專利名稱：高爐高風(fēng)溫多功能組合余熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高爐預(yù)熱系統(tǒng)，屬于鋼鐵冶煉設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，有一種“高爐高風(fēng)溫的組合換熱系統(tǒng)”，專利號為ZL200420024014.9，如圖1，其主要由熱風(fēng)爐1′、煙道總管2′、前置燃燒爐3′、空氣擾流子換熱器6′、空氣熱管換熱器9′、煤氣熱管換熱器10′、引風(fēng)機(jī)11′、鼓風(fēng)機(jī)12′、煙囪13′、冷風(fēng)管14′、冷煤氣管18′和應(yīng)有的管路及閥門組成，所述空氣熱管換熱器9′、煤氣熱管換熱器10′組合為一體而成空、煤氣雙預(yù)熱器，所述鼓風(fēng)機(jī)12′出口由冷風(fēng)管14′接通空氣熱管換熱器9′的空氣接口，空氣熱管換熱器9′的空氣出口分為兩路一路經(jīng)前置燃燒爐3′的空氣流量調(diào)節(jié)閥22′和熱空氣支管16′接通前置燃燒爐3′，另一路經(jīng)熱空氣管15′接通空氣擾流子換熱器6′的空氣進(jìn)口，空氣擾流子換熱器6′的空氣出口經(jīng)熱風(fēng)總管17′接通熱風(fēng)爐1。冷煤氣總管18接通煤氣熱管換熱器10′的煤氣進(jìn)口，煤氣熱管換熱器10′的煤氣出口接通煤氣總管19′，熱煤氣總管又分為兩路一路接通熱風(fēng)爐1′，另一路經(jīng)前置燃燒爐煤氣流量調(diào)節(jié)閥21′接通前置燃燒爐3′，前置燃燒爐3′的煙氣出口接通混合煙道5′；熱風(fēng)爐1′上設(shè)有煙道總管2′，煙道總管2′的管路分成兩路一路將熱風(fēng)爐煙氣經(jīng)支管4′接通混合煙道，還有一路經(jīng)熱風(fēng)爐煙氣分流流量調(diào)節(jié)閥23′和混合煙管7′接通空、煤氣雙預(yù)熱熱管換熱器的煙氣進(jìn)口；混合煙道5′的出口接通空氣擾流子換熱器6′的煙氣進(jìn)口，空氣擾流子換熱器6′的煙氣出口接通煙氣熱管換熱器8′的煙氣進(jìn)口，煙氣熱管換熱器8′的煙氣出口接通引風(fēng)機(jī)11′的進(jìn)口，引風(fēng)機(jī)11′的出口經(jīng)煙道總管2接通煙囪13′。上述裝置工作時(shí)，冷煤氣和冷空氣在空、煤氣雙預(yù)熱器中被預(yù)熱至200℃左右，空氣進(jìn)一步被空氣擾流子換熱器預(yù)熱至400℃～440℃，預(yù)熱后的煤氣和空氣送往熱風(fēng)爐燃燒，可使高爐實(shí)現(xiàn)1250℃的鼓風(fēng)溫度。其不足之處在于現(xiàn)有的高爐高風(fēng)溫的組合換熱系統(tǒng)，前置燃燒爐燃燒的煤氣和助燃空氣不便于切換，即前置燃燒爐的助燃空氣全部采用熱風(fēng)爐的助燃風(fēng)機(jī)的空氣，降低了熱風(fēng)爐的供風(fēng)量，前置燃燒爐燃燒的高爐煤氣也是使用預(yù)熱器預(yù)熱后的煤氣，增加了空、煤氣熱管換熱器的換熱面積，因此也增加了設(shè)備投資。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種高爐高風(fēng)溫多功能組合余熱系統(tǒng)，使其可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)空氣熱管換熱器、煤氣熱管換熱器或空氣擾流子換熱器的進(jìn)氣量，關(guān)斷前置燃燒，提高熱效率。