專利名稱：一種加熱爐煙氣余熱的回收利用方法及加熱爐系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種節(jié)能降耗的方法，特別涉及一種加熱爐煙氣余熱的回收利用方 法，本發(fā)明還涉及實(shí)現(xiàn)這種方法的加熱爐系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的發(fā)展，可利用的能源越來(lái)越少，如何節(jié)約能源已是亟待解決的問(wèn)題。加 熱爐是耗能大戶，在我國(guó)加熱爐所用能量約占全國(guó)總用能量的20%。加熱爐大部分為火焰 爐，各種火焰爐都是通過(guò)燃料燃燒，將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮軄?lái)滿足各種加熱工藝的要求。燃燒 生成的煙氣排出爐外時(shí)，帶走了 30% 70%的熱量，極大地降低了加熱爐的熱利用效率。 所以充分、有效地回收利用加熱爐煙氣余熱可以大幅度降低加熱爐能耗。此外，隨著社會(huì)各 界對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視，對(duì)煙氣排入大氣的要求越來(lái)越嚴(yán)格。加熱爐在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生大量 的高溫?zé)煔?，排至大氣不但形成熱損失，而且其中的煙塵、CO和NO等有害物質(zhì)也排入大氣， 造成環(huán)境污染。結(jié)果是既浪費(fèi)了資源又危害了人類。提高加熱爐效率、降低環(huán)境污染，已經(jīng) 成為加熱爐用戶要解決的重要問(wèn)題?，F(xiàn)有技術(shù)中，煙氣余熱的回收利用方法主要可以分為三種方式工藝方式、能量方 式和綜合方式。工藝方式是在同一工藝過(guò)程中回收余熱并為該工藝過(guò)程所利用，又可分為兩種 一是閉環(huán)工藝方式，如利用換熱器預(yù)熱空氣和煤氣，或利用另外的設(shè)備預(yù)熱進(jìn)爐工件，其特 點(diǎn)是回收的熱量又退回爐內(nèi)被爐子利用；另一種是開(kāi)環(huán)工藝方式，如利用余熱對(duì)該工藝的 其它工序如對(duì)工件進(jìn)行預(yù)熱處理或加熱處理，其特點(diǎn)是回收的熱量并未返回爐內(nèi)，而是用 于該工藝過(guò)程的其它工序。能量方式是利用動(dòng)力設(shè)備回收余熱并產(chǎn)生載熱體(熱能和電能)，常見(jiàn)的是利用 余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽或熱水。這種余熱回收方式對(duì)工廠來(lái)說(shuō)是有益的，但對(duì)加熱爐本身則無(wú) 任何影響。綜合方式是聯(lián)合使用工藝方式和能量方式，常見(jiàn)的是聯(lián)合使用換熱器和余熱鍋 爐。這種余熱回收方式不僅可減少排煙熱損失，也可提高余熱利用效果。工藝方式比能量方式更具有優(yōu)越性，在利用余熱時(shí)首先應(yīng)使回收的熱最退回爐 內(nèi)，剩下的才是用干余熱鍋爐等其它用途。《加熱爐余熱利用實(shí)踐》(參見(jiàn)原唐山鋼鐵公司情報(bào)檔案處主辦《唐鋼科技》1990 年第2期第57 59頁(yè)，作者李義來(lái))，公開(kāi)了一種煙氣余熱的利用技術(shù)，該技術(shù)采用閉環(huán)工 藝方式，在煙道內(nèi)部安裝換熱器，預(yù)熱助燃空氣，將預(yù)熱的助燃空氣做為燃油霧化劑，送入 爐內(nèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一方面目的在于提出一種加熱爐煙氣余熱的回收利用方法，以解決現(xiàn) 在的加熱爐能耗高的問(wèn)題。
