本實用新型涉及鋼鐵行業(yè)的節(jié)能技術領域，具體地說，涉及一種余熱回收比例可調的軋鋼加熱爐煙氣余熱利用系統(tǒng)。

背景技術：

軋鋼工序是鋼鐵生產流程中非常重要的一個環(huán)節(jié)，軋鋼工序的能耗水平對于鋼鐵工業(yè)噸鋼綜合能耗有著不可忽視的影響。

軋鋼加熱爐是將初軋坯或連鑄坯再加熱，以滿足軋制所需溫度的設備。在軋鋼生產線中，加熱爐是最大的用能設備，因此軋鋼加熱爐的節(jié)能對于軋鋼工序乃至整個鋼廠的節(jié)能降耗工作都具有重要的推動作用。

目前，鋼鐵行業(yè)處于相對低谷期，許多鋼廠都處于微盈利甚至虧本的狀態(tài)。由于訂單不足，導致生產設備的作業(yè)率經常處于低位，以某鋼廠為例，軋鋼生產線的作業(yè)率長期處于70％以下，其軋鋼加熱爐經常處于低負荷甚至空載狀態(tài)，此時加熱爐就處于消耗遠大于產出甚至是純消耗的狀態(tài)，經濟效益無從談起。對于這種情況，如果能在保證加熱爐正常運行的基礎上，將加熱爐尾部的煙氣余熱主要用來回收利用，轉換為寶貴的蒸汽資源，用于發(fā)電或他用，則可創(chuàng)造非?？捎^的經濟效益，彌補加熱爐低負荷甚至空載狀態(tài)造成的大量能源消耗。

針對該問題，本實用新型擬構建一種余熱回收比例可調的軋鋼加熱爐煙氣余熱利用系統(tǒng)，對軋鋼加熱爐的煙氣余熱資源進行靈活分配，以實現加熱爐系統(tǒng)的優(yōu)化運行，可產生可觀的經濟收益，具有重要的實際意義。

技術實現要素：

本實用新型提供了一種余熱回收比例可調的軋鋼加熱爐煙氣余熱利用系統(tǒng)，以充分利用軋鋼加熱爐的煙氣余熱資源。

根據本實用新型的一個方面，提供了一種余熱回收比例可調的軋鋼加熱爐煙氣余熱利用系統(tǒng)，包括煙氣余熱回收煙道、空氣-煤氣預熱煙道、尾部煙道、煙囪，其中，軋鋼加熱爐的煙氣出口分別與煙氣余熱回收煙道的煙氣入口、空氣-煤氣預熱煙道的煙氣入口連通，煙氣余熱回收煙道的煙氣出口、空氣-煤氣預熱煙道的煙氣出口分別與尾部煙道的煙氣入口連通，而煙囪則連接在尾部煙道的煙氣出口，其中，煙氣余熱回收煙道中設置有將凝結水轉換為蒸汽的換熱裝置，其中，空氣-煤氣預熱煙道中設置有空氣預熱裝置和/或煤氣預熱裝置，其中，在煙氣余熱回收煙道、空氣-煤氣預熱煙道之間形成分隔區(qū)，在分隔區(qū)與尾部煙道的煙氣入口之間設置有煙氣調節(jié)裝置，用于調節(jié)軋鋼加熱爐出口煙氣在煙氣余熱回收煙道、空氣-煤氣預熱煙道中的流量分配。

優(yōu)選地，所述尾部煙道內設置有引風機。

優(yōu)選地，軋鋼加熱爐煙氣出口設置有前置蒸發(fā)受熱面。

優(yōu)選地，煙氣調節(jié)裝置包括煙氣調節(jié)擋板、擋板旋轉軸和執(zhí)行機構，所述擋板旋轉軸位于分隔區(qū)在煙氣出口側的端部，所述煙氣調節(jié)擋板可轉動地設置在擋板旋轉軸上，執(zhí)行機構用于控制煙氣調節(jié)擋板的轉動，通過調節(jié)煙氣調節(jié)擋板的轉動角度來調節(jié)軋鋼加熱爐出口煙氣在煙氣余熱回收煙道、空氣-煤氣預熱煙道中的流量分配。

