高爐煤氣鍋爐煙氣余熱深度回收利用系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)一種高爐煤氣鍋爐煙氣余熱深度回收利用系統(tǒng)，主要針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)對(duì)高爐煤氣鍋爐尾部煙氣余熱利用不夠充分而設(shè)計(jì)。本實(shí)用新型高爐煤氣鍋爐煙氣余熱深度回收利用系統(tǒng)，包括鍋爐、空氣預(yù)熱器、煙氣流通單元以及凝結(jié)水流通單元；其中所述煙氣流通單元包括依次串聯(lián)在煙氣管路上的第二級(jí)煙氣-煤氣換熱器、第二級(jí)煙氣-凝結(jié)水換熱器、第一級(jí)煙氣-煤氣換熱器、引風(fēng)機(jī)和第一級(jí)煙氣-凝結(jié)水換熱器；所述凝結(jié)水流通單元包括依次串聯(lián)在主凝結(jié)水管路上的凝汽器、凝氣水泵、軸封加熱器、第一級(jí)低壓加熱器、第二級(jí)低壓加熱器和第三級(jí)低壓加熱器。本實(shí)用新型可有效降低鍋爐排煙溫度，提高鍋爐熱效率，進(jìn)而提高鍋爐煙氣余熱的利用率。
【專利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及鍋爐余熱利用領(lǐng)域，尤其涉及一種高爐煤氣鍋爐煙氣余熱深度回 收利用系統(tǒng)。 高爐煤氣鍋爐煙氣余熱深度回收利用系統(tǒng)

【背景技術(shù)】
[0002] 鋼鐵企業(yè)在煉鐵工序中產(chǎn)生了大量的高爐煤氣，由于高爐煤氣內(nèi)含有大量氮?dú)夂?二氧化碳，理論燃燒溫度低、著火困難，使得許多鋼鐵企業(yè)高爐煤氣的放散率偏高，造成資 源的浪費(fèi)。因此，如何利用好鋼鐵生產(chǎn)工藝中副產(chǎn)的高爐煤氣資源，是相關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】人員普 遍關(guān)心的問(wèn)題。
[0003] 近年來(lái)，隨著高爐煤氣鍋爐發(fā)電技術(shù)的日益進(jìn)步和推廣，高爐煤氣鍋爐發(fā)電機(jī)組 在鋼鐵企業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。由于燃料成本低，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，利用高爐煤氣發(fā)電可大大減少燃 料運(yùn)輸成本和基建成本，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
[0004] 由于高爐煤氣所特有的燃燒特性，高爐煤氣鍋爐的排煙溫度通常處于較高水 平。目前，國(guó)內(nèi)各鋼鐵廠高爐煤氣鍋爐的排煙溫度基本上都在140°c以上，有的甚至高達(dá) 180°C。如此高溫的煙氣經(jīng)煙囪直接排入大氣，煙氣中的大部分余熱沒(méi)有得到回收利用，造 成了能源的極大浪費(fèi)。而另一方面，高爐煤氣的含硫量很低，幾乎可以忽略不計(jì)，因此高爐 煤氣的鍋爐基本上不存在低溫腐蝕的問(wèn)題，這就使得高爐煤氣鍋爐尾部煙氣余熱還存在很 大的利用空間
[0005] 在現(xiàn)有技術(shù)中，鋼鐵廠一般通過(guò)在空氣預(yù)熱器出口的鍋爐尾部煙道中設(shè)置一級(jí)煤 氣加熱器來(lái)降低排煙溫度，該技術(shù)可將鍋爐煙氣溫度降低20?30°C。然而，即使是設(shè)置了 煤氣加熱器的高爐煤氣鍋爐，其排煙溫度仍然高達(dá)130?150°C。換而言之，現(xiàn)有技術(shù)雖然 對(duì)煙氣余熱進(jìn)行了一定的回收利用，但利用仍然不夠充分，排煙溫度還存在很大的下降空 間，在一定程度上造成了能源的浪費(fèi)，因此如何深度回收高爐煤氣鍋爐尾部煙氣的余熱資 源，是當(dāng)前鍋爐煙氣余利用領(lǐng)域的一大目標(biāo)。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0006] 針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種煙氣余熱回收利用效率高的高爐煤氣鍋爐煙 氣余熱深度回收利用系統(tǒng)。