本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問(wèn)題，達(dá)到本發(fā)明的目的。一種加熱爐煙氣余熱的回收利用方法，該方法是將空氣和加熱爐出來(lái)的煙氣分別引入換熱裝置，在所述換熱裝置中進(jìn)行換熱，將換熱后的空氣送入所述加熱爐中，將換熱后 的煙氣排出所述換熱裝置。本發(fā)明的第二方面目的在于提出一種加熱爐系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)前述方法。一種加熱爐系統(tǒng)，包括加熱爐，所述加熱爐底部設(shè)置有空氣進(jìn)口，所述加熱爐頂部 設(shè)置有煙道，所述煙道上設(shè)置有煙氣進(jìn)口和煙氣出口，所述煙氣進(jìn)口位于所述煙氣出口的 上方，該加熱爐系統(tǒng)還包括加熱爐煙氣余熱的回收利用系統(tǒng)，所述加熱爐煙氣余熱的回收 利用系統(tǒng)包括換熱裝置，所述換熱裝置至少包括煙氣進(jìn)口、煙氣出口、空氣進(jìn)口、空氣出口，所述 換熱裝置的煙氣進(jìn)口與所述煙道的煙氣出口之間通過(guò)第一管道連接；所述換熱裝置的空氣 出口與所述加熱爐底部的空氣進(jìn)口之間通過(guò)第五管道連接；引風(fēng)裝置，所述引風(fēng)裝置包括進(jìn)口和出口，所述引風(fēng)裝置的進(jìn)口與所述換熱裝置 的煙氣出口之間通過(guò)第二管道連接，所述引風(fēng)裝置的出口與所述煙道的煙氣進(jìn)口之間通過(guò)
第三管道連接；鼓風(fēng)裝置，所述鼓風(fēng)裝置包括進(jìn)口和出口，所述鼓風(fēng)裝置的進(jìn)口與大氣連接，所述 鼓風(fēng)裝置的出口與所述換熱裝置的空氣進(jìn)口之間通過(guò)第四管道連接。從所述煙道的煙氣出口出來(lái)的煙氣通過(guò)所述第一管道進(jìn)入所述換熱裝置，空氣進(jìn) 入所述鼓風(fēng)裝置后通過(guò)所述第四管道進(jìn)入所述換熱裝置，在所述換熱裝置中，煙氣和空氣 進(jìn)行換熱，換熱后的空氣通過(guò)所述第五管道進(jìn)入加熱爐，換熱后的煙氣通過(guò)所述第三管道 進(jìn)入所述煙道，排入大氣。本發(fā)明的加熱爐系統(tǒng)的第一個(gè)優(yōu)選的技術(shù)方案是，該加熱爐系統(tǒng)還包括設(shè)置在所述第一管道上的煙氣進(jìn)口閥；設(shè)置在所述第二管道上的蝶閥；設(shè)置在所述第三管道上的煙氣出口閥；設(shè)置在所述第四管道上的蝶閥。本發(fā)明的加熱爐系統(tǒng)的第二個(gè)優(yōu)選的技術(shù)方案是，所述換熱裝置是熱管式換熱 器。熱管式換熱器運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，能滿足正常生產(chǎn)的需求。本發(fā)明的加熱爐系統(tǒng)的第三個(gè)優(yōu)選的技術(shù)方案是，該加熱爐系統(tǒng)還包括設(shè)置在所 述煙道上的翻板閥，所述翻板閥位于所述煙道上的煙氣進(jìn)口和煙氣出口之間。當(dāng)所述加熱爐煙氣余熱的回收利用系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，打開(kāi)所述翻板閥，排出煙氣。本發(fā)明的加熱爐系統(tǒng)的第四個(gè)優(yōu)選的技術(shù)方案是，該加熱爐系統(tǒng)還包括第六管 道，所述第六管道一端連接大氣，另一端連接所述第五管道，所述第六管道上設(shè)置有快開(kāi)閥 門。當(dāng)所述加熱爐煙氣余熱的回收利用系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，打開(kāi)所述快開(kāi)閥門，通過(guò)所述第六 管道向所述加熱爐中供給空氣。本發(fā)明的加熱爐系統(tǒng)的第五個(gè)優(yōu)選的技術(shù)方案是，其特征在于，所述引風(fēng)裝置是 引風(fēng)機(jī)，所述鼓風(fēng)裝置是鼓風(fēng)機(jī)。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)一步，所述加熱爐系統(tǒng)，是焦化行業(yè)焦油蒸餾系統(tǒng)的 加熱爐系統(tǒng)。
