CN223204744U - 一种全干法余热回收系统的给水预热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种全干法余热回收系统的给水预热装置，属于转炉炼钢节能减排技术领域；所述装置包括通过管路依次连接的给水泵、进水集装箱、换热器、出水集装箱、截止阀和除氧器；所述给水泵和进水集装箱之间的连接管路上设置有第四温度表；所述出水集装箱和截止阀之间的连接管路上设置有第二温度表；所述换热器的一端设置烟气进口，换热器的另一端设置烟气出口；换热器靠近烟气出口的一侧设置进水口与进水集装箱连接，换热器靠近烟气进口的一侧设置出水口与出水集装箱连接。本实用新型通过利用烟气中的余热来预热冷水，冷水由原来的20℃加热到80℃，烟气由原来的200℃降温至70℃；有效回收了原本可能浪费的热能。

Description

一种全干法余热回收系统的给水预热装置

技术领域

本实用新型属于转炉炼钢节能减排技术领域，涉及一种全干法余热回收系统的给水预热装置。

背景技术

钢铁产业作为能源、资源密集型行业，其耗能量巨大。在全球节能减排的大背景下，大力发展新科技促进低能耗的钢铁生产具有重要意义。转炉炼钢过程中，碳氧反应产生大量高温烟气(1550-1700℃)，高温烟气进入汽化冷却烟道进行冷却，冷却烟道出口处烟气温度800-850℃。急冷换热器将烟温从800~1000℃降至200℃左右，烟气经布袋除尘达标，将烟气含尘量降至10mg/m³以下，完成精除尘。出口烟温200℃左右有较高显热。

转炉炼钢时，炉内的高温反应会产生大量温度高达1400℃以上的高温烟气。这些烟气中蕴含着巨大的热能，约占电炉输入总能量的20%。这些烟气中蕴含的热能极为可观，是钢铁生产过程中的一项重要二次能源，具有极高的回收利用价值。尽管高温烟气余热具有如此巨大的潜力，但当前大多数钢铁企业在处理这些烟气时，仍采用较为传统的方法，这些方法虽然能在一定程度上降低烟气温度，但余热回收效率普遍较低，大量热能被浪费。

综上所述，亟待开发一种转炉炼钢产生的高温烟气余热回收利用装置，对高温余热进行二次回用，并减少环境负担。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种全干法余热回收系统的给水预热装置，以解决现有技术中转炉炼钢产生的高温烟气余热难以利用，直接排出污染大气的技术问题。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

本实用新型提供一种全干法余热回收系统的给水预热装置，包括通过管路依次连接的给水泵、进水集装箱、换热器、出水集装箱、截止阀和除氧器；所述给水泵和进水集装箱之间的连接管路上设置有第四温度表；所述出水集装箱和截止阀之间的连接管路上设置有第二温度表；所述换热器的一端设置烟气进口，换热器的另一端设置烟气出口；换热器靠近烟气出口的一侧设置进水口与进水集装箱连接，换热器靠近烟气进口的一侧设置出水口与出水集装箱连接。

进一步地，所述出水集装箱和截止阀之间的连接管路上还设置有第一压力表和放散阀；所述放散阀靠近截止阀设置。

进一步地，所述放散阀和截止阀之间的连接管路上还设置有止回阀。

进一步地，所述放散阀和止回阀之间的连接管路上还设置有第二安全阀。

进一步地，所述换热器上安装有第一温度表和第三温度表；所述第一温度表靠近换热器烟气进口设置，所述第三温度表靠近换热器烟气出口设置。

进一步地，所述换热器上靠近烟气进口处还设置有第一安全阀。

进一步地，所述换热器包括换热器壳体；所述换热器壳体内设置有径向换热管；所述径向换热管分别与换热器的进水口和出水口连通。

进一步地，所述换热器壳体的外壁设置有若干翅片，靠近换热器烟气入口的翅片采用不锈钢材料制成。

进一步地，所述给水泵提供的水为除盐水。

进一步地，所述换热器壳体采用铝合金材料制成。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型公开了一种全干法余热回收系统的给水预热装置，通过将冷水经给水泵、进水集装箱进入换热器，在换热器中与高温烟气进行换热，加热后的冷水通入除氧器中加以利用。本实用新型通过利用烟气中的余热来预热冷水，冷水由原来的20℃加热到80℃，烟气由原来的200℃降温至70℃；有效回收了原本可能浪费的热能。这种预热过程也减少了后续给水加热的能量，从而提高了整个热力系统的能源利用效率，降低了能源消耗和运营成本。并且本实用新型在给水预热过程中，通过第四温度表监测给水泵与进水集装箱之间的水温，以及第二温度表监测出水集装箱与截止阀之间的水温，可以实时掌握给水预热过程中的温度变化，有助于及时发现并处理可能的温度异常，增强了系统的安全性和稳定性。

