一种轧钢加热炉余热利用系统技术方案

本发明专利技术公开一种轧钢加热炉余热利用系统，包括加热炉炉底水梁汽化冷却装置、加热炉出口烟道、空气‑煤气预热烟道、烟气余热回收烟道，加热炉炉底水梁汽化冷却装置排出的烟气经加热炉出口烟道分别进入空气‑煤气预热烟道和烟气余热回收烟道中，在烟气余热回收烟道中沿烟气流向布置有高压过热器、高压蒸发器、低压过热器、高压省煤器、低压蒸发器、低压省煤器，结合低压锅筒‑除氧器、高压锅筒形成自然循环与强制循环的复合循环回路，产生蒸汽驱动汽轮机做功。采用分级加热空气和煤气的方式，并和余热回收汽水系统有机结合，实现了烟气余热的高效利用。

Residual heat utilization system for steel rolling heating furnace

The invention discloses a reheating furnace waste heat utilization system, including water beam heating furnace vaporization cooling device, heating furnace, air outlet flue gas preheating flue, flue gas heat recovery of flue gas, heating furnace bottom water beam vaporization cooling device is discharged through the heating furnace outlet flue respectively into the air and flue gas flue gas preheating recovery of waste heat in the flue, the flue gas waste heat recovery of flue gas to flow along the layout of a high-pressure superheater, high pressure, low pressure evaporator superheater, economizer, low-pressure evaporator, low-pressure economizer, combined with low pressure boiler deaerator, boiler to form a composite loop natural circulation and forced circulation, produce steam to drive a turbine work. The method of classifying heating air and gas is combined with waste heat recovery steam water system to realize efficient utilization of flue gas waste heat.