本發(fā)明的加熱爐系統(tǒng)能最大限度地回收高溫?zé)煔庵械臒崃?，降低煙氣排放溫度?提高加熱爐的熱效率，節(jié)約能耗；本發(fā)明流程簡(jiǎn)單，通過(guò)提高進(jìn)爐空氣的溫度，節(jié)省焦?fàn)t煤 氣的用量，降低生產(chǎn)成本，減少了加熱爐廢氣的外排量。使用實(shí)踐證明，煙氣換熱后的溫度 不高于300°C，換熱后的空氣溫度不低于200°C。


圖1是具體實(shí)施方式
中的加熱爐系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。本發(fā)明的一種加熱爐煙氣余熱的回收利用方法，是將空氣和加熱爐出來(lái)的煙氣分 別引入換熱裝置，在換熱裝置中進(jìn)行換熱，將換熱后的空氣送入加熱爐中，將換熱后的煙氣 排出所述換熱裝置，進(jìn)入加熱爐然后排向大氣。請(qǐng)參見(jiàn)圖1。本具體實(shí)施方式
所述的加熱爐系統(tǒng)，是焦化行業(yè)焦油蒸餾系統(tǒng)的加熱 爐系統(tǒng)。該加熱爐系統(tǒng)，包括加熱爐1以及加熱爐煙氣余熱的回收利用系統(tǒng)2。該加熱爐底 部有兩個(gè)進(jìn)氣口(圖中未示出)，一個(gè)進(jìn)氣口是空氣進(jìn)口，接第五管道245，供空氣進(jìn)入加熱 爐1內(nèi)；另一個(gè)進(jìn)氣口是焦?fàn)t煤氣進(jìn)口，接焦?fàn)t煤氣管道11，供焦?fàn)t煤氣進(jìn)入加熱爐1內(nèi)。 加熱爐1的中部設(shè)置有焦油管12，焦油從焦油管12進(jìn)入加熱爐1內(nèi)。加熱爐1上還設(shè)置有 氧含量測(cè)量?jī)x13、爐膛負(fù)壓檢測(cè)儀14。在加熱爐1頂部設(shè)置有煙道15。在煙道15的底部 設(shè)置有煙氣出口(圖中未示出)，在煙道15的頂部設(shè)置有煙氣進(jìn)口(圖中未示出)。在煙 道15上還設(shè)置有翻板閥16。翻板閥16位于煙氣出口之上，煙氣進(jìn)口之下。加熱爐煙氣余熱的回收利用系統(tǒng)2包括熱管式換熱器21、引風(fēng)機(jī)22、鼓風(fēng)機(jī)23、 第一管道241、第二管道242、第三管道243、第四管道244、第五管道245，第七管道247。熱管式換熱器21至少包括煙氣進(jìn)口、煙氣出口、空氣進(jìn)口、空氣出口(圖中均未示 出)。熱管式換熱器21的煙氣進(jìn)口與加熱爐1的煙道15上的煙氣出口之間通過(guò)第一管道 241連接。第一管道241上設(shè)置有煙氣進(jìn)口閥251，煙氣進(jìn)口閥251為翻板閥。熱管式換熱 器21的空氣出口與加熱爐1底部的空氣進(jìn)口之間通過(guò)第五管道245連接。引風(fēng)機(jī)22包括進(jìn)口和出口(圖中均未示出)。引風(fēng)機(jī)22的進(jìn)口與熱管式換熱器 21的煙氣出口之間通過(guò)第二管道242連接。第二管道242上設(shè)置有蝶閥252。引風(fēng)機(jī)22 的出口與加熱爐1的煙道15的煙氣進(jìn)口之間通過(guò)第三管道243連接。第三管道243上設(shè) 置有煙氣出口閥253，煙氣出口閥為翻板閥。鼓風(fēng)機(jī)23包括進(jìn)口和出口(圖中均未示出)。鼓風(fēng)機(jī)23的進(jìn)口通過(guò)第七管道247 與大氣連接，鼓風(fēng)機(jī)23的出口與熱管式換熱器21的空氣進(jìn)口之間通過(guò)第四管道244連接。 第四管道244上設(shè)置有蝶閥254。本具體實(shí)施方式
中的焦化行業(yè)焦油蒸餾系統(tǒng)的加熱爐系統(tǒng)還包括第六管道246。 第六管道246 —端連接大氣，另一端連接第五管道245。在第六管道246上設(shè)置有快開(kāi)閥門 256。本具體實(shí)施方式