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的高爐高風(fēng)溫多功能組合余熱系統(tǒng)，包括熱風(fēng)爐、前置燃燒爐、混煙室、空氣擾流子換熱器、空氣熱管換熱器、煤氣熱管換熱器、引風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、煙囪、冷煤氣總管及各種閥門和相應(yīng)的連接管道，所述鼓風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口分成兩路，一路經(jīng)設(shè)有冷空氣切斷閥的冷風(fēng)管接通空氣熱管換熱器的進(jìn)口，另一路經(jīng)旁通冷風(fēng)管與熱風(fēng)爐的熱空氣總管相連接，旁通冷風(fēng)管與熱空氣總管之間設(shè)有旁通冷空氣切斷閥；空氣熱管換熱器的空氣出口分為三路，一路接通空氣擾流子換熱器的空氣進(jìn)口，另一路經(jīng)空氣流量調(diào)節(jié)閥接通前置燃燒爐的空氣進(jìn)口，第三路熱空氣切斷閥與熱空氣總管相接，空氣擾流子換熱器的空氣出口經(jīng)閥接熱空氣總管；冷煤氣總管分成兩路，一路經(jīng)煤氣管接通煤氣熱管換熱器的進(jìn)口，另一路經(jīng)閥門與熱煤氣總管相接；煤氣熱管換熱器的煤氣出口分為兩路，一路接通熱風(fēng)爐熱煤氣總管，另一路經(jīng)閥門及煤氣流量調(diào)節(jié)閥接通前置燃燒爐；前置燃燒爐的煙氣出口接通混煙室；熱風(fēng)爐上設(shè)有煙道總管，煙道總管上分出三路支管，第一路經(jīng)熱風(fēng)爐煙氣分流流量調(diào)節(jié)閥接通混煙室，第二路經(jīng)熱風(fēng)爐煙氣分流流量調(diào)節(jié)閥接通空氣熱管換熱器和煤氣熱管換熱器的煙氣進(jìn)口，第三路經(jīng)煙氣電動(dòng)切斷閥接空氣擾流子換熱器的煙氣出口設(shè)置的后引風(fēng)機(jī)，煙道總管的尾部與煙囪相接；混煙室經(jīng)混合煙氣管道連接空氣擾流子換熱器的煙氣進(jìn)口；空氣擾流子換熱器的煙氣出口分為兩路，一路經(jīng)閥門接通空氣熱管換熱器和煤氣熱管換熱器的煙氣進(jìn)口，另一路經(jīng)閥門與后引風(fēng)機(jī)的進(jìn)口相接；空氣熱管換熱器和煤氣熱管換熱器的煙氣出口接通引風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口，引風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口接通煙囪。
本實(shí)用新型采用現(xiàn)有技術(shù)中已有的裝置，通過不同于以往的連接方式構(gòu)成一個(gè)新的換熱系統(tǒng)；正常使用時(shí)，可由多個(gè)熱風(fēng)爐給高爐供熱風(fēng)，來自于冷煤氣總管的冷煤氣經(jīng)煤氣熱管換熱器內(nèi)被預(yù)熱至200℃左右后，大部分送至熱風(fēng)爐，還有小部分送至前置燃燒爐；來自于鼓風(fēng)機(jī)的冷空氣在空氣熱管換熱器內(nèi)被預(yù)熱至200℃左右后，大部分進(jìn)入空氣擾流子換熱器進(jìn)行二次預(yù)熱，還有小部分送往前置燃燒爐，空氣在擾流子換熱器內(nèi)被預(yù)