專利名稱：電弧爐內(nèi)排煙氣降溫余熱利用回收系統(tǒng)及其除塵工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電弧爐內(nèi)排煙氣降溫余熱利用回收系統(tǒng)及其除塵工藝，具體地說(shuō)是能高效地冷卻高溫?zé)煔?，最大限度地回收煙氣中的熱能，改善除塵能力，屬于電弧爐除塵技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電弧爐煉鋼內(nèi)排煙氣(由爐蓋第四孔或第二孔排出)溫度很高，一般在1200℃左右，必須首先冷卻降溫后才能除塵。目前，通常采用以下幾種冷卻降溫方式直接混入冷風(fēng)、水冷煙道、機(jī)力冷卻器風(fēng)冷、噴霧冷卻等。上述冷卻方式都存在諸多缺點(diǎn)1、直接混入冷風(fēng)冷卻方式其降溫后的風(fēng)量增加很大，需增加系統(tǒng)管道、風(fēng)機(jī)和電機(jī)、除塵器的初投資和運(yùn)行費(fèi)用。此法一般用于溫度在300℃以下的煙氣。2、水冷煙道冷卻方式其冷卻時(shí)需大量的冷卻水；煙道重量大；需占用和配置冷卻水的公輔設(shè)施。此法僅適用于溫度在500℃以上的煙氣，受場(chǎng)地限制，一般不能配置過(guò)多。3、機(jī)力冷卻器風(fēng)冷冷卻方式此法需增加冷卻風(fēng)機(jī)；降溫效果差。其進(jìn)口煙氣溫度不宜大于500℃，降溫范圍有限；容易堵灰影響換熱和導(dǎo)致系統(tǒng)惡化。4、噴霧冷卻方式消耗冷卻水，增加煙氣中水的含量，不僅使除塵布袋容易結(jié)露，還容易造成布袋水解失效。所以此法對(duì)噴水量的控制精度要求很高，受濾袋性能限制煙氣濕度不宜過(guò)大，噴水量不能過(guò)多，故降溫范圍有限。
由于以上缺點(diǎn)，工程中大多組合使用上述冷卻方式，造成煙氣的降溫冷卻系統(tǒng)復(fù)雜，設(shè)備龐大，運(yùn)行維護(hù)工作量大。同時(shí)，上述冷卻方式都只是單純的降溫，造成高溫?zé)煔庵械拇罅繜崮鼙焕速M(fèi)。近年來(lái)，水列管式自然循環(huán)鍋爐在電弧爐內(nèi)排高溫?zé)煔獾慕禍爻龎m中有所應(yīng)用，這樣能夠回收煙氣余熱產(chǎn)生蒸汽用于生產(chǎn)、生活。但是，該型鍋爐屬于間壁換熱，高溫含灰煙氣在換熱管外流動(dòng)，汽水混合物在換熱管內(nèi)流動(dòng)。一旦工作條件惡劣的換熱管損壞，高溫?zé)煔饩团c汽水混合物直接混合，被迫停產(chǎn)檢修。另外，該型鍋爐在實(shí)際運(yùn)行中不能很好地解決堵灰、低溫腐蝕等故障，影響了企業(yè)的正常生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足之處，從而提供一種采用熱管蒸汽發(fā)生器作為降溫、回收余熱的主要設(shè)備，能高效地冷卻高溫?zé)煔?，還能最大限度地回收煙氣中的熱能，改善除塵能力，并且不影響電弧爐煉鋼生產(chǎn)的穩(wěn)定和連續(xù)的電弧爐內(nèi)排煙氣降溫余熱利用的除塵工藝。
本發(fā)明的主要解決方案是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明采用電弧爐1連接四孔水冷滑套2，四孔水冷滑套2連接燃燒沉降室3，特征是采用熱管蒸汽發(fā)生器5通過(guò)保溫管道4與燃燒沉降室3連接，熱管蒸汽發(fā)生器5通過(guò)管道與除塵器10連接，除塵器10通過(guò)管道連接主風(fēng)機(jī)11，主風(fēng)機(jī)11與排氣筒12連接。
本發(fā)明熱管蒸汽發(fā)生器5上連接主給水管道9，主給水管道9連接主蒸汽管道7，主蒸汽管道7與蒸汽蓄熱器8連接。
本發(fā)明熱管蒸汽發(fā)生器5連接增壓風(fēng)機(jī)13，增壓風(fēng)機(jī)13與外排管道6一并連接除塵器10。