进一步地，本实用新型换热器壳体的外壁设置有若干翅片，翅片的存在显著增加了热管的有效传热面积。由于翅片通常具有较大的表面积，它们能够提供更多的换热界面，使得热量在相同体积的空间内能够更有效地传递。

进一步地，本实用新型管路上还设置有放散阀和安全阀，当设备压力过高时可以及时调节，确保设备的正常安全运行。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型装置的结构示意图；

图2为本实用新型径向换热管的局部示意图。

其中：1-第一温度表；2-第一安全阀；3-出水集装箱；4-第一压力表；5-第二温度表；6-放散阀；7-第二安全阀；8-止回阀；9-截止阀；10-换热器壳体；11-径向换热管；12-第三温度表；13-进水集装箱；14-第四温度表；15-给水泵；16-除氧器。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

参见图1，本实用新型实施例公开了一种全干法余热回收系统的给水预热装置，其特征在于，包括通过管路依次连接的给水泵15、进水集装箱13、换热器、出水集装箱3、截止阀9和除氧器16；所述给水泵15和进水集装箱13之间的连接管路上设置有第四温度表14；所述出水集装箱3和截止阀9之间的连接管路上设置有第二温度表5；所述换热器的一端设置烟气进口，换热器的另一端设置烟气出口；换热器靠近烟气出口的一侧设置进水口与进水集装箱13连接，换热器靠近烟气进口的一侧设置出水口与出水集装箱3连接。本实用新型进水温度由20℃加热到80℃，进入除氧器16，将低温余热充分利用。废气经过换热冷却到70℃，转炉煤气经风机加压进入煤气柜回收。

在本实用新型一个可行的实施方式中，所述出水集装箱3和截止阀9之间的连接管路上依次设置有第一压力表4、第二温度表5、放散阀6、第二安全阀7和止回阀8；所述止回阀8靠近截止阀9设置。放散阀6和第二安全阀7在管道系统内部压力超过设定值时，自动排放一定量的气体，以确保系统的安全稳定运行。止回阀8又称逆流阀、逆止阀、背压阀和单向阀，是一种依靠管路中介质本身的流动产生的力自动开启和关闭的阀门。其主要作用是防止介质倒流，以及实现容器介质的泄放。

在本实用新型一个可行的实施方式中，所述换热器上安装有第一温度表1和第三温度表12；所述第一温度表1靠近换热器烟气进口设置，所述第三温度表12靠近换热器烟气出口设置。换热器上靠近烟气进口处还设置有第一安全阀2。第一安全阀2能够在换热器压力过高时进行调节，防止换热器爆炸。

在本实用新型一个可行的实施方式中，参见图2，所述换热器包括换热器壳体10；所述换热器壳体10内设置有径向换热管11；所述径向换热管11分别与换热器的进水口和出水口连通。通常径向热管的制作工艺是将空腔抽成1.3×(10^-1~10^-4)Pa的负压后充入适量的工质,然后将外管、内管和端盖焊接成一个密闭的空腔，当热烟气通过外管时,吸液芯中的液态工质受热气化,在压差的作用下流向内管,气态工质遇到冷流体后释放出热量,然后在内管外壁上凝结成液态,内管中的冷流体被加热.凝结后的液态工质在重力作用和毛细管作用下回流至蒸发段,如此循环不断.热管在这一过程中实现了热量的传递和转移。

