CN219368429U - 双排烟加热炉系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双排烟加热炉系统，包括：加热炉炉膛，其上设有多个烧嘴，每个烧嘴通过一个煤气支管与煤气总管连通；多个三通阀，一个烧嘴对应设置一个三通阀，每个三通阀的第一端与对应的烧嘴连通，第二端通过一个低氧空气支管与低氧空气总管连通；空烟处理组件，其包括与每个三通阀的第三端连通的烟气换热器，以及与烟气换热器连通的空烟脱硝塔，空烟脱硝塔与加热炉炉膛的煤烟出口连通；煤烟处理组件，其包括与加热炉炉膛的煤烟出口连通的煤烟脱硝塔。本实用新型能够减少煤气浪费，降低环境污染，以及减少能量浪费，提高能量利用率。

Description

双排烟加热炉系统

技术领域

本实用新型涉及蓄热式加热炉节能减排领域。更具体地说，本实用新型涉及一种双排烟加热炉系统。

背景技术

联合钢铁企业生产过程产生大量低热值煤气，如高炉煤气及转炉煤气，而轧钢工序加热钢坯时需要大量煤气提供高温热能。由于低热值煤气在常规燃烧方式下燃烧温度达不到轧钢加热炉炉温对燃烧温度的基本要求，所以，联合钢铁企业采用空气、煤气双蓄热燃烧方式提高低热值煤气燃烧温度，双蓄热技术的应用使低热值煤气完全能够满足轧钢工序钢坯加热过程的基础要求。目前，联合钢铁企业轧钢工序95％以上采用低热值煤气双蓄热加热炉系统。

但现有的低热值煤气双蓄热加热炉技术存在严重的技术缺陷，由于蓄热式加热炉蓄热式烧嘴存在燃烧换向，在燃烧侧蓄热式煤气烧嘴由燃烧状态切换至排烟状态时，该侧煤气换向阀与蓄热体之间的一段管道中的残留煤气会反向流动并排放至大气中，进而会对环境造成污染。而且，由于烧嘴既起到燃烧作用，也起到排烟作用，加热炉的烟气会分为两路排出，其中一路为经由烧嘴排出的空烟，另外一路为由加热炉直接排出的煤烟，如何对两路烟气进行处理也会影响能量的利用。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本实用新型还有一个目的是提供一种双排烟加热炉系统，能够减少煤气浪费，降低环境污染，以及减少能量浪费，提高能量利用率。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种双排烟加热炉系统，包括：

加热炉炉膛，其上设有多个烧嘴，每个烧嘴通过一个煤气支管与煤气总管连通；

多个三通阀，一个烧嘴对应设置一个三通阀，每个三通阀的第一端与对应的烧嘴连通，第二端通过一个低氧空气支管与低氧空气总管连通；

空烟处理组件，其包括：

烟气换热器，其具有空烟进口、空烟出口、净烟进口和净烟出口；所述烟气换热器的空烟进口与每个三通阀的第三端连通；

空烟脱硝塔，其进口通过第一管道与所述烟气换热器的空烟出口连通，所述空烟脱硝塔的出口与所述烟气换热器的净烟进口连通；所述加热炉炉膛的煤烟出口通过第二管道与所述第一管道连通；

煤烟处理组件，其包括煤烟脱硝塔，所述煤烟脱硝塔的进口与所述加热炉炉膛的煤烟出口连通。

优选的是，煤烟处理组件还包括余热换热器，其烟气进口与所述加热炉炉膛的煤烟出口，所述余热换热器的烟气出口与所述煤烟脱硝塔的进口连通。

优选的是，煤烟处理组件还包括：

低温煤气预热器，其具有第一煤气进口、第一煤气出口、第一介质进口和第一介质出口，所述低温煤气预热器的第一煤气进口与低温煤气管连通，所述低温煤气预热器的第一介质进口与所述煤烟脱硝塔的出口连通；

高温煤气预热器，其具有第二煤气进口、第二煤气出口、第二介质进口和第二介质出口，所述高温煤气预热器的第二煤气进口与所述低温煤气预热器的第一煤气出口连通，第二煤气出口与煤气总管连通，所述高温煤气预热器的第二介质进口与所述余热换热器的烟气出口连通，第二介质出口与所述煤烟脱硝塔的进口连通。