本發(fā)明電弧爐內(nèi)排煙氣降溫余熱利用回收的除塵工藝步驟如下本發(fā)明電弧爐1內(nèi)排煙氣排出，經(jīng)水冷滑套2混入冷風(fēng)，燃燒一氧化碳?xì)怏w后進(jìn)入燃燒沉降室3，使煙氣中的一氧化碳充分燃燼，調(diào)節(jié)控制出口煙氣溫度溫度小于或等于800℃；由燃燒沉降室3出來(lái)的煙氣經(jīng)保溫?zé)煹?，直接進(jìn)入熱管蒸汽發(fā)生器5，完成熱交換，溫度小于或等于120℃時(shí)排出；熱管蒸汽發(fā)生器5出來(lái)的煙氣直接進(jìn)入或與其他煙氣混合后進(jìn)入除塵器10除塵后，由主風(fēng)機(jī)11壓入排氣筒12排入大氣。
本發(fā)明熱管蒸汽發(fā)生器5吸收煙氣余熱后產(chǎn)生蒸汽供給主給水管道9，由主蒸汽管道7進(jìn)入蒸汽蓄熱器8，蒸汽經(jīng)調(diào)節(jié)后用于生產(chǎn)、生活或外供。
本發(fā)明熱管蒸汽發(fā)生器5出來(lái)的煙氣由增壓風(fēng)機(jī)13與外排管道6煙氣混合一起進(jìn)入除塵器10經(jīng)除塵后，由主風(fēng)機(jī)11壓入排氣筒12排入大氣。
本發(fā)明熱管蒸汽發(fā)生器5吸收煙氣余熱后產(chǎn)生蒸汽供給主給水管道9，由主蒸汽管道7直接用于生產(chǎn)、生活或外供。
本發(fā)明熱管蒸汽發(fā)生器5降溫后，其溫度小于或等于120℃時(shí)，除塵器10布袋材料采用常溫濾料制成；其溫度為120～200℃時(shí)，除塵器10布袋材料采用耐高溫濾料制成。
本發(fā)明熱管蒸汽發(fā)生器作為降溫、回收余熱的主要設(shè)備。熱管蒸汽發(fā)生器是技術(shù)成熟，其己廣泛應(yīng)用與二次間壁換熱設(shè)備。熱管蒸汽發(fā)生器是由若干根圓柱形的熱管元件(換熱管束)組合而成。其基本結(jié)構(gòu)熱管的受熱段置于高溫?zé)煹纼?nèi)，煙氣橫掠熱管受熱段，熱管元件的放熱段插在水—汽系統(tǒng)內(nèi)。其工作原理高溫?zé)煔獾臒崃坑蔁峁軅鹘o水—汽系統(tǒng)內(nèi)的飽和水并使其汽化，所產(chǎn)蒸汽(汽、水混合物)經(jīng)蒸汽上升管達(dá)到汽包，經(jīng)集中分離以后再經(jīng)主蒸汽閥輸出。這樣由于熱管不斷將熱量輸入水—汽系統(tǒng)，通過(guò)外部汽—水管道的上升及下降完成基本的汽—水循環(huán)，使高溫?zé)煔饨禍?，完成熱交換并使水轉(zhuǎn)化為蒸汽，用于工業(yè)生產(chǎn)或民用生活。由于熱管的存在使得該水—汽系統(tǒng)的受熱及循環(huán)完全和熱源分離而獨(dú)立存在于高溫?zé)煔庵猓到y(tǒng)不受高溫?zé)煔獾闹苯記_刷。熱管蒸汽發(fā)生器的進(jìn)口煙氣溫度最高可達(dá)到800℃，出口煙氣溫度通常為120℃，如煙氣中不含水份或含水很少，溫度還可進(jìn)一步降低。熱管元件在蒸汽發(fā)生器內(nèi)排列非常靈活，調(diào)整煙氣的流通截面積很方便，這樣能使煙氣等流速通過(guò)換熱管束，有效地減少積灰；通過(guò)調(diào)整單根熱管元件受熱段和放熱段的面積，能提高熱管壁面溫度，有效地避免了煙氣在熱管壁面結(jié)露，防止了堵灰。由此可見(jiàn)，熱管蒸汽發(fā)生器不僅可以降低煙氣溫度，最大限度地回收煙氣熱量，還能有效地使冷、熱流體分開，安全換熱。
本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明最大限度回收煙氣余熱，產(chǎn)生蒸汽用于生產(chǎn)、生活；能滿足循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求，符合節(jié)能環(huán)保的國(guó)家政策；降溫范圍大，僅用一個(gè)部件就能替帶高溫水冷煙道、機(jī)力冷卻器、噴霧冷卻器等換熱效果差的設(shè)備組合，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)配置；混入冷風(fēng)量少，減少了系統(tǒng)風(fēng)量，從而降低了運(yùn)行費(fèi)用；熱管蒸汽發(fā)生器運(yùn)行可靠、穩(wěn)定，滿足正常生產(chǎn)的要求；應(yīng)用范圍廣，30t/h以上的電弧爐除塵都可采用；采用保溫?zé)煹?，減少了水冷煙道，降低冷卻水量和維護(hù)費(fèi)用。