所述给水泵15提供的水为除盐水，保证水质合格，换热管器免腐蚀；所述换热器壳体10采用铝合金材料制成，重量轻、强度大，传热系数大等优点，热效率高。所述换热器壳体10的外壁设置有若干翅片，翅片的存在显著增加了热管的有效传热面积。由于翅片通常具有较大的表面积，它们能够提供更多的换热界面，使得热量在相同体积的空间内能够更有效地传递，靠近换热器烟气入口的翅片采用304不锈钢材料制成，防止杂质对换热管产生冲击磨损，提高材质耐磨性，保证换热器长寿命。换热器壳体10设计制造符合NB/T47003.1-2009钢制焊接常压容器；径向换热管11、进水集装箱13和出水集装箱3组成流体输送及换热组件制造验收检验按GB150-2011压力容器,和GB151-2014热交换器标准执行；第一温度表1、第一压力4、第二温度表5、第三温度表12、第四温度表14符合国家标准。

本实用新型的工作过程如下：

冷水通过给水泵15进入进水集装箱13，然后通过换热器的进水口进入径向换热管11；转炉炼钢产生的高温烟气通过换热器的烟气进口进入换热器，与径向换热管11内的冷水进行换热降温，降温后的烟气从烟气出口排出；冷水经过径向换热管11升温后进入出水集装箱3，再通过管路流入除氧器16，将烟气中的显热送入除氧器16加以利用。

本实用新型预热后的给水在进入除氧器16之前，已经通过换热器与高温烟气进行了热交换，这有助于减少给水中溶解的氧气和其他不凝性气体，从而提高了给水的质量，通过回收烟气中的余热，减少了因排放高温烟气而造成的热污染，有利于降低碳排放和环境污染。此外，采用模块化设计，包括给水泵15、进水集装箱13、换热器、出水集装箱3、截止阀9等组件，并通过管路依次连接，结构紧凑，布局合理。这种设计便于安装、维护和检修，同时也提高了系统的整体性能和可靠性。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种全干法余热回收系统的给水预热装置，其特征在于，包括通过管路依次连接的给水泵（15）、进水集装箱（13）、换热器、出水集装箱（3）、截止阀（9）和除氧器（16）；所述给水泵（15）和进水集装箱（13）之间的连接管路上设置有第四温度表（14）；所述出水集装箱（3）和截止阀（9）之间的连接管路上设置有第二温度表（5）；所述换热器的一端设置烟气进口，换热器的另一端设置烟气出口；换热器靠近烟气出口的一侧设置进水口与进水集装箱（13）连接，换热器靠近烟气进口的一侧设置出水口与出水集装箱（3）连接。

2.根据权利要求1所述的一种全干法余热回收系统的给水预热装置，其特征在于，所述出水集装箱（3）和截止阀（9）之间的连接管路上还设置有第一压力表（4）和放散阀（6）；所述放散阀（6）靠近截止阀（9）设置。

3.根据权利要求2所述的一种全干法余热回收系统的给水预热装置，其特征在于，所述放散阀（6）和截止阀（9）之间的连接管路上还设置有止回阀（8）。

4.根据权利要求3所述的一种全干法余热回收系统的给水预热装置，其特征在于，所述放散阀（6）和止回阀（8）之间的连接管路上还设置有第二安全阀（7）。

5.根据权利要求1所述的一种全干法余热回收系统的给水预热装置，其特征在于，所述换热器上安装有第一温度表（1）和第三温度表（12）；所述第一温度表（1）靠近换热器烟气进口设置，所述第三温度表（12）靠近换热器烟气出口设置。

6.根据权利要求2所述的一种全干法余热回收系统的给水预热装置，其特征在于，所述换热器上靠近烟气进口处还设置有第一安全阀（2）。

7.根据权利要求1所述的一种全干法余热回收系统的给水预热装置，其特征在于，所述换热器包括换热器壳体（10）；所述换热器壳体（10）内设置有径向换热管（11）；所述径向换热管（11）分别与换热器的进水口和出水口连通。

8.根据权利要求7所述的一种全干法余热回收系统的给水预热装置，其特征在于，所述换热器壳体（10）的外壁设置有若干翅片，靠近换热器烟气入口的翅片采用不锈钢材料制成。

9.根据权利要求7所述的一种全干法余热回收系统的给水预热装置，其特征在于，所述给水泵（15）提供的水为除盐水。

10.根据权利要求7所述的一种全干法余热回收系统的给水预热装置，其特征在于，所述换热器壳体（10）采用铝合金材料制成。