中的焦化行業(yè)焦油蒸餾系統(tǒng)的加熱爐系統(tǒng)中的煙氣進(jìn)口閥251、 蝶閥252、煙氣出口閥253、蝶閥254、快開(kāi)閥門256、翻板閥16可以用自動(dòng)控制裝置(圖中未示出)控制，自動(dòng)控制裝置與氧含量測(cè)量?jī)x13、爐膛負(fù)壓檢測(cè)儀14之間信號(hào)連接。 正常工作的時(shí)候，快開(kāi)閥門256、翻板閥16關(guān)閉，煙氣進(jìn)口閥251、蝶閥252、煙氣出 口閥253、蝶閥254開(kāi)啟。引風(fēng)機(jī)22開(kāi)啟，加熱爐1中的煙氣通過(guò)煙道15上的煙氣出口進(jìn) 入第一管道241，然后進(jìn)入熱管式換熱器21。鼓風(fēng)機(jī)23開(kāi)啟，空氣進(jìn)入第七管道247，然后 經(jīng)過(guò)鼓風(fēng)機(jī)23、第四管道244進(jìn)入熱管式換熱器21。在熱管式換熱器21中，熱的煙氣與冷 的空氣進(jìn)行換熱。換熱后的煙氣經(jīng)過(guò)第三管道243、煙道15上的煙氣進(jìn)口進(jìn)入煙道15，煙 道15中可以設(shè)置一些煙氣凈化的裝置，最后煙氣從煙道15排向大氣。換熱后的空氣經(jīng)過(guò) 第五管道245、加熱爐1底部的進(jìn)氣口進(jìn)入加熱爐1，作為焦?fàn)t煤氣的助燃物。如此便實(shí)現(xiàn) 了煙氣的回收利用?？梢酝ㄟ^(guò)自動(dòng)控制裝置，調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)23的閥門254開(kāi)度，進(jìn)而調(diào)節(jié)煙 氣中的氧氣含量，提高加熱爐的燃燒效率。當(dāng)加熱爐煙氣余熱的回收利用系統(tǒng)2發(fā)生故障的時(shí)候，自動(dòng)控制裝置使得翻板閥 16、快開(kāi)閥門256自動(dòng)打開(kāi)，煙氣進(jìn)口閥251、蝶閥252、煙氣出口閥253、蝶閥254關(guān)閉。這 時(shí)候，煙氣直接從煙道15排出?？諝馔ㄟ^(guò)第六管道246、第五管道245進(jìn)入加熱爐1內(nèi)。本具體實(shí)施方式
中的技術(shù)方案與背景技術(shù)中所說(shuō)的《加熱爐余熱利用實(shí)踐》中的 技術(shù)方案相比，換熱裝置安裝部位不同是區(qū)別之一。本具體實(shí)施方式
中提到的加熱爐，無(wú)法 在煙道中安裝換熱裝置?！都訜釥t余熱利用實(shí)踐》中提到的加熱爐爐體較粗、爐徑大，可以在 煙道內(nèi)安裝換熱裝置?！都訜釥t余熱利用實(shí)踐》中的技術(shù)方案的缺陷是第一、對(duì)換熱裝置的 材料要求較高，尤其要求材料的耐熱效果好；第二、換熱面積受爐經(jīng)的限制；第三、換熱裝 置裝在煙道內(nèi)不容易檢修。本具體實(shí)施方式
中的技術(shù)方案與背景技術(shù)中所說(shuō)的《加熱爐余熱利用實(shí)踐》中的 技術(shù)方案相比，區(qū)別之二是換熱后的空氣的作用不同，或者說(shuō)節(jié)能的原理不同。本具體實(shí)施 方式中的技術(shù)方案的節(jié)能原理在于將空氣預(yù)熱到250°C，節(jié)約了焦煤的用量(本具體實(shí)施 方式中使用的加熱爐以焦煤為燃料)；《加熱爐余熱利用實(shí)踐》中所用燃料為燃油，換熱后 的空氣作為燃油霧化劑，提高了燃油的燃燒效率。本具體實(shí)施方式
中的技術(shù)方案與背景技術(shù)中所說(shuō)的《加熱爐余熱利用實(shí)踐》中的 技術(shù)方案相比，區(qū)別之三是所用的換熱裝置不同。本發(fā)明所用的換熱裝置為熱管式換熱器， 《加熱爐余熱利用實(shí)踐》中所用的換熱裝置為列管式換熱器和噴流式換熱器。本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的具體實(shí)施方式
僅是用來(lái)說(shuō)明本 發(fā)明，而并非用作為對(duì)本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對(duì)以上所述具體實(shí) 施方式的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種加熱爐煙氣余熱的回收利用方法，其特征在于，將空氣和加熱爐出來(lái)的煙氣分別引入換熱裝置，在所述換熱裝置中進(jìn)行換熱，將換熱后的空氣送入所述加熱爐中，將換熱后的煙氣排出所述換熱裝置。
