器，换热器的第一介质进口管和第一介质出口管连接至低温气体管道，且第一介质进口管和第一介质出口管之间的低温气体管道设有开关阀，至少一个换热器的第二介质进口管与燃烧炉连接，第二介质出口管连接至热风炉烟气管道，其余换热器的第二介质进口管和第二介质出口管连接至热风炉烟气管道且第二介质进口管和第二介质出口管之间的热风炉烟气管道上设有开关阀。

可选的，第一介质进口管和第一介质出口管上均设置有开关阀。

可选的，第一介质出口管上安装有温度检测元件。

可选的，第二介质进口管和第二介质出口管上均设置有开关阀。

可选的，与燃烧炉连接的换热器的第二介质出口管还通过风机连接至混合室，混合室设置在燃烧炉与换热器的第二介质进口管之间的管路上。

可选的，所述风机与混合室之间的管路上安装有调节阀。

可选的，所述风机与换热器的第二介质出口管之间的管路上安装有开关阀。

可选的，所述混合室的烟气出口上安装有温度检测元件。

可选的，所述燃烧炉与对应的换热器之间的管路上安装有温度检测元件和氧含量检测元件。

可选的，燃烧炉的进口通过管路连接至低温气体管道，当低温气体管道为空气管道时，燃烧炉还连接煤气管道，当低温气体管道为煤气管道时，燃烧炉还连接空气管道。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型的预热系统，燃烧炉直接与换热器的第二介质进口管连接，燃烧炉的烟气无需与热风炉烟气管道内的烟气混合，直接通过与其连接的换热器与空气煤气进行换热，避免了热风炉烟气与燃烧炉烟气混合后在利用换热器与空气煤气进行换热时存在的气体升温范围有限、能量损失、能源利用率低的缺陷。

2.本实用新型的预热系统，热风炉烟气管道与换热器的第二介质进口管和第二介质出口管连接，直接通过换热器与空气煤气进行换热，热风炉烟气管道内无需设置调节阀，避免了热风炉烟气管道阻力增大，操作精度容易控制。

3.本实用新型的预热系统，通过热风炉烟气通道内的烟气以及燃烧炉产生的烟气对空气煤气进行多级预热，可以达到大型高炉热风炉烧炉所需空、煤气温度要求，替代前置小型热风炉的工艺布置，并同时降低系统投资成本。

4.本实用新型的预热系统，通过混合室、风机、调节阀的设置，能够控制流出换热器的混合烟气与燃烧炉高温烟气混合比例，进而调控进入换热器的燃烧炉产生烟气的温度，一方面能够方便调控空气煤气的温度，另一方面能够避免换热器过热造成换热器的损坏。

5.本实用新型预热系统，各个换热器独立工作，当其中某级换热器出现故障时，可以对其进行单独维修处理或更换，从而不影响其他级换热器正常工作。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，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限定。

图1是本实用新型实施例1整体结构示意图；

其中，1.一级换热器，2.二级换热器，3.燃烧炉，4.烟囱，5.热风炉烟气管道，6.低温气体管道，7.空气管道，8.第二开关阀，9.风机，10.温度传感器，11.含氧量检测仪，12.第二介质出口管，13.第二介质进口管，14.第二介质出口管，15.第二介质进口管，16.管路，17.第一介质进口管，18.第一介质出口管，19.第一介质进口管，20.第一介质出口管，21.混合室，22.调节阀，23.第一开关阀，24.第三开关阀。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供了一种热风炉烟气余热与燃烧炉综合利用的预热系统，如图1所示，包括低温气体管道6、热风炉烟气管道5、燃烧炉3及多个换热器，本实施例中，换热器的数量根据实际需要进行设置，本实施例中，换热器的数量设置为两个，分别为一级换热器1和二级换热器2。

所述低温气体管道为待预热的空气管道或煤气管道。

一级换热器1和二级换热器2的结构相同，所述一级换热器内部具有第一介质流通管路，第一介质流通管路用于通入待预热的空气煤气，第一介质流通管路的一端连接第一介质进口管17，另一端连接第一介质出口管18，换热器内部具有第二介质流通管路，第二介质流通管路用于通入温度较高的热风炉烟气或者燃烧炉烟气。第二介质流通管路的一端连接第二介质进口管13，另一端连接第二介质出口管12。

二级换热器2具有第一介质进口管19、第一介质出口管20、第二介质进口管15、第二介质出口管14，设置方式与一级换热器1相同，在此不进行重复叙述。

本实施例中，一级换热器1的第一介质进口管17和第一介质出口管18均连接至低温气体管道6，第一介质进口管17和第一介质出口管18与低温气体管道6的连接位置之间设有安装在低温气体管道6上的第一开关阀23。

二级换热器2的第一介质进口管19和第一介质出口管20均连接至低温气体管道6，二级换热器的第一介质进口管19和第一介质出口管20与低温气体管道6连接位置之间的低温气体管道上安装有第二开关阀8。

一级换热器1和二级换热器2的第一介质进口管和第二介质进口管上均安装有开关阀。

一级换热器1的第二介质进口管13和第二介质出口管12上均安装有开关阀，且一级换热器1的第二介质进口管13和第二介质出口管12均连接至热风炉烟气管道5，一级换热器1的第二介质进口管13和第二介质出口管12与热风炉烟气管道5连接位置之间的热风炉烟气管道上安装有第三开关阀24。

所述二级换热器2的第二介质进口管15和第二介质出口管14均安装有开关阀，其中，二级换热器2的第二介质出口管15连接至热风炉烟气管道5，二级换热器2的第二介质进口管15与混合室21的出口连接，混合室的一个进口通过管路与燃烧炉3的烟气出口连接。

本实施例中，混合室的另一个进口通过管路16连接至二级换热器2的第二介质出口管14，第二介质出口管14流出的烟气能够重新进入混合室21，该管路上设有风机9，风机9的上游位置设有开关阀，风机9的下游即风机9与混合室21之间的管路上设置有调节阀22，调节阀22用于调节该管路进入混合室21的烟气流量，调节阀22采用现有的流量调节阀即可，其具体结构在此不进行详细叙述。

所述燃烧炉3烟气出口与混合室21之间的管路上安装有含氧量检测元件，含氧量检测元件采用现有的含氧量检测仪11，用于检测燃烧炉排出烟气气体的含氧量。

所述混合室21的出口即混合室与二级换热器第二介质进口管上开关阀之间的管路上安装有温度检测元件，温度检测元件采用现有的温度传感器10，用于检测进入二级换热器2的烟气温度。

所述一级换热器1和二级换热器2的第一介质出口管上均安装有温度检测元件，用于检测流出的空气或煤气的温度。

所述温度检测元件采用现有的温度传感器即可，其具体结构在此不进行详细叙述。

本实施例中，热风炉烟气管道5以及低温气体管道6根据其管道布置情况设置合理布置补偿器以吸收管路热膨胀量。

所述燃烧炉3的进口与低温气体管道6连接，当低温气体管道为煤气管道时，燃烧炉还需要与空气管道连接，空气管道配套设置一台风机，以通过空气管道向燃烧炉内供给空气。

当低温气体管道为空气管道时，燃烧炉还需要与煤气管道连接，煤气的来源为焦炉煤气，本领域技术人员可根据实际需要选择煤气的来源。

本实施例中，低温气体管道为煤气管道，燃烧炉进口与空气管道7连接。

所述换热器、燃烧炉3、第一介质进口管和出口管、第二介质进口管和出口管、混合室21等应根据位置、温度等因素的不同采用适合的内保温或外保温方式对系统进行保温处理，保温方式采用现有保温方式即可，在此不进行详细叙述。

所述开关阀采用球阀或蝶阀等，可采用手动阀门，也可采用电控阀门，本领域技术人员可根据实际需要进行选择。

所述热风炉烟气管道5的末端连接至烟囱4，用于将烟气排出。

本实施例的预热系统的工作方法为：

关闭第一开关阀23、第二开关阀8和第三开关阀24，打开一级换热器1、二级换热器2第一介质进、出口管、第二介质进、出口管上的开关阀，打开风机9上游的管路上的开关阀，打开风机9。

待预热的空气或煤气依次流过一级换热器1和二级换热器2的第一介质流通管路。

其中热风炉烟气管道5内通入的热风炉烟气经过一级换热器1的第二介质流通管路，与一级换热器1第一介质流动管路内的空气或煤气发生热交换，对空气或煤气进行一级预热。热风炉烟气通道5内的热风炉烟气最终进入烟囱4排出。