熱至400～440℃后送往熱風(fēng)爐；如高爐煤氣是干法除塵，不再預(yù)熱，空氣在擾流子換熱器內(nèi)被預(yù)熱到450℃～500℃后再經(jīng)熱空氣總管送至熱風(fēng)爐，由于進(jìn)入熱風(fēng)爐的空氣和煤氣溫度相對較高，因此熱風(fēng)爐給高爐的送風(fēng)溫度就會(huì)比較高，使高爐的爐溫更加易于保持在較高的溫度，能夠節(jié)約高爐內(nèi)裝填的燃料；前置燃燒爐內(nèi)由于來氣溫度較高，使煤氣更加容易與空氣充分接觸燃燒，燃燒達(dá)到一定溫度所需消耗煤氣量少，因此可以節(jié)省煤氣；前置燃燒爐燃燒產(chǎn)生的1100℃左右的煙氣與來自于煙氣總管的煙氣混合形成550～700℃左右的混合煙氣，進(jìn)入空氣擾流子換熱器，以保證空氣的二次預(yù)熱溫度；空氣擾流子換熱器排出的煙氣和由煙道總管來的煙氣匯合后一起進(jìn)入空、煤氣熱管換熱器，對冷煤氣和冷空氣進(jìn)行預(yù)熱，然后煙氣經(jīng)由引風(fēng)機(jī)引入煙囪排走。當(dāng)高爐接受不了高風(fēng)溫時(shí)，可將高風(fēng)溫?fù)Q熱系統(tǒng)進(jìn)行切換，即減少前置爐煤氣消耗量，降低混合煙氣溫度，降低助燃空氣二次預(yù)熱溫度或者直接停止前置爐運(yùn)行，切斷200℃熱空氣進(jìn)入擾流子換熱器進(jìn)行二次預(yù)熱，直接送往熱風(fēng)爐熱空氣總管，仍可使高爐獲得1100℃～1200℃的鼓風(fēng)溫度。對于荒煤氣采用干法除塵的高爐來說，其煤氣溫度大約在80℃～150℃范圍，可以不再進(jìn)行預(yù)熱，因此可將熱風(fēng)爐的一半多煙氣通向空氣熱管換熱器，將熱風(fēng)爐助燃空氣預(yù)熱至200℃，而熱風(fēng)爐的另一小半煙氣送往爐燃燒爐的混煙室，與前置爐的1100℃的高溫?zé)煔饣旌虾螳@得550℃～700℃的混合煙氣，進(jìn)入空氣擾流子換熱器，使熱風(fēng)爐的助燃空氣由200℃二次被預(yù)熱至450℃～550℃，同樣可使高爐獲得1250℃的鼓風(fēng)溫度，然而流出擾流子換熱器的煙氣仍有320℃～370℃的溫度，可將其送往高爐制煤粉系統(tǒng)的中速磨中，用以烘干煤粉，既解決了烘煤系統(tǒng)的熱源問題，省去了另造煙氣爐烘煤粉，總體上減少了高爐煤氣的消耗量；該裝置還可以根據(jù)需要將流出擾流子換熱器的320℃～370℃煙氣送往荒煤氣干法除塵前面，用以加熱荒煤氣，使荒煤氣溫度保持在150℃～200℃范圍內(nèi)，以防止結(jié)露提高除塵效率。本實(shí)用新型技術(shù)由于系統(tǒng)預(yù)熱方式合理，使用前置燃燒爐燃燒少量的高爐煤氣所產(chǎn)生的高溫?zé)煔?，再與熱風(fēng)爐排放的部分廢煙氣進(jìn)行混合預(yù)熱空氣或煤氣，或烘干煤粉用，充分利用了余熱資源，既能實(shí)現(xiàn)高爐高風(fēng)溫又能烘干煤粉、加熱荒煤氣達(dá)到多功能的目的，其系統(tǒng)設(shè)備體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，金屬消耗量少，造價(jià)低及運(yùn)行費(fèi)用省等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于鋼鐵冶煉行業(yè)。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)高爐高風(fēng)溫組合換熱系統(tǒng)連接關(guān)系圖；圖2為本實(shí)用新型連接關(guān)系圖；具體實(shí)施方式