[0007] 為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型高爐煤氣鍋爐煙氣余熱深度回收利用系統(tǒng)，包括鍋 爐、設(shè)置在所述鍋爐尾部的煙道中的空氣預(yù)熱器、與所述空氣預(yù)熱器相連的煙氣流通單元 以及與所述煙氣流通單元相連的凝結(jié)水流通單元；其中所述煙氣流通單元包括煙氣管路以 及依次串聯(lián)在所述煙氣管路上的第二級(jí)煙氣-煤氣換熱器、第二級(jí)煙氣-凝結(jié)水換熱器、第 一級(jí)煙氣-煤氣換熱器、引風(fēng)機(jī)和第一級(jí)煙氣-凝結(jié)水換熱器；所述凝結(jié)水流通單元包括主 凝結(jié)水管路以及依次串聯(lián)在所述主凝結(jié)水管路上的凝汽器、凝氣水泵、軸封加熱器、第一級(jí) 低壓加熱器、第二級(jí)低壓加熱器和第三級(jí)低壓加熱器；所述第二級(jí)煙氣-煤氣換熱器的煙 氣進(jìn)口端與所述空氣預(yù)熱器的煙氣出口端相連；所述第二級(jí)煙氣-凝結(jié)水換熱器的水側(cè)出 口端分別連接有第一切換閥和第二切換閥，其中所述第一切換閥與所述第三級(jí)低壓加熱器 的出口管道相連，所述第二切換閥與所述第二級(jí)低壓加熱器的出口管道相連；所述第一級(jí) 煙氣-凝結(jié)水換熱器的水側(cè)進(jìn)口端連接在所述凝結(jié)水泵和所述軸封加熱器之間的主凝結(jié) 水管路上；所述第二級(jí)煙氣-凝結(jié)水換熱器的水側(cè)進(jìn)口端通過(guò)中間連接管路與所述第一級(jí) 煙氣-凝結(jié)水換熱器的水側(cè)出口端相連；所述第一級(jí)煙氣-煤氣換熱器的煤氣出口端通過(guò) 煤氣管路與所述第二級(jí)煙氣-煤氣換熱器的煤氣進(jìn)口端相連。
[0008] 進(jìn)一步地，所述第一級(jí)煙氣-凝結(jié)水換熱器的煙氣出口端與煙囪相連。
[0009] 具體地，所述第一級(jí)煙氣-凝結(jié)水換熱器的底部設(shè)有凝結(jié)液排放口。
[0010] 具體地，所述第一級(jí)煙氣-煤氣換熱器和所述第二級(jí)煙氣-煤氣換熱器均為熱管 式換熱器。
[0011] 優(yōu)選地，所述中間連接管路上連接有凝結(jié)水增壓泵。
[0012] 本實(shí)用新型高爐煤氣鍋爐煙氣余熱深度回收利用系統(tǒng)，在所述煙氣流通單元設(shè)置 兩級(jí)煙氣-煤氣換熱器以及兩級(jí)煙氣-凝結(jié)水換熱器來(lái)實(shí)現(xiàn)煙氣能量的分級(jí)利用，在所述 第二級(jí)煙氣-凝結(jié)水換熱器上分別連接兩個(gè)切換閥，使所述兩個(gè)切換閥分別與所述凝結(jié)水 流通單元上的第三級(jí)低壓加熱器和第二級(jí)低壓加熱器相連，通過(guò)切換閥的切換來(lái)選擇不同 的連接方式，使得本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0013] 1、利用高爐煤氣鍋爐的尾部排煙來(lái)加熱冷煤氣，可有效降低鍋爐排煙溫度，提高 鍋爐熱效率；
[0014] 2、利用鍋爐排煙來(lái)加熱汽輪機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)中的凝結(jié)水，可減少汽輪機(jī)的回?zé)岢槠?量，節(jié)省的回?zé)岢槠梢栽谄啓C(jī)中繼續(xù)做功，增大機(jī)組的發(fā)電量；
[0015] 3、在空氣預(yù)熱器之后設(shè)置兩級(jí)煙氣-煤氣換熱器，作為鍋爐燃料的冷煤氣先進(jìn)入 第一級(jí)煙氣-煤氣換熱器進(jìn)行煙氣預(yù)熱，然后再進(jìn)入第二級(jí)煙氣-煤氣換熱器進(jìn)行第二級(jí) 熱交換，實(shí)現(xiàn)了煙氣與煤氣的分級(jí)換熱，使得同等換熱量下能夠收獲更多的有效能，進(jìn)而實(shí) 現(xiàn)煙氣能量的梯級(jí)利用；
[0016] 4、通過(guò)設(shè)置兩級(jí)煙氣-凝結(jié)水換熱器，其中第一級(jí)煙氣-凝結(jié)水換熱器用于吸收 煙氣的顯熱和煙氣中水蒸氣含有的部分潛熱，第二級(jí)煙氣-凝結(jié)水換熱器主要用來(lái)吸收煙 氣的顯熱，這種設(shè)置方式不但從數(shù)量上最大化的回收了煙氣中的余熱資源，而且從質(zhì)量上 通過(guò)分級(jí)換熱提高了能量的品位，實(shí)現(xiàn)了煙氣能級(jí)的梯級(jí)利用；