2.一種加熱爐系統(tǒng)，包括加熱爐，所述加熱爐底部設(shè)置有空氣進(jìn)口，所述加熱爐頂部設(shè) 置有煙道，其特征在于，所述煙道上設(shè)置有煙氣進(jìn)口和煙氣出口，所述煙氣進(jìn)口位于所述煙 氣出口的上方，該加熱爐系統(tǒng)還包括加熱爐煙氣余熱的回收利用系統(tǒng)，所述加熱爐煙氣余 熱的回收利用系統(tǒng)包括換熱裝置，所述換熱裝置至少包括煙氣進(jìn)口、煙氣出口、空氣進(jìn)口、空氣出口，所述換熱 裝置的煙氣進(jìn)口與所述煙道的煙氣出口之間通過(guò)第一管道連接；所述換熱裝置的空氣出口 與所述加熱爐底部的空氣進(jìn)口之間通過(guò)第五管道連接；引風(fēng)裝置，所述引風(fēng)裝置包括進(jìn)口和出口，所述引風(fēng)裝置的進(jìn)口與所述換熱裝置的煙 氣出口之間通過(guò)第二管道連接，所述引風(fēng)裝置的出口與所述煙道的煙氣進(jìn)口之間通過(guò)第三 管道連接；鼓風(fēng)裝置，所述鼓風(fēng)裝置包括進(jìn)口和出口，所述鼓風(fēng)裝置的進(jìn)口與大氣連接，所述鼓風(fēng) 裝置的出口與所述換熱裝置的空氣進(jìn)口之間通過(guò)第四管道連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種加熱爐系統(tǒng)，其特征在于，該加熱爐系統(tǒng)還包括設(shè)置在所述第一管道上的煙氣進(jìn)口閥；設(shè)置在所述第二管道上的蝶閥；設(shè)置在所述第三管道上的煙氣出口閥；設(shè)置在所述第四管道上的蝶閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種加熱爐系統(tǒng)，其特征在于，所述換熱裝置是熱管式換熱器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種加熱爐系統(tǒng)，其特征在于，該加熱爐系統(tǒng)還包括設(shè)置在 所述煙道上的翻板閥，所述翻板閥位于所述煙道上的煙氣進(jìn)口和煙氣出口之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種加熱爐系統(tǒng)，其特征在于，該加熱爐系統(tǒng)還包括第六管 道，所述第六管道一端連接大氣，另一端連接所述第五管道，所述第六管道上設(shè)置有快開(kāi)閥 門。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種加熱爐系統(tǒng)，其特征在于，所述引風(fēng)裝置是引風(fēng)機(jī)，所述 鼓風(fēng)裝置是鼓風(fēng)機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種加熱爐系統(tǒng)，其特征在于，所述加熱爐系統(tǒng)，是焦化行業(yè) 焦油蒸餾系統(tǒng)的加熱爐系統(tǒng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種加熱爐系統(tǒng)，其特征在于，所述煙氣進(jìn)口閥是翻板閥，所 述煙氣出口閥也是翻板閥。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種加熱爐煙氣余熱的回收利用方法。該方法是將空氣和加熱爐出來(lái)的煙氣分別引入換熱裝置，在所述換熱裝置中進(jìn)行換熱，將換熱后的空氣送入所述加熱爐中，將換熱后的煙氣排出所述換熱裝置。本發(fā)明還涉及實(shí)現(xiàn)這種方法的加熱爐系統(tǒng)。該加熱爐系統(tǒng)，包括加熱爐和加熱爐煙氣余熱的回收利用系統(tǒng)，所述加熱爐煙氣余熱的回收利用系統(tǒng)包括換熱裝置、引風(fēng)裝置、鼓風(fēng)裝置及相關(guān)管道、閥門。本發(fā)明解決了現(xiàn)在的加熱爐能耗高的問(wèn)題。
文檔編號(hào)F28D15/02GK101846459SQ200910048279
公開(kāi)日2010年9月29日 申請(qǐng)日期2009年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月26日
發(fā)明者劉建中, 周玉青, 肖長(zhǎng)勤 申請(qǐng)人:上海寶鋼化工有限公司