如圖2，為高爐高風(fēng)溫多功能組合預(yù)熱系統(tǒng)，主要由熱風(fēng)爐1、煙道總管2、前置燃燒爐3、混煙室48、空氣擾流子換熱器6、空氣熱管換熱器9、煤氣熱管換熱器10、引風(fēng)機(jī)11、鼓風(fēng)機(jī)12、煙囪13、冷煤氣總管39等管道和各種閥門連接組成，所述鼓風(fēng)機(jī)12的出風(fēng)口分成兩路，一路經(jīng)設(shè)有冷空氣切斷閥36的冷風(fēng)管14接通空氣熱管換熱器9的進(jìn)口，另一路經(jīng)旁通冷風(fēng)管38與熱風(fēng)爐的熱空氣總管44相連接，旁通冷風(fēng)管38與熱空氣總管44之間設(shè)有旁通冷空氣切斷閥37；空氣熱管換熱器9的空氣出口分為三路，一路經(jīng)管道15接通空氣擾流子換熱器6的空氣進(jìn)口，另一路經(jīng)管道16及空氣流量調(diào)節(jié)閥22送往前置燃燒爐3的空氣進(jìn)口，第三路經(jīng)熱空氣支管31和熱空氣切斷閥30與熱空氣總管44相接，空氣擾流子換熱器6的空氣出口經(jīng)閥34和管道17接熱空氣總管44；冷煤氣總管39分成兩路，一路經(jīng)煤氣管18接通煤氣熱管換熱器10的進(jìn)口，另一路經(jīng)旁通經(jīng)煤氣管39與熱煤氣總管45相接，其間由閥門40隔斷；煤氣熱管換熱器10的煤氣出口分為兩路，一路經(jīng)煤氣管19直接接通熱風(fēng)爐熱煤氣總管45，另一路經(jīng)煤氣管20、閥門43及煤氣流量調(diào)節(jié)閥21接通前置燃燒爐3；前置燃燒爐3的煙氣出口接通混煙室48；熱風(fēng)爐1上設(shè)有煙道總管2，煙道總管2上分出三路支管，第一路經(jīng)熱風(fēng)爐煙氣分流流量調(diào)節(jié)閥25及煙管4接通混煙室48，第二路經(jīng)熱風(fēng)爐煙氣分流流量調(diào)節(jié)閥23及煙管52接通空氣熱管換熱器9和煤氣熱管換熱器10的煙氣進(jìn)口，第三路經(jīng)煙管49和煙氣電動(dòng)切斷閥24接通空氣擾流子換熱器6的煙氣出口設(shè)置的后引風(fēng)機(jī)51，煙道總管2的尾部作為旁通煙道與煙囪13相接；混煙室48經(jīng)混合煙氣管道5連接空氣擾流子換熱器6的煙氣進(jìn)口，空氣擾流子換熱器6的煙氣出口分為兩路，一路經(jīng)閥門27及煙管7接通空氣熱管換熱器9和煤氣熱管換熱器10的煙氣進(jìn)口，另一路經(jīng)閥門26及煙管50與引風(fēng)機(jī)51的進(jìn)口相接；空氣熱管換熱器9和煤氣熱管換熱器10的煙氣出口接通引風(fēng)機(jī)11的進(jìn)風(fēng)口，引風(fēng)機(jī)11的出風(fēng)口接通煙囪13。