[0017] 5、通過(guò)系統(tǒng)切換閥的設(shè)置，形成一套可切換的汽輪機(jī)凝結(jié)水低壓回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)， 在不同季節(jié)或不同負(fù)荷下，根據(jù)第二級(jí)煙氣-凝結(jié)水換熱器的出口凝結(jié)水的溫度來(lái)判斷是 將凝結(jié)水接入第二級(jí)低壓加熱器的出口還是第三級(jí)低壓加熱器的出口，通過(guò)切換閥的切換 來(lái)選擇最優(yōu)的連接方式，在主蒸汽不變的情況下，最大限度的增加機(jī)組發(fā)電量；
[0018] 6、由于高爐煤氣含硫量非常少，鍋爐尾部受熱面不存在低溫腐蝕的危險(xiǎn)，因此本 實(shí)用新型的高爐煤氣鍋爐煙氣余熱深度回收利用系統(tǒng)在鍋爐尾部的運(yùn)行可確保安全、可 〇

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1是本實(shí)用新型高爐煤氣鍋爐煙氣余熱深度回收利用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述。
[0021] 本實(shí)用新型高爐煤氣鍋爐煙氣余熱深度回收利用系統(tǒng)，包括鍋爐1、設(shè)置在所述鍋 爐1尾部的煙道中的空氣預(yù)熱器2、與所述空氣預(yù)熱器2相連的煙氣流通單元以及與所述煙 氣流通單元相連的凝結(jié)水流通單元。
[0022] 其中所述煙氣流通單元包括煙氣管路以及依次串聯(lián)在所述煙氣管路上的第二級(jí) 煙氣-煤氣換熱器3、第二級(jí)煙氣-凝結(jié)水換熱器4、第一級(jí)煙氣-煤氣換熱器5、引風(fēng)機(jī)6 和第一級(jí)煙氣-凝結(jié)水換熱器7。其中所述第二級(jí)煙氣-煤氣換熱器3的煙氣進(jìn)口端與所 述空氣預(yù)熱器2的煙氣出口端相連，接受來(lái)自所述空氣預(yù)熱器2出口的鍋爐煙氣；所述第一 級(jí)煙氣-凝結(jié)水換熱器7的煙氣出口端與煙囪8相連，通過(guò)所述煙囪8將鍋爐煙氣排向大 氣。所述第一級(jí)煙氣-煤氣換熱器3的煤氣出口端通過(guò)煤氣管路18與所述第二級(jí)煙氣-煤 氣換熱器5的煤氣進(jìn)口端相連，將經(jīng)過(guò)所述第一級(jí)煙氣-煤氣換熱器3加熱的煤氣送入所 述第二級(jí)煙氣-煤氣換熱器5中進(jìn)行二次加熱。
[0023] 所述凝結(jié)水流通單元包括主凝結(jié)水管路以及依次串聯(lián)在所述主凝結(jié)水管路上的 凝汽器9、凝氣水泵10、軸封加熱器11、第一級(jí)低壓加熱器12、第二級(jí)低壓加熱器13和第三 級(jí)低壓加熱器14。其中所述第一級(jí)低壓加熱器12、所述第二級(jí)低壓加熱器13和所述第三 級(jí)低壓加熱器14分別接受來(lái)自汽輪機(jī)的各級(jí)回?zé)岢槠M(jìn)而對(duì)所述主凝結(jié)水管路中的凝 結(jié)水進(jìn)行加熱。
[0024] 所述第一級(jí)煙氣-凝結(jié)水換熱器7的水側(cè)出口端通過(guò)中間連接管路與所述第二級(jí) 煙氣-凝結(jié)水換熱器4的水側(cè)進(jìn)口端相連，將經(jīng)過(guò)所述第一級(jí)煙氣-凝結(jié)水換熱器7加熱的 凝結(jié)水送入所述第二級(jí)煙氣-凝結(jié)水換熱器4中進(jìn)行二次加熱，其中所述中間連接管路上 連接有凝結(jié)水增壓泵15,用于克服所述中間連接管路以及所述的兩級(jí)換熱器帶來(lái)的阻力。
[0025] 所述第一級(jí)煙氣-凝結(jié)水換熱器7的水側(cè)進(jìn)口端連接在所述凝結(jié)水泵10和所述 軸封加熱器11之間的主凝結(jié)水管道上，接受來(lái)自所述凝汽器9的熱井中的低溫凝結(jié)水。
[0026] 所述第二級(jí)煙氣-凝結(jié)水換熱器4的水側(cè)出口端分別連接有第一切換閥16和第 二切換閥17,其中所述第一切換閥16與所述第三級(jí)低壓加熱器14的出口管道相連，所述第 二切換閥17與所述第二級(jí)低壓加熱器13的出口管道相連，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的可切換設(shè)置，在 不同季節(jié)或不同負(fù)荷下，根據(jù)所述第二級(jí)煙氣-凝結(jié)水換熱器4的出口凝結(jié)水的溫度來(lái)判 斷是開(kāi)啟所述第一切換閥16的同時(shí)閉合所述第二切換閥17,從而將凝結(jié)水接入所述第三 級(jí)低壓加熱器14的出口，還是閉合所述第一切換閥16的同時(shí)開(kāi)啟所述第二切換閥17,從而 將凝結(jié)水接入所述第二級(jí)低壓加熱器13的出口，通過(guò)所述的切換閥的切換來(lái)選擇最優(yōu)的 連接方式，在主蒸汽流量不便的情況下，最大限度的增加機(jī)組發(fā)電量。