优选的是，所述烟气换热器的净烟出口和所述低温煤气预热器的第一介质出口分别与烟囱连通。

优选的是，所述加热炉炉膛由一端向另一端依次分为预热段、加热段和均热段，所述加热炉炉膛的煤烟出口位于所述加热炉炉膛的预热段。

优选的是，多个烧嘴成对设置，每对烧嘴对称布设于所述加热炉炉膛的两侧，所述加热炉炉膛的均热段设有至少一对烧嘴，所述加热炉炉膛的加热段设有至少一对烧嘴。

优选的是，所述烟气换热器与所述烟囱之间设有空烟引风机，所述低温煤气预热器与所述烟囱之间设有煤烟引风机。

优选的是，所述低氧空气总管上设有送风机

本实用新型至少包括以下有益效果：

一、本实用新型的每个烧嘴对应设置一个煤气支管和一个三通阀，并通过三通阀分别与低氧空气支管和空烟处理组件连通，煤气支管与三通阀互不干涉；烧嘴处于燃烧状态时，煤气由对应的煤气支管直接通入烧嘴，烧嘴处于排烟状态时，从烧嘴排出的烟气经由对应的三通阀直接通入空烟处理组件中，能够有效避免煤气进入空烟处理组件中，进而减少煤气浪费，降低环境污染；而且，空烟处理组件中，从空烟脱硝塔排出的脱硝后空烟通入烟气换热器中，与通入烟气换热器中的低温空烟换热，对低温空烟进行加热，回收脱硝后空烟的热量，再通过第二管道，将一定量的从加热炉炉膛排出的煤烟通入第一管道中，与换热后的空烟进行混合，使其温度满足脱硝要求，充分利用煤烟的高温，避免对脱硝系统补燃装置中燃气的消耗，进而减少能量浪费，提高能量利用率；

二、本实用新型的煤烟处理组件包括余热换热器、高温煤气预热器、煤烟脱硝塔和低温煤气预热器，从加热炉炉膛排出的煤烟依次流经余热换热器和高温煤气预热器，余热换热器中的工质水和高温煤气预热器中的煤气依次对煤烟的余热进行回收，再经煤烟脱硝塔脱硝后流经低温煤气预热器，低温煤气预热器中的煤气对脱硝后煤烟的余热进行回收；多级回收煤烟的余热，用于加热低温煤气和工质水，有利于进一步减少能量浪费，提高能量利用率。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本实用新型的其中一个技术方案的所述的双排烟加热炉系统的结构示意图；

附图标记说明：加热炉炉膛1；烧嘴2；煤气支管3；煤气总管4；三通阀5；低氧空气支管6；低氧空气总管7；第一管道8；第二管道9；烟囱10；煤气快切阀11；煤烟阀门12。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1所示，本实用新型提供一种双排烟加热炉系统，包括：

加热炉炉膛1，其上设有多个烧嘴2，每个烧嘴2通过一个煤气支管3与煤气总管4连通；

多个三通阀5，一个烧嘴2对应设置一个三通阀5，每个三通阀5的第一端与对应的烧嘴2连通，第二端通过一个低氧空气支管6与低氧空气总管7连通；

空烟处理组件，其包括：

烟气换热器，其具有空烟进口、空烟出口、净烟进口和净烟出口；所述烟气换热器的空烟进口与每个三通阀5的第三端连通；

空烟脱硝塔，其进口通过第一管道8与所述烟气换热器的空烟出口连通，所述空烟脱硝塔的出口与所述烟气换热器的净烟进口连通；所述加热炉炉膛1的煤烟出口通过第二管道9与所述第一管道8连通；

煤烟处理组件，其包括煤烟脱硝塔，所述煤烟脱硝塔的进口与所述加热炉炉膛1的煤烟出口连通。

在上述技术方案中，烧嘴2为蓄热式烧嘴2，使用过程中，当烧嘴2处于燃烧状态时，对应的三通阀5的第一端与第二端连通，低氧空气经由对应的低氧空气支管6进入烧嘴2的空气通道中，流经高温蓄热体，高温蓄热体将低氧空气预热至1000℃左右的高温，之后高温低氧空气以一定的速度及角度喷入加热炉炉膛1内进行助燃；此时，煤气经由对应的煤气支管3进入烧嘴2的煤气通道中，再以一定的速度及角度喷入加热炉炉膛1内，与同时喷入加热炉炉膛1的高温低氧空气进行混合、燃烧，燃烧形成的高温火焰向加热炉炉膛1内的钢坯放热，实现对钢坯进行加热升温的目的；