優(yōu)選地，煙氣調節(jié)裝置還包括滑軌和牽引裝置，滑軌設置在分隔區(qū)內，所述牽引裝置用于驅動擋板旋轉軸滑動并帶動煙氣調節(jié)擋板沿滑軌滑動至煙氣調節(jié)擋板完全退回分隔區(qū)，或完全伸出分隔區(qū)。

優(yōu)選地，所述煙氣余熱回收煙道、空氣-煤氣預熱煙道為兩個獨立的煙道。

優(yōu)選地，所述煙氣余熱回收煙道、空氣-煤氣預熱煙道是由一個煙道分隔而成的。

附圖說明

通過結合下面附圖對其實施例進行描述，本實用新型的上述特征和技術優(yōu)點將會變得更加清楚和容易理解。

圖1是表示本實用新型實施例的余熱回收比例可調的軋鋼加熱爐煙氣余熱利用系統(tǒng)的示意圖一；

圖2是表示本實用新型實施例的余熱回收比例可調的軋鋼加熱爐煙氣余熱利用系統(tǒng)的示意圖二；

圖3是表示本實用新型實施例的余熱回收比例可調的軋鋼加熱爐煙氣余熱利用系統(tǒng)的局部示意圖。

具體實施方式

下面將參考附圖來描述本實用新型所述的余熱回收比例可調的軋鋼加熱爐煙氣余熱利用系統(tǒng)的實施例。本領域的普通技術人員可以認識到，在不偏離本實用新型的精神和范圍的情況下，可以用各種不同的方式或其組合對所描述的實施例進行修正。因此，附圖和描述在本質上是說明性的，而不是用于限制權利要求的保護范圍。此外，在本說明書中，附圖未按比例畫出，并且相同的附圖標記表示相同的部分。

本實用新型提供一種余熱回收比例可調的軋鋼加熱爐煙氣余熱利用系統(tǒng)，如圖1所示，包括煙氣余熱回收煙道2、空氣-煤氣預熱煙道3、尾部煙道4、煙囪5。其中，軋鋼加熱爐的煙氣出口分別與煙氣余熱回收煙道2的煙氣入口、空氣-煤氣預熱煙道3的煙氣入口連通，煙氣余熱回收煙道2的煙氣出口、空氣-煤氣預熱煙道3的煙氣出口分別與尾部煙道4的煙氣入口連通，而煙囪5則連接在尾部煙道4的煙氣出口上，煙氣沿圖1中箭頭A的方向流動。其中，所述煙氣余熱回收煙道2、空氣-煤氣預熱煙道3可以是采用兩種方式形成。方式一是通過將一個煙道分隔開，從而形成煙氣余熱回收煙道2、空氣-煤氣預熱煙道3；方式2是煙氣余熱回收煙道2、空氣-煤氣預熱煙道3采用獨立的煙道。本實施例對煙道的形狀沒有限制，例如，煙道可以是彎曲的，只要煙氣余熱回收煙道2、空氣-煤氣預熱煙道3的煙氣入口和軋鋼加熱爐的煙氣出口連通，并且，煙氣余熱回收煙道2、空氣-煤氣預熱煙道3的煙氣出口與尾部煙道4的煙氣入口連通即可。無論采用哪種方式，在煙氣余熱回收煙道2、空氣-煤氣預熱煙道3之間的區(qū)域都稱為分隔區(qū)10，因此，分隔區(qū)10可以是具有分隔功能的物體，也可以僅是一個空間。

結合附圖1可以看到，軋鋼加熱爐1的出口煙氣分成兩路，一路進入煙氣余熱回收煙道2，一路進入空氣-煤氣預熱煙道3，而煙氣余熱回收煙道2、空氣-煤氣預熱煙道3的出口又匯合到尾部煙道4。在所述尾部煙道內設置有引風機9，以克服煙氣流通管路中的阻力。