燃烧炉3产生的烟气经过混合室21、二级换热器2的第二介质流通管路后一部分流入热风炉烟气通道5，再经过一级换热器1的第二介质流通管路后流入烟囱4排出，另一部分烟气在风机9的作用下经过调节阀22重新流入混合室21，与燃烧炉3产生的烟气混合后再进入二级换热器2，与流经二级换热器第一介质流通管路的空气或煤气发生热交换，对空气或煤气实现了二级预热。

通过二级预热，可以达到大型高炉热风炉烧炉所需空、煤气温度要求，替代前置小型热风炉的工艺布置，并同时降低系统投资成本。

通过调节调节阀22的开度，控制流出二级换热器2的混合烟气与燃烧炉高温烟气混合比例，进而调控进入二级换热器2的混合烟气温度，一方面能够方便调控空气煤气的温度，另一方面能够避免换热器过热造成换热器的损坏。

通过混合室21出口处的温度传感器10及燃烧炉3与混合室21之间的含氧量11的数据反馈，能够调节燃烧炉内空气和煤气的燃烧。

本实施例的预热系统，一级换热器直接利用热风炉烟气进行预热，二级换热器利用燃烧炉烟气预热，燃烧炉的烟气无需与热风炉烟气管道内的烟气混合，直接通过与其连接的换热器与空气或煤气进行换热，避免了热风炉烟气与燃烧炉烟气混合后在利用换热器与空气煤气进行换热时存在的气体升温范围有限、能量损失、能源利用率低的缺陷，而且热风炉烟气管道内无需设置调节阀，避免了热风炉烟气管道阻力增大，操作精度容易控制。

本实施例中，当一级换热器1和二级换热器2中的一个出现故障时，不影响另一个换热器的工作，可以对其进行单独维修处理或更换，从而不影响其他级换热器正常工作，当需要对一级换热器1进行检修或更换时，将第一开关阀23打开，第三开关阀24打开，将一级换热器1第一介质进、出口管、第二介质进、出口管上的开关阀关闭即可，当二级换热器2需要检修时，将第二开关阀8打开、二级换热器2第一介质进、出口管、第二介质进、出口管上的开关阀关闭即可。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种热风炉烟气余热与燃烧炉综合利用的预热系统，其特征在于，包括多个换热器，换热器的第一介质进口管和第一介质出口管连接至低温气体管道，且第一介质进口管和第一介质出口管之间的低温气体管道设有开关阀，至少一个换热器的第二介质进口管与燃烧炉连接，第二介质出口管连接至热风炉烟气管道，其余换热器的第二介质进口管和第二介质出口管连接至热风炉烟气管道，且第二介质进口管和第二介质出口管之间的热风炉烟气管道上设有开关阀。

2.如权利要求1所述的一种热风炉烟气余热与燃烧炉综合利用的预热系统，其特征在于，第一介质进口管和第一介质出口管上均设置有开关阀。

3.如权利要求1所述的一种热风炉烟气余热与燃烧炉综合利用的预热系统，其特征在于，第一介质出口管上安装有温度检测元件。

4.如权利要求1所述的一种热风炉烟气余热与燃烧炉综合利用的预热系统，其特征在于，第二介质进口管和第二介质出口管上均设置有开关阀。

5.如权利要求1所述的一种热风炉烟气余热与燃烧炉综合利用的预热系统，其特征在于，与燃烧炉连接的换热器的第二介质出口管还通过风机连接至混合室，混合室设置在燃烧炉与换热器的第二介质进口管之间的管路上。

6.如权利要求5所述的一种热风炉烟气余热与燃烧炉综合利用的预热系统，其特征在于，所述风机与混合室之间的管路上安装有调节阀。

7.如权利要求5所述的一种热风炉烟气余热与燃烧炉综合利用的预热系统，其特征在于，所述风机与换热器的第二介质出口管之间的管路上安装有开关阀。

8.如权利要求5所述的一种热风炉烟气余热与燃烧炉综合利用的预热系统，其特征在于，所述混合室的烟气出口上安装有温度检测元件。

9.如权利要求1所述的一种热风炉烟气余热与燃烧炉综合利用的预热系统，其特征在于，所述燃烧炉与对应的换热器之间的管路上安装有温度检测元件和氧含量检测元件。

10.如权利要求1所述的一种热风炉烟气余热与燃烧炉综合利用的预热系统，其特征在于，燃烧炉的进口通过管路连接至低温气体管道，当低温气体管道为空气管道时，燃烧炉还连接煤气管道，当低温气体管道为煤气管道时，燃烧炉还连接空气管道。

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