当烧嘴2处于排烟状态时，煤气不再经由对应的煤气支管3进入烧嘴2的煤气通道中，对应的三通阀5的第一端与第三端连通，加热炉炉膛1内的高温烟气会进入烧嘴2的空气通道中，流经蓄热体，高温烟气对蓄热体进行加热，蓄热体升温，高温烟气降温，之后由第一端进入三通阀5中，再从第三端排出；

从烧嘴2排出的烟气为空烟，从煤烟出口排出的烟气为煤烟；第二管道9上设有煤烟阀门12，通过煤烟阀门12控制进入第一管道8中的煤烟的量，一定量的煤烟会经由第二管道9进入第一管道8，并与第一管道8中的空烟混合，再进入空烟脱硝塔中；煤气总管4上设有煤气调压阀组，便于调节煤气管道系统的流量和压力，保障加热炉长期正常使用，每个煤气支管3上设有煤气快切阀11，便于控制对应烧嘴2与煤气总管4的通断，当煤气快切阀11开启时，烧嘴2通过对应的煤气支管3与煤气总管4连通，煤气经由对应的煤气支管3进入烧嘴2的煤气通道中，当煤气快切阀11关闭时，烧嘴2与煤气总管4不连通，煤气不会经由对应的煤气支管3进入烧嘴2的煤气通道中；

对于空烟，其从加热炉炉膛1进入排烟状态的烧嘴2中，高温空烟向蓄热体放热后形成温度为100～150℃的低温空烟，之后通过对应的三通阀5，由空烟进口进入烟气换热器中，脱硝后空烟由净烟进口进入烟气换热器中，与烟气换热器中的空烟进行换热，升温后的空烟由空烟出口排出，并进入第一管道8中，升温后的空烟与一定量的温度更高的高温煤烟混合，形成温度满足脱硝要求的待脱硝空烟，待脱硝空烟进入空烟脱硝塔中进行SCR脱硝，得到脱硝后空烟，进入烟气换热器中的脱硝后空烟由净烟出口排出；

对于煤烟，其从加热炉炉膛1的煤烟出口排出，一部分煤烟进入第二管道9中，另一部分煤烟进入煤烟脱硝塔中进行SCR脱硝，脱硝后从煤烟脱硝塔的出口排出；

本实用新型的每个烧嘴2对应设置一个煤气支管3和一个三通阀5，并通过三通阀5分别与低氧空气支管6和空烟处理组件连通，煤气支管3与三通阀5互不干涉；烧嘴2处于燃烧状态时，煤气由对应的煤气支管3直接通入烧嘴2，烧嘴2处于排烟状态时，从烧嘴2排出的烟气经由对应的三通阀5直接通入空烟处理组件中，能够有效避免煤气进入空烟处理组件中，进而减少煤气浪费，降低环境污染；而且，空烟处理组件中，从空烟脱硝塔排出的脱硝后空烟通入烟气换热器中，与通入烟气换热器中的低温空烟换热，对低温空烟进行加热，回收脱硝后空烟的热量，再通过第二管道9，将一定量的从加热炉炉膛1排出的煤烟通入第一管道8中，与换热后的空烟进行混合，使其温度满足脱硝要求，充分利用煤烟的高温，避免对脱硝系统补燃装置中燃气的消耗，进而减少能量浪费，提高能量利用率。

在另一种技术方案中，煤烟处理组件还包括余热换热器，其烟气进口与所述加热炉炉膛1的煤烟出口，所述余热换热器的烟气出口与所述煤烟脱硝塔的进口连通；余热换热器的烟气进口和烟气出口位于其中一个流道的两端，其中一个流道中通入从加热炉炉膛1的煤烟出口排出的煤烟，另一个流道中可通入工质水，煤烟与工质水换热，对工质水进行加热，回收煤烟的余热。