[0027] 本實(shí)用新型高爐煤氣鍋爐煙氣余熱深度回收利用系統(tǒng)，所述第一級(jí)煙氣-凝結(jié)水 換熱器7的底部設(shè)有凝結(jié)液排放口，方便將煙氣中冷凝下來(lái)的凝結(jié)水進(jìn)行集中處理。
[0028] 為保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行，本實(shí)用新型中的所述第一級(jí)煙氣-煤氣換熱器7和所述 第二級(jí)煙氣-煤氣換熱器4均采用熱管式換熱器。
[0029] 以上，僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任 何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替 換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求 所界定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1. 一種高爐煤氣鍋爐煙氣余熱深度回收利用系統(tǒng)，其特征在于：包括鍋爐、設(shè)置在所 述鍋爐尾部的煙道中的空氣預(yù)熱器、與所述空氣預(yù)熱器相連的煙氣流通單元以及與所述煙 氣流通單元相連的凝結(jié)水流通單元；其中所述煙氣流通單元包括煙氣管路以及依次串聯(lián)在 所述煙氣管路上的第二級(jí)煙氣-煤氣換熱器、第二級(jí)煙氣-凝結(jié)水換熱器、第一級(jí)煙氣-煤 氣換熱器、引風(fēng)機(jī)和第一級(jí)煙氣-凝結(jié)水換熱器；所述凝結(jié)水流通單元包括主凝結(jié)水管路 以及依次串聯(lián)在所述主凝結(jié)水管路上的凝汽器、凝氣水泵、軸封加熱器、第一級(jí)低壓加熱 器、第二級(jí)低壓加熱器和第三級(jí)低壓加熱器；所述第二級(jí)煙氣-煤氣換熱器的煙氣進(jìn)口端 與所述空氣預(yù)熱器的煙氣出口端相連；所述第二級(jí)煙氣-凝結(jié)水換熱器的水側(cè)出口端分別 連接有第一切換閥和第二切換閥，其中所述第一切換閥與所述第三級(jí)低壓加熱器的出口管 道相連，所述第二切換閥與所述第二級(jí)低壓加熱器的出口管道相連；所述第一級(jí)煙氣-凝 結(jié)水換熱器的水側(cè)進(jìn)口端連接在所述凝結(jié)水泵和所述軸封加熱器之間的主凝結(jié)水管路上； 所述第二級(jí)煙氣-凝結(jié)水換熱器的水側(cè)進(jìn)口端通過(guò)中間連接管路與所述第一級(jí)煙氣-凝結(jié) 水換熱器的水側(cè)出口端相連；所述第一級(jí)煙氣-煤氣換熱器的煤氣出口端通過(guò)煤氣管路與 所述第二級(jí)煙氣-煤氣換熱器的煤氣進(jìn)口端相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爐煤氣鍋爐煙氣余熱深度回收利用系統(tǒng)，其特征在于：所 述中間連接管路上連接有凝結(jié)水增壓泵。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爐煤氣鍋爐煙氣余熱深度回收利用系統(tǒng)，其特征在于：所 述第一級(jí)煙氣-凝結(jié)水換熱器的底部設(shè)有凝結(jié)液排放口。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爐煤氣鍋爐煙氣余熱深度回收利用系統(tǒng)，其特征在于：所 述第一級(jí)煙氣-煤氣換熱器和所述第二級(jí)煙氣-煤氣換熱器均為熱管式換熱器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爐煤氣鍋爐煙氣余熱深度回收利用系統(tǒng)，其特征在于：所 述第一級(jí)煙氣-凝結(jié)水換熱器的煙氣出口端與煙囪相連。
【文檔編號(hào)】F23J15/06GK203848312SQ201420212826
【公開(kāi)日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年4月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月28日
【發(fā)明者】江文豪, 姚群, 王寧山 申請(qǐng)人:中冶華天工程技術(shù)有限公司