【技术实现步骤摘要】
一种轧钢加热炉余热利用系统
本专利技术涉及钢铁行业的节能
，具体地说，涉及一种轧钢加热炉余热利用系统。
技术介绍
在钢铁企业各冶炼工序中，轧钢工序是钢铁生产流程中非常重要的一个环节，轧钢工序的能耗水平对于钢铁工业吨钢综合能耗有着不可忽视的影响。轧钢加热炉是将初轧坯或连铸坯再加热，以满足轧制所需温度的设备。轧钢加热炉也是轧钢工序中最大的用能设备，因此轧钢加热炉的节能对于轧钢工序乃至整个钢厂的节能降耗工作都具有重要的推动作用。当前钢铁行业处于相对低谷期，许多钢厂都处于微盈利甚至亏本的状态。在这种情况下，各个冶炼子工序上主设备如轧钢加热炉的余热利用、节能增效已引起各钢厂的重视。目前，轧钢加热炉的炉体设备以及加热炉控制系统等方面的技术都已经比较成熟，对于轧钢加热炉来说，节能的主要方向应该在加热炉辅助系统烟气热量优化利用，余热回收等方面挖掘潜能。对于蓄热式加热炉，目前加热炉最终排烟温度可以降低至150℃以下，但是对于常规加热炉，尤其是采用空气和煤气双预热技术的加热炉，大多数排烟温度为250～300℃左右，属于低温余热资源，烟气品位稍低。而另外一方面，对于常规加热炉而言，空气和煤气换热系统均是冷空气和冷煤气直接在空气预热器和煤气预热器中一次性加热到设定温度，由于烟气侧温度非常高(最高可达900℃以上)，而冷空气和冷煤气均接近于常温，这种超大温差的换热造成了过大的换热损，能量有效利用率大打折扣。为此，本专利技术拟构建一种轧钢加热炉余热利用系统，将空气、煤气预热系统和蒸汽回收系统统筹考虑，对轧钢加热炉的烟气余热资源进行优化利用，在保证空气和煤气预热效果的情况下提高烟气余热品位和余热回收系统的合理性，必然能收获可观的经济收益，具有重要的实用价值。
技术实现思路
本专利技术提供了一种轧钢加热炉余热利用系统，将空气预热系统和蒸汽回收系统统筹考虑，对轧钢加热炉的烟气余热资源进行优化利用，在保证空气和煤气预热效果的情况下提高烟气余热品位和余热回收系统的合理性。根据本专利技术的一个方面，提供了一种轧钢加热炉余热利用系统，包括加热炉炉底水梁汽化冷却装置、加热炉出口烟道、空气-煤气预热烟道、烟气余热回收烟道，加热炉炉底水梁汽化冷却装置排出的烟气经加热炉出口烟道分别进入空气-煤气预热烟道和烟气余热回收烟道中，其中，所述烟气余热回收烟道和空气-煤气预热烟道是由一个烟道分隔形成的，或是两个独立的烟道，在烟气余热回收烟道中沿烟气流向顺次布置有高压过热器、高压蒸发器、低压过热器、高压省煤器、低压蒸发器、低压省煤器，加热炉炉底水梁汽化冷却装置、烟气余热回收烟道结合低压锅筒-除氧器、高压锅筒形成自然循环与强制循环的复合循环回路，产生蒸汽驱动汽轮机做功，其中，加热炉炉底水梁汽化冷却装置和处于加热炉出口烟道中的前置蒸发冷却器与高压锅筒之间形成强制循环回路，而烟气余热回收烟道与高压锅筒之间形成的高压蒸发系统以及烟气余热回收烟道与低压锅筒-除氧器形成的除氧蒸发系统采用自然循环回路，并且，所述空气-煤气预热烟道中设置有沿烟气流向顺次布置的第一级空气预热装置和第一级煤气预热装置，所述加热炉出口烟道中设置有沿烟气流向顺次布置的第二级空气预热装置和第二级煤气预热装置，所述第一级空气预热装置的空气出口端与所述第二级空气预热装置的空气进口端相连，所述第一级煤气预热装置的煤气出口端与所述第二级煤气预热装置的煤气进口端相连。优选地，高压锅筒通过热水循环泵分别向加热炉炉底水梁汽化冷却装置和所述前置蒸发冷却器内提供冷却水，加热炉炉底水梁汽化冷却装置、所述前置蒸发冷却器产生的汽水混合物分别与高压锅筒的上升管口连通，形成强制循环回路；所述高压锅筒通过第一下降管与所述烟气余热回收烟道中的高压蒸发器的进水口相连，所述高压蒸发器的出汽口与所述高压锅筒的上升管口连通，形成自然循环回路。优选地，其中，高压过热器、高压蒸发器、低压过热器、高压省煤器、低压蒸发器、低压省煤器采用逆流布置。优选地，其中，所述汽轮机与凝汽器、凝结水泵、低压省煤器的进口沿着汽水流程顺次连通。优选地，其中，所述烟气余热回收烟道是内置换热面的烟道或集成的余热锅炉。优选地，其中，所述前置蒸发冷却器、第二级空气预热装置和第二级煤气预热装置在加热炉出口烟道中是沿烟气流向顺次布置的。优选地，其中，所述前置蒸发冷却器采用顺流布置。附图说明通过结合下面附图对其实施例进行描述，本专利技术的上述特征和技术优点将会变得更加清楚和容易理解。图1是表示本专利技术实施例涉及的轧钢加热炉余热利用系统工艺流程图。轧钢加热炉1、加热炉炉底水梁汽化冷却装置2、加热炉出口烟道3、空气-煤气预热烟道4、烟气余热回收烟道5、高压过热器51、高压蒸发器52、低压过热器53、高压省煤器54、低压蒸发器55、低压省煤器56、低压锅筒-除氧器6、给水泵7、高压锅筒8、热水循环泵9、汽轮机10、发电机11、凝汽器12、凝结水泵13、管路81、第一下降管82、管路83、第二下降管61、管路63、前置蒸发冷却器31、第二级空气预热装置32、第二级煤气预热装置33、第一级空气预热装置41、第一级煤气预热装置42、管路21、管路34、管路131。具体实施方式下面将参考附图来描述本专利技术所述的一种轧钢加热炉余热利用系统的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本专利技术的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式或其组合对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，附图未按比例画出，并且相同的附图标记表示相同的部分。本专利技术提供一种轧钢加热炉余热利用系统，包括轧钢加热炉1、空气-煤气预热烟道4、烟气余热回收烟道5、低压锅筒-除氧器6、给水泵7、高压锅筒8、热水循环泵9、汽轮机10、发电机11、凝汽器12、凝结水泵13。在烟气余热回收烟道5中沿烟气流向顺次布置有采用逆流布置的高压过热器51、高压蒸发器52、低压过热器53、高压省煤器54、低压蒸发器55、低压省煤器56。其中，所述高压、低压是为了区分汽水系统两个压力等级而进行的区分命名(如：高压蒸汽、低压蒸汽的压力分别设计为2.45MPa、0.5MPa)，并非绝对高压(如9.81MPa)、绝对低压(如0.8MPa)，并且，以下汽水流动方向均按图中箭头所示方向流动。本实施例将汽水循环系统设计成自然循环+强制循环的复合循环方式，也就是将加热炉炉底水梁汽化冷却装置和处于过高温度区的前置蒸发冷却器设计成强制循环模式，将高压蒸发系统和除氧蒸发系统设置成自然循环模式。低压锅筒-除氧器6通过第二下降管61与所述低压蒸发器55的进水口相连，所述低压蒸发器55的出汽口与所述低压锅筒-除氧器6的上升管口连通，形成一个自然循环回路。在轧钢加热炉1的底部设置有加热炉炉底水梁汽化冷却装置2，低压锅筒-除氧器6通过管路63与所述给水泵7连接，用于向高压省煤器54供水，高压省煤器54的出水口通过管路83与高压锅筒8连通。高压锅筒8利用热水循环泵9向加热炉炉底水梁汽化冷却装置2内通入冷却水，高温烟气将加热炉炉底水梁汽化冷却装置2中的冷却水加热成汽水混合物，汽水混合物通过管路21送入高压锅筒8，形成一个强制循环回路。所述高压锅筒8通过第一下降管82与所述烟气余热回收烟道5中的高压蒸发器52的进水口相连，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轧钢加热炉余热利用系统，包括加热炉炉底水梁汽化冷却装置(2)、加热炉出口烟道(3)、空气‑煤气预热烟道(4)、烟气余热回收烟道(5)，加热炉炉底水梁汽化冷却装置(2)排出的烟气经加热炉出口烟道(3)分别进入空气‑煤气预热烟道(4)和烟气余热回收烟道(5)中，其中，所述烟气余热回收烟道和空气‑煤气预热烟道是由一个烟道分隔形成的，或是两个独立的烟道，在烟气余热回收烟道(5)中沿烟气流向顺次布置有高压过热器(51)、高压蒸发器(52)、低压过热器(53)、高压省煤器(54)、低压蒸发器(55)、低压省煤器(56)，加热炉炉底水梁汽化冷却装置、烟气余热回收烟道结合低压锅筒‑除氧器(6)、高压锅筒(8)形成自然循环与强制循环的复合循环回路，产生蒸汽驱动汽轮机(10)做功，其中，加热炉炉底水梁汽化冷却装置(2)和处于加热炉出口烟道中的前置蒸发冷却器与高压锅筒(8)之间形成强制循环回路，而烟气余热回收烟道(5)与高压锅筒(8)之间形成的高压蒸发系统以及烟气余热回收烟道(5)与低压锅筒‑除氧器(6)形成的除氧蒸发系统采用自然循环回路，并且，所述空气‑煤气预热烟道(4)中设置有沿烟气流向顺次布置的第一级空气预热装置(41)和第一级煤气预热装置(42)，所述加热炉出口烟道(3)中设置有沿烟气流向顺次布置的第二级空气预热装置(32)和第二级煤气预热装置(33)，所述第一级空气预热装置(41)的空气出口端与所述第二级空气预热装置(32)的空气进口端相连，所述第一级煤气预热装置(42)的煤气出口端与所述第二级煤气预热装置(33)的煤气进口端相连。...