其中，煙氣余熱回收煙道2中設置有將凝結水轉換為蒸汽的換熱裝置21，從而回收煙氣余熱，產生蒸汽，所述空氣-煤氣預熱煙道3中設置有空氣預熱裝置31和/或煤氣預熱裝置32，用于將軋鋼加熱爐燃燒需要的空氣和/或煤氣加熱到工藝要求的溫度，也就是將軋鋼加熱爐燃燒需要的空氣和/或煤氣通過管路通入空氣預熱裝置31、煤氣預熱裝置32中，利用煙氣余熱來加熱空氣、煤氣。

在煙氣余熱回收煙道2、空氣-煤氣預熱煙道3之間的分隔區(qū)10末端設置有煙氣調節(jié)裝置6，用于調節(jié)軋鋼加熱爐出口煙氣在煙氣余熱回收煙道2、空氣-煤氣預熱煙道3中的流量分配。若煙氣調節(jié)裝置6設置在煙道進口處，則進入換熱器的煙氣流場必然受到擋板影響導致氣流分布不均勻，影響煙氣下游換熱器的換熱。而將煙氣調節(jié)裝置6設置在煙氣余熱回收煙道與空氣-煤氣預熱煙道的出口側，則不會影響到加熱爐出口煙氣進入換熱器(無論是空氣-煤氣預熱煙道中的換熱器還是煙氣余熱回收煙道中的換熱器)的流場，確保煙氣余熱回收煙道與所述空氣-煤氣預熱煙道中的換熱煙氣氣流順暢。并且，由于煙氣余熱回收煙道、空氣-煤氣預熱煙道的進口煙氣溫度最高可達1000℃，而出口煙氣溫度約在200℃以內，因此，將煙氣調節(jié)裝置設置在煙氣余熱回收煙道和空氣-煤氣預熱煙道的出口，煙氣擋板的工作環(huán)境溫度更低，設備運行更加穩(wěn)定，使用壽命更長，且設備材質要求更低，成本更低。煙氣調節(jié)裝置6包括煙氣調節(jié)擋板61、擋板旋轉軸62和執(zhí)行機構(未示出)。擋板旋轉軸62位于分隔區(qū)10在煙氣出口側的端部位置，所述煙氣調節(jié)擋板61可繞擋板旋轉軸62旋轉。執(zhí)行機構用于控制煙氣調節(jié)擋板61的轉動，通過調節(jié)煙氣調節(jié)擋板61的角度，可以控制軋鋼加熱爐1的出口煙氣在煙氣余熱回收煙道2和所述空氣-煤氣預熱煙道3之間的煙氣流量分配。例如，如圖1所示，當煙氣調節(jié)擋板61轉動到圖1所示的位置時，煙氣余熱回收煙道2的煙氣出口縮小，而空氣-煤氣預熱煙道3的煙氣出口則變大，由此，軋鋼加熱爐1的出口煙氣會更多的進入空氣-煤氣預熱煙道3中，從而將煙氣余熱更多的應用在空氣和煤氣預熱上。例如，如圖2所示，當煙氣調節(jié)擋板61轉動到圖2所示的位置時，煙氣余熱回收煙道2的煙氣出口變大，而空氣-煤氣預熱煙道3的煙氣出口則縮小，由此，軋鋼加熱爐1的出口煙氣會更多的進入煙氣余熱回收煙道2中，從而將煙氣余熱更多的應用在產生蒸汽，而產生的蒸汽可作為鋼鐵廠工藝生產用汽，也可用于驅動例如汽輪機工作。