工作時(shí)，具有如下工作方式其一為鼓風(fēng)機(jī)12工作，將外界冷空氣打入空氣熱管換熱器，來自于鼓風(fēng)機(jī)的冷空氣在空氣熱管換熱器內(nèi)被預(yù)熱至200℃左右后，大部分進(jìn)入空氣擾流子換熱器進(jìn)行二次預(yù)熱，還有小部分送往前置燃燒爐，空氣在擾流子換熱器內(nèi)被預(yù)熱至400～440℃后送往熱風(fēng)爐；來自于冷煤氣總管的冷煤氣經(jīng)煤氣熱管換熱器內(nèi)被預(yù)熱至200℃左右后，大部分送至熱風(fēng)爐，還有小部分送至前置燃燒爐；多個(gè)熱風(fēng)爐給高爐供熱風(fēng)，如高爐煤氣是干法除塵，不再預(yù)熱，空氣在擾流子換熱器內(nèi)被預(yù)熱到450℃～500℃后再經(jīng)熱空氣總管送至熱風(fēng)爐，由于進(jìn)入熱風(fēng)爐的空氣和煤氣溫度相對較高，因此熱風(fēng)爐給高爐的送風(fēng)溫度就會(huì)比較高，使高爐的爐溫更加易于保持在較高的溫度，能夠節(jié)約高爐內(nèi)裝填的燃料；前置燃燒爐內(nèi)由于來氣溫度較高，使煤氣更加容易與空氣充分接觸燃燒，燃燒達(dá)到一定溫度所需消耗煤氣量少，因此可以節(jié)省煤氣；前置燃燒爐燃燒產(chǎn)生的1100℃左右的煙氣與來自于煙氣總管的煙氣混合形成550～700℃左右的混合煙氣，進(jìn)入空氣擾流子換熱器，以保證空氣的二次預(yù)熱溫度；空氣擾流子換熱器排出的煙氣和由煙道總管來的煙氣匯合后一起進(jìn)入空、煤氣熱管換熱器，對冷煤氣和冷空氣進(jìn)行預(yù)熱，然后煙氣經(jīng)由引風(fēng)機(jī)引入煙囪排走。
其二，上述實(shí)施例中，調(diào)節(jié)閥門21以減少入前置燃燒爐3的煤氣量、開大閥門25、增加兌入混煙室48的熱風(fēng)爐煙氣量，以降低混合煙氣溫度，或者直接關(guān)閉閥門43或41，關(guān)閉閥門22(或停止鼓風(fēng)機(jī)46運(yùn)轉(zhuǎn))以停止前置燃燒爐運(yùn)行，與此同時(shí)，切斷閥門29、34、25，打開閥門30，可減少前置燃燒爐的煤氣消耗，節(jié)約能源，提高熱效率。對于干法除塵的高爐而言，從圖2所示的系統(tǒng)中，關(guān)斷煤氣熱管換熱器10，即切斷管道18、19、32、33、35以及關(guān)閉閥門27、開啟閥門26、啟動(dòng)后引風(fēng)機(jī)51。
對于濕法除塵的高爐而言，煤氣的溫度已降為常溫，此時(shí)燒熱風(fēng)爐的高爐煤氣及助燃空氣均需要進(jìn)行預(yù)熱。切斷圖2中序號24、26、49、50、51即可將擾流子換熱器出來的全部煙氣送往空氣和煤氣熱管換熱器中預(yù)熱煤氣和空氣。
上述空氣熱管換熱器、煤氣熱管換熱器均具有旁通管道，必要時(shí)可以分別關(guān)閉，排煙也可以通過煙總管路上的閥54直通進(jìn)入煙囪。
權(quán)利要求1.高爐高風(fēng)溫多功能組合余熱系統(tǒng)，包括熱風(fēng)爐(1)、前置燃燒爐(3)、混煙室(48)、空氣擾流子換熱器(6)、空氣熱管換熱器(9)、煤氣熱管換熱器(10)、引風(fēng)機(jī)(11)、鼓風(fēng)機(jī)(12)、煙囪(13)、冷煤氣總管(39)及各種閥門和相應(yīng)的連接管道，其特征在于所述鼓風(fēng)機(jī)(12)的出風(fēng)口分成兩路，一路經(jīng)設(shè)有冷空氣切斷閥(36)的冷風(fēng)管(14)接通空氣熱管換熱器(9)的進(jìn)口，另一路經(jīng)旁通冷風(fēng)管(38)與熱風(fēng)爐的熱空氣總管(44)相連接，旁通冷風(fēng)管(38)與熱空氣總管(44)之間設(shè)有旁通冷空氣切斷閥(37)；空氣熱管換熱器(9)的空氣出口分為三路，一路接通空氣擾流子換熱器(6)的空氣進(jìn)口，另一路經(jīng)空氣流量調(diào)節(jié)閥(22)接通前置燃燒爐(3)的空氣進(jìn)口，第三路熱空氣切斷閥(30)與熱空氣總管(44)相接，空氣擾流子換熱器的空氣出口經(jīng)閥(34)接熱空氣總管(44)；冷煤氣總管(39)分成兩路，一路經(jīng)煤氣管(18)接通煤氣熱管換熱器(10)的進(jìn)口，另一路經(jīng)閥門(40)與熱煤氣總管(45)相接；煤氣熱管換熱器(10)的煤氣出口分為兩路，一路接通熱風(fēng)爐熱煤氣總管(45)，另一路經(jīng)閥門(43)及煤氣流量調(diào)節(jié)閥(21)接通前置燃燒爐(3)；前置燃燒爐(3)的煙氣出口接通混煙室(48)；熱風(fēng)爐(1)上設(shè)有煙道總管(2)，煙道總管(2)上分出三路支管，第一路經(jīng)熱風(fēng)爐煙氣分流流量調(diào)節(jié)閥(25)接通混煙室(48)，第二路經(jīng)熱風(fēng)爐煙氣分流流量調(diào)節(jié)閥(23)接通空氣熱管換熱器(9)和煤氣熱管換熱器(10)的煙氣進(jìn)口，第三路經(jīng)煙氣電動(dòng)切斷閥(24)接空氣擾流子換熱器(6)的煙氣出口設(shè)置的后引風(fēng)機(jī)51，煙道總管(2)的尾部與煙囪(13)相接；混煙室(48)經(jīng)混合煙氣管道(5)連接空氣擾流子換熱器(6)的煙氣進(jìn)口；空氣擾流子換熱器(6)的煙氣出口分為兩路，一路經(jīng)閥門(27)接通空氣熱管換熱器(9)和煤氣熱管換熱器(10)的煙氣進(jìn)口，另一路經(jīng)閥門(26)與后引風(fēng)機(jī)(51)的進(jìn)口相接；空氣熱管換熱器(9)和煤氣熱管換熱器(10)的煙氣出口接通引風(fēng)機(jī)(11)的進(jìn)風(fēng)口，引風(fēng)機(jī)(11)的出風(fēng)口接通煙囪13。
專利摘要本實(shí)用新型公開了屬于鋼鐵冶煉設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的高爐高風(fēng)溫多功能組合余熱系統(tǒng)，包括熱風(fēng)爐、前置燃燒爐、混煙室、空氣擾流子換熱器、空氣熱管換熱器、煤氣熱管換熱器、引風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、煙囪、冷煤氣總管及各種閥門和相應(yīng)的連接管道。前置燃燒爐、空氣擾流子換熱器、空氣熱管換熱器、煤氣熱管換熱器上均設(shè)有旁通管道和相應(yīng)閥門，當(dāng)高爐接受不了高風(fēng)溫時(shí)，可將高風(fēng)溫?fù)Q熱系統(tǒng)進(jìn)行切換，減少前置爐煤氣消耗量，降低混合煙氣溫度。實(shí)現(xiàn)高爐高風(fēng)溫又能烘干煤粉、加熱荒煤氣達(dá)到多功能的目的，其系統(tǒng)設(shè)備體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，金屬消耗量少，造價(jià)低及運(yùn)行費(fèi)用省等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于鋼鐵冶煉行業(yè)。
文檔編號C21B9/10GK2863813SQ20062006905
公開日2007年1月31日 申請日期2006年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月26日
發(fā)明者許永貴, 梁懷琪 申請人:江蘇中天能源設(shè)備有限公司