在另一种技术方案中，煤烟处理组件还包括：

低温煤气预热器，其具有第一煤气进口、第一煤气出口、第一介质进口和第一介质出口，所述低温煤气预热器的第一煤气进口与低温煤气管连通，所述低温煤气预热器的第一介质进口与所述煤烟脱硝塔的出口连通；

高温煤气预热器，其具有第二煤气进口、第二煤气出口、第二介质进口和第二介质出口，所述高温煤气预热器的第二煤气进口与所述低温煤气预热器的第一煤气出口连通，第二煤气出口与煤气总管4连通，所述高温煤气预热器的第二介质进口与所述余热换热器的烟气出口连通，第二介质出口与所述煤烟脱硝塔的进口连通。

对于低温煤气，其由第一煤气进口进入低温煤气预热器中，从第一煤气出口排出低温煤气预热器后，由第二煤气进口进入高温煤气预热器中，从第二煤气出口排出高温煤气预热器后，进入煤气总管4中，并被分流给多个煤气支管3(如图1的虚线所示)；

对于从余热换热器的烟气出口排出的煤烟，其由第二介质进口进入高温煤气预热器中，从第二介质出口排出高温煤气预热后，进入煤烟脱硝塔中进行SCR脱硝，脱硝后煤烟由第一介质进口进入低温煤气预热器中，再有第一介质出口排出；

高温煤气预热器中，煤烟与煤气换热，对煤气进行加热，回收煤烟的余热；低温煤气预热器中，脱硝后煤烟与煤气换热，对煤气进行加热，回收脱硝后煤烟的余热；低温煤气依次进入低温煤气预热器和高温煤气预热器中，依次回收脱硝后煤烟，从余热换热器排出的煤烟的余热，将煤气温度提升至350℃左右，再进入煤气总管4中；能够进一步减少能量浪费，提高能量利用率。

在另一种技术方案中，所述烟气换热器的净烟出口和所述低温煤气预热器的第一介质出口分别与烟囱10连通；从烟气换热器排出的脱硝后空烟，以及从低温煤气预热器排出的脱硝后煤烟都从烟囱10排入高空的大气中，有利于降低环境污染；脱硝后空烟和脱硝后煤烟进入烟囱10之前均可进行脱硫处理和除尘处理，可进一步降低环境污染。

在另一种技术方案中，所述加热炉炉膛1由一端向另一端依次分为预热段、加热段和均热段，所述加热炉炉膛1的煤烟出口位于所述加热炉炉膛1的预热段；

钢坯由预热段的进口端进入加热炉炉膛1，然后依次经过预热段、加热段、均热段，当钢坯加热温度达到要求后，由均热段的出口端离开加热炉炉膛1；加热段的作用是利用燃料燃烧产生的高温烟气的热量快速加热钢坯，均热段的作用是利用燃料燃烧产生的高温烟气热量均热钢坯，缩小钢坯断面的温差，预热段的作用是利用离开加热段的高温煤烟的余热预热钢坯，实现对煤烟热量的高效回收；

对于煤烟，高温煤烟离开加热段后，首先流经预热段，向入炉的低温钢坯放热形成中温煤烟，低温钢坯回收煤烟的部分热量，中温煤烟从煤烟出口排出加热炉炉膛1，并进入余热换热器中，中温煤烟可向工质水放热，工质水回收煤烟的部分热量，中温煤烟再进入高温煤气预热器中，向通入高温煤气预热器中的煤气放热，形成温度满足脱硝要求的待脱硝煤烟，中温煤烟煤气回收煤烟的部分流量，之后待脱硝煤烟进入煤烟脱硝塔中进行SCR脱硝，脱硝后煤烟再进入低温煤气预热器，向通入低温煤气预热器的低温煤气放热，低温煤气回收煤烟的部分热量，最后由烟囱10排入大气。

在另一种技术方案中，多个烧嘴2成对设置，每对烧嘴2对称布设于所述加热炉炉膛1的两侧，所述加热炉炉膛1的均热段设有至少一对烧嘴2，所述加热炉炉膛1的加热段设有至少一对烧嘴2；