【技术特征摘要】
1.一种轧钢加热炉余热利用系统，包括加热炉炉底水梁汽化冷却装置(2)、加热炉出口烟道(3)、空气-煤气预热烟道(4)、烟气余热回收烟道(5)，加热炉炉底水梁汽化冷却装置(2)排出的烟气经加热炉出口烟道(3)分别进入空气-煤气预热烟道(4)和烟气余热回收烟道(5)中，其中，所述烟气余热回收烟道和空气-煤气预热烟道是由一个烟道分隔形成的，或是两个独立的烟道，在烟气余热回收烟道(5)中沿烟气流向顺次布置有高压过热器(51)、高压蒸发器(52)、低压过热器(53)、高压省煤器(54)、低压蒸发器(55)、低压省煤器(56)，加热炉炉底水梁汽化冷却装置、烟气余热回收烟道结合低压锅筒-除氧器(6)、高压锅筒(8)形成自然循环与强制循环的复合循环回路，产生蒸汽驱动汽轮机(10)做功，其中，加热炉炉底水梁汽化冷却装置(2)和处于加热炉出口烟道中的前置蒸发冷却器与高压锅筒(8)之间形成强制循环回路，而烟气余热回收烟道(5)与高压锅筒(8)之间形成的高压蒸发系统以及烟气余热回收烟道(5)与低压锅筒-除氧器(6)形成的除氧蒸发系统采用自然循环回路，并且，所述空气-煤气预热烟道(4)中设置有沿烟气流向顺次布置的第一级空气预热装置(41)和第一级煤气预热装置(42)，所述加热炉出口烟道(3)中设置有沿烟气流向顺次布置的第二级空气预热装置(32)和第二级煤气预热装置(33)，所述第一级空气预热装置(41)的空气出口端与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：江文豪，
申请(专利权)人：中冶华天工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34