圖1為本發(fā)明的煙氣降溫余熱利用除塵工藝流程圖(實(shí)施例一)。
圖2為本發(fā)明的煙氣降溫余熱利用除塵工藝流程圖(實(shí)施例二)。
圖3為本發(fā)明的煙氣降溫余熱利用除塵工藝流程圖(實(shí)施例三)。
具體實(shí)施例方式
下面本發(fā)明將結(jié)合附圖中的實(shí)施例作進(jìn)一步描述本發(fā)明主要由電弧爐1、水冷滑套2、燃燒沉降室3、保溫?zé)煹?、熱管蒸汽發(fā)生器5、外排管道6、主蒸汽管道7、蒸汽蓄熱器8、主給水管道9、除塵器10、主風(fēng)機(jī)11、排氣筒12、增壓風(fēng)機(jī)13等組成。
實(shí)施例一某30t/h煉鋼電弧爐內(nèi)排煙氣降溫余熱利用回收除塵系統(tǒng)。
本發(fā)明實(shí)施例采用電弧爐1連接四孔水冷滑套2，四孔水冷滑套2連接燃燒沉降室3，熱管蒸汽發(fā)生器5通過(guò)保溫管道4與燃燒沉降室3連接，熱管蒸汽發(fā)生器5通過(guò)管道與除塵器10連接，除塵器10通過(guò)管道連接主風(fēng)機(jī)11，主風(fēng)機(jī)11與排氣筒12連接。在熱管蒸汽發(fā)生器5上連接主給水管道9，主給水管道9連接主蒸汽管道7，主蒸汽管道7與蒸汽蓄熱器8連接。外排管道6連接在電弧爐1上方。
如圖1所示本發(fā)明電弧爐內(nèi)排煙氣降溫余熱利用回收的除塵工藝步驟如下電弧爐1內(nèi)排煙氣由第四孔排出，經(jīng)水冷滑套2混入冷風(fēng)，燃燒一氧化碳?xì)怏w后進(jìn)入燃燒沉降室3；燃燒沉降室3的作用是降低煙氣流速，使煙氣中攜帶的大顆粒粉塵沉降，并適當(dāng)混入冷風(fēng)最終燃燼一氧化碳?xì)怏w，調(diào)節(jié)出口煙氣溫度不大于800℃；由燃燒沉降室3出來(lái)的煙氣經(jīng)保溫管道4直接進(jìn)入熱管蒸汽發(fā)生器5與給水完成熱交換，溫度降至120℃左右排出；最后煙氣進(jìn)入除塵器10經(jīng)除塵后，由主風(fēng)機(jī)11壓入排氣筒12排入大氣。同時(shí)，主給水管道9在熱管蒸汽發(fā)生器5吸收煙氣余熱后產(chǎn)生蒸汽，由主蒸汽管道7進(jìn)入蒸汽蓄熱器8，經(jīng)調(diào)節(jié)后外供穩(wěn)定、連續(xù)、參數(shù)符合用戶要求的蒸汽用于生產(chǎn)、生活。此方式在蒸汽壓力、流量要求穩(wěn)定，連續(xù)的情況下采用。
實(shí)施例二某45t/h煉鋼電弧爐內(nèi)排煙氣降溫余熱利用回收除塵系統(tǒng)。
本發(fā)明實(shí)施例采用電弧爐1連接四孔水冷滑套2，四孔水冷滑套2連接燃燒沉降室3，熱管蒸汽發(fā)生器5通過(guò)保溫管道4與燃燒沉降室3連接，熱管蒸汽發(fā)生器5通過(guò)管道連接增壓風(fēng)機(jī)13，增壓風(fēng)機(jī)13與連接在電弧爐1上方的外排管道6一并連接除塵器10，除塵器10通過(guò)管道連接主風(fēng)機(jī)11，主風(fēng)機(jī)11與排氣筒12連接。在熱管蒸汽發(fā)生器5上連接主給水管道9，主給水管道9連接主蒸汽管道7，主蒸汽管道7通過(guò)管道與蒸汽蓄熱器8連接。