本實施例的余熱回收比例可調的軋鋼加熱爐煙氣余熱利用系統(tǒng)設置有煙氣余熱回收煙道2和空氣-煤氣預熱煙道3，并且通過調整煙氣調節(jié)擋板的角度，控制軋鋼加熱爐出口煙氣在煙氣余熱回收煙道和所述空氣-煤氣預熱煙道之間的煙氣流量分配。在加熱爐處于低負荷甚至空載運行時(尤其是處于夏季高溫時)，多分配一點煙氣用于回收蒸汽，有助于減小加熱爐低負荷甚至空載時的虧損運行程度；在冬季氣溫較低時(尤其是寒冷地區(qū))，若加熱爐處于高負荷或滿負荷運行，為保證空氣和煤氣預熱到指定溫度以滿足燃燒需求，可多分配一點煙氣用于預熱空氣和煤氣，以首先保證加熱爐的安全穩(wěn)定運行。該煙氣調節(jié)擋板設置在煙氣余熱回收煙道出口與空氣-煤氣預熱煙道出口的銜接處，處于低溫區(qū)域(出口煙氣溫度在200℃以內)，因此，設備材質要求更低，投資成本更低，并且，煙氣調節(jié)擋板不需要消耗大量冷卻介質進行冷卻，系統(tǒng)更加簡單。

此外，所述煙氣調節(jié)擋板至少還包括滑軌、牽引裝置(未示出)，所述滑軌設置在煙氣余熱回收煙道2和空氣-煤氣預熱煙道3之間的分隔區(qū)10內，擋板旋轉軸62可在牽引裝置的驅動下沿滑軌滑動，從而帶動整個煙氣調節(jié)擋板61全部縮入煙氣余熱回收煙道2和空氣-煤氣預熱煙道3之間的分隔區(qū)內，煙氣調節(jié)擋板61完全縮回的狀態(tài)如圖3所示，此時煙氣調節(jié)擋板61不具備調節(jié)作用。

此外，當煙氣調節(jié)擋板61沿滑軌完全伸出分隔區(qū)時，通過限位裝置將擋板旋轉軸62的位置固定，從而限制煙氣調節(jié)擋板61的平移，只允許煙氣調節(jié)擋板繞擋板旋轉軸62旋轉。當煙氣調節(jié)擋板61沿滑軌完全退回分隔區(qū)時，限位裝置同樣將擋板旋轉軸62的位置固定，并且，還限制煙氣調節(jié)擋板61的旋轉運動。當需要調節(jié)流量分配時，解鎖后將擋板旋轉軸62推出到分隔區(qū)在煙氣出口側的端部位置即可。

此外，軋鋼加熱爐1的煙氣出口設置有前置蒸發(fā)受熱面7，其可以是由水冷壁受熱面和沸騰管束組成，以吸收一部分軋鋼加熱爐的出口高溫煙氣熱量，將煙氣溫度降低至例如800℃以內，進而保證下游的煙氣余熱回收煙道2和空氣-煤氣預熱煙道3中的換熱設備的安全，并且比傳統(tǒng)的通過摻冷風降低煙溫的方式產生更多的蒸汽，具有更好的經濟收益。

此外，在尾部煙道4中設置有凝結水預熱器8，對煙氣余熱回收煙道2的出口煙氣與所述空氣-煤氣預熱煙道的出口煙氣匯集后的煙氣余熱進行回收，可最大化吸收軋鋼加熱爐1的煙氣余熱，凝結水預熱器的出水可以作為所述煙氣余熱回收煙道4中的換熱裝置的給水。

綜上所述，本實用新型的余熱回收比例可調的軋鋼加熱爐煙氣余熱利用系統(tǒng)在煙氣余熱回收煙道和所述空氣-煤氣預熱煙道之間的分隔區(qū)設置有煙氣調節(jié)裝置，通過調整煙氣調節(jié)擋板的角度，控制軋鋼加熱爐出口煙氣在煙氣余熱回收煙道和所述空氣-煤氣預熱煙道之間的煙氣流量分配。煙氣調節(jié)擋板設置在煙氣余熱回收煙道與空氣-煤氣預熱煙道的出口，不會影響到加熱爐出口煙氣進入換熱器的流場。本實用新型的煙氣調節(jié)擋板設置成可前后移動的模式，在不需要進行煙氣流量分配時，煙氣調節(jié)擋板可以完全縮回，煙氣流量自行分配，無需運行人員進行操作；當需要進行流量分配時，煙氣調節(jié)擋板向前推進，通過調整煙氣調節(jié)擋板角度進行煙氣流量分配。

以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。