两侧的烧嘴2轮次在燃烧状态和排烟状态之间进行切换，某一时刻，位于其中一侧的多个烧嘴2都处于燃烧状态，通过其中一个的多个烧嘴2向加热炉炉膛1的均热段和加热段中喷入的煤气和低氧空气，并进行燃烧，位于另一侧的多个烧嘴2都处于排烟状态，加热炉炉膛1的烟气通过另一侧的多个烧嘴2排出，并进行空烟处理；经过一段时间后的下一个时刻，位于其中一侧的多个烧嘴2都切换为燃烧状态，位于另一侧的多个烧嘴2都切换为排烟状态；如此形成周期性循环切换的燃烧方式；有利于保障燃烧和排烟的效率和效果，且便于控制。

在另一种技术方案中，所述烟气换热器与所述烟囱10之间设有空烟引风机，所述低温煤气预热器与所述烟囱10之间设有煤烟引风机；通过空烟引风机将脱硝后空烟引入烟囱10中，通过煤烟引风机将脱硝后煤烟引入烟囱10中，有利于脱硝后空烟和脱硝后煤烟从烟囱10排出。

在另一种技术方案中，所述低氧空气总管7上设有送风机，通入煤气总管4内的煤气经送风机加压后分流至多个煤气支管3中，有利于煤气进入处于燃烧状态的烧嘴2中。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.双排烟加热炉系统，其特征在于，包括：

加热炉炉膛，其上设有多个烧嘴，每个烧嘴通过一个煤气支管与煤气总管连通；

多个三通阀，一个烧嘴对应设置一个三通阀，每个三通阀的第一端与对应的烧嘴连通，第二端通过一个低氧空气支管与低氧空气总管连通；

空烟处理组件，其包括：

烟气换热器，其具有空烟进口、空烟出口、净烟进口和净烟出口；所述烟气换热器的空烟进口与每个三通阀的第三端连通；

空烟脱硝塔，其进口通过第一管道与所述烟气换热器的空烟出口连通，所述空烟脱硝塔的出口与所述烟气换热器的净烟进口连通；所述加热炉炉膛的煤烟出口通过第二管道与所述第一管道连通；

煤烟处理组件，其包括煤烟脱硝塔，所述煤烟脱硝塔的进口与所述加热炉炉膛的煤烟出口连通。

2.如权利要求1所述的双排烟加热炉系统，其特征在于，煤烟处理组件还包括余热换热器，其烟气进口与所述加热炉炉膛的煤烟出口，所述余热换热器的烟气出口与所述煤烟脱硝塔的进口连通。

3.如权利要求2所述的双排烟加热炉系统，其特征在于，煤烟处理组件还包括：

低温煤气预热器，其具有第一煤气进口、第一煤气出口、第一介质进口和第一介质出口，所述低温煤气预热器的第一煤气进口与低温煤气管连通，所述低温煤气预热器的第一介质进口与所述煤烟脱硝塔的出口连通；

高温煤气预热器，其具有第二煤气进口、第二煤气出口、第二介质进口和第二介质出口，所述高温煤气预热器的第二煤气进口与所述低温煤气预热器的第一煤气出口连通，第二煤气出口与煤气总管连通，所述高温煤气预热器的第二介质进口与所述余热换热器的烟气出口连通，第二介质出口与所述煤烟脱硝塔的进口连通。

4.如权利要求3所述的双排烟加热炉系统，其特征在于，所述烟气换热器的净烟出口和所述低温煤气预热器的第一介质出口分别与烟囱连通。

5.如权利要求1所述的双排烟加热炉系统，其特征在于，所述加热炉炉膛由一端向另一端依次分为预热段、加热段和均热段，所述加热炉炉膛的煤烟出口位于所述加热炉炉膛的预热段。

6.如权利要求5所述的双排烟加热炉系统，其特征在于，多个烧嘴成对设置，每对烧嘴对称布设于所述加热炉炉膛的两侧，所述加热炉炉膛的均热段设有至少一对烧嘴，所述加热炉炉膛的加热段设有至少一对烧嘴。

7.如权利要求4所述的双排烟加热炉系统，其特征在于，所述烟气换热器与所述烟囱之间设有空烟引风机，所述低温煤气预热器与所述烟囱之间设有煤烟引风机。

8.如权利要求1所述的双排烟加热炉系统，其特征在于，所述低氧空气总管上设有送风机。