如圖2所示本發(fā)明電弧爐內(nèi)排煙氣降溫余熱利用回收的除塵工藝步驟如下電弧爐1內(nèi)排煙氣由第四孔排出，經(jīng)水冷滑套2混入冷風(fēng)，燃燒一氧化碳?xì)怏w后進(jìn)入燃燒沉降室3；燃燒沉降室3的作用是降低煙氣流速，使煙氣中攜帶的大顆粒粉塵沉降，并適當(dāng)混入冷風(fēng)最終燃燼一氧化碳?xì)怏w，調(diào)節(jié)出口煙氣溫度不大于800℃；由燃燒沉降室3出來(lái)的煙氣經(jīng)保溫管道4直接進(jìn)入熱管蒸汽發(fā)生器5與給水完成熱交換，溫度降至120℃左右排出；最后煙氣由增壓風(fēng)機(jī)13與外排管道6煙氣混合一起進(jìn)入除塵器10經(jīng)除塵后，由主風(fēng)機(jī)11壓入排氣筒12排入大氣。同時(shí)，主給水管道9在熱管蒸汽發(fā)生器5吸收煙氣余熱后產(chǎn)生蒸汽，由主蒸汽管道7進(jìn)入蒸汽蓄熱器8，蒸汽經(jīng)調(diào)節(jié)后外供穩(wěn)定、連續(xù)、參數(shù)符合用戶要求的蒸汽用于生產(chǎn)、生活。
實(shí)施例三某50t/h煉鋼電弧爐內(nèi)排煙氣降溫余熱利用回收除塵系統(tǒng)。
本發(fā)明實(shí)施例采用電弧爐1連接四孔水冷滑套2，四孔水冷滑套2連接燃燒沉降室3，熱管蒸汽發(fā)生器5通過(guò)保溫管道4與燃燒沉降室3連接，熱管蒸汽發(fā)生器5通過(guò)管道與除塵器10連接，除塵器10通過(guò)管道連接主風(fēng)機(jī)11，主風(fēng)機(jī)11與排氣筒12連接。在熱管蒸汽發(fā)生器5上連接主給水管道9，主給水管道9連接主蒸汽管道7。外排管道6連接在電弧爐1上方。
如圖3所示本發(fā)明電弧爐內(nèi)排煙氣降溫余熱利用回收的除塵工藝步驟如下電弧爐1內(nèi)排煙氣由第四孔排出，經(jīng)水冷滑套2混入冷風(fēng)，燃燒一氧化碳?xì)怏w后進(jìn)入燃燒沉降室3；燃燒沉降室3的作用是降低煙氣流速，使煙氣中攜帶的大顆粒粉塵沉降，并適當(dāng)混入冷風(fēng)最終燃燼一氧化碳?xì)怏w，調(diào)節(jié)出口煙氣溫度不大于800℃；由燃燒沉降室3出來(lái)的煙氣經(jīng)保溫管道4直接進(jìn)入熱管蒸汽發(fā)生器5與給水完成熱交換，溫度降至120℃左右排出；最后煙氣進(jìn)入除塵器10經(jīng)除塵后，由主風(fēng)機(jī)11壓入排氣筒12排入大氣。同時(shí)，主給水管道9在熱管蒸汽發(fā)生器5吸收煙氣余熱后產(chǎn)生蒸汽，由主蒸汽管道7直接外供參數(shù)符合用戶要求的蒸汽用于生產(chǎn)、生活。此方式在蒸汽壓力、流量要求不高，或蒸汽完全并網(wǎng)的情況下采用。
本發(fā)明實(shí)施例一、二、三中當(dāng)熱管蒸汽發(fā)生器5降溫后，其溫度小于或等于120℃時(shí)，除塵器10布袋材料采用常溫濾料制成；其溫度為120～200℃時(shí)，除塵器10布袋材料采用耐高溫濾料制成。
權(quán)利要求
1.一種電弧爐內(nèi)排煙氣降溫余熱利用回收系統(tǒng)，采用電弧爐(1)連接四孔水冷滑套(2)，四孔水冷滑套(2)連接燃燒沉降室(3)，其特征是采用熱管蒸汽發(fā)生器(5)通過(guò)保溫管道(4)與燃燒沉降室(3)連接，熱管蒸汽發(fā)生器(5)通過(guò)管道與除塵器(10)連接，除塵器(10)通過(guò)管道連接主風(fēng)機(jī)(11)，主風(fēng)機(jī)(11)與排氣筒(12)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電弧爐內(nèi)排煙氣降溫余熱利用回收系統(tǒng)，其特征在于所述的熱管蒸汽發(fā)生器(5)連接主給水管道(9)，主給水管道(9)連接主蒸汽管道(7)，主蒸汽管道(7)與蒸汽蓄熱器(8)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電弧爐內(nèi)排煙氣降溫余熱利用回收系統(tǒng)，其特征在于所述的熱管蒸汽發(fā)生器(5)連接增壓風(fēng)機(jī)(13)，增壓風(fēng)機(jī)(13)與外排管道(6)一并連接除塵器(10)。
4.一種按權(quán)利要求1所述的電弧爐內(nèi)排煙氣降溫余熱利用回收系統(tǒng)的除塵工藝，其特征是采用電弧爐(1)內(nèi)排煙氣排出，經(jīng)水冷滑套(2)混入冷風(fēng)，燃燒一氧化碳?xì)怏w后進(jìn)入燃燒沉降室(3)，使煙氣中的一氧化碳充分燃燼，調(diào)節(jié)控制出口煙氣溫度溫度小于或等于800℃；由燃燒沉降室(3)出來(lái)的煙氣經(jīng)保溫?zé)煹?4)，直接進(jìn)入熱管蒸汽發(fā)生器(5)，完成熱交換，溫度小于或等于120℃時(shí)排出；熱管蒸汽發(fā)生器(5)出來(lái)的煙氣直接進(jìn)入或與其他煙氣混合后進(jìn)入除塵器(10)除塵后，由主風(fēng)機(jī)(11)壓入排氣筒(12)排入大氣。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電弧爐內(nèi)排煙氣降溫余熱利用回收系統(tǒng)的除塵工藝，其特征是熱管蒸汽發(fā)生器(5)吸收煙氣余熱后產(chǎn)生蒸汽供給主給水管道(9)，由主蒸汽管道(7)進(jìn)入蒸汽蓄熱器(8)，蒸汽經(jīng)調(diào)節(jié)后用于生產(chǎn)、生活或外供。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電弧爐內(nèi)排煙氣降溫余熱利用回收系統(tǒng)的除塵工藝，其特征是熱管蒸汽發(fā)生器(5)出來(lái)的煙氣由增壓風(fēng)機(jī)(13)與外排管道(6)煙氣混合一起進(jìn)入除塵器(10)經(jīng)除塵后，由主風(fēng)機(jī)(11)壓入排氣筒(12)排入大氣。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電弧爐內(nèi)排煙氣降溫余熱利用回收系統(tǒng)的除塵工藝，其特征是熱管蒸汽發(fā)生器(5)吸收煙氣余熱后產(chǎn)生蒸汽供給主給水管道(9)，由主蒸汽管道(7)直接用于生產(chǎn)、生活或外供。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電弧爐內(nèi)排煙氣降溫余熱利用回收系統(tǒng)的除塵工藝，其特征是熱管蒸汽發(fā)生器(5)降溫后，其溫度小于或等于120℃時(shí)，除塵器(10)布袋材料采用常溫濾料制成；其溫度為120～200℃時(shí)，除塵器(10)布袋材料采用耐高溫濾料制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電弧爐內(nèi)排煙氣降溫余熱利用回收系統(tǒng)及其除塵工藝，屬于電弧爐除塵技術(shù)領(lǐng)域。其主要采用熱管蒸汽發(fā)生器通過(guò)保溫管道與燃燒沉降室連接，熱管蒸汽發(fā)生器與除塵器連接，除塵器連接主風(fēng)機(jī)，主風(fēng)機(jī)與排氣筒連接。電弧爐內(nèi)排煙氣排出，經(jīng)水冷滑套混入冷風(fēng)后進(jìn)入燃燒沉降室，由燃燒沉降室出來(lái)的煙氣經(jīng)保溫?zé)煹?，直接進(jìn)入熱管蒸汽發(fā)生器，熱管蒸汽發(fā)生器出來(lái)的煙氣直接進(jìn)入或與其他煙氣混合后進(jìn)入除塵器除塵后，由主風(fēng)機(jī)壓入排氣筒排入大氣。本發(fā)明能高效地冷卻高溫?zé)煔?，最大限度地回收煙氣中的熱能，改善除塵能力；能減少系統(tǒng)風(fēng)量，降低運(yùn)行費(fèi)用；熱管蒸汽發(fā)生器運(yùn)行可靠、穩(wěn)定，滿足正常生產(chǎn)的要求，30t/h以上的電弧爐除塵都可采用。
文檔編號(hào)F27D17/00GK1869569SQ20061008807
公開日2006年11月29日 申請(qǐng)日期2006年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月22日
發(fā)明者鄭巖, 談慶 申請(qǐng)人:無(wú)錫市東方環(huán)境工程設(shè)計(jì)研究所有限公司