一种彩涂线低温烟气余热高效利用系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种彩涂线低温烟气余热高效利用系统及方法，所述系统包括一级汽水换热系统、一级新风换热系统、二级新风换热系统及二级汽水换热系统；一级汽水换热系统与一级新风换热系统并联组成第一换热单元，二级汽水换热系统与二级新风换热系统并联组成第二换热单元，第一换热单元与第二换热单元串联连接；本发明专利技术综合考虑烟气的温度、生产工艺中所需热量情况及投资成本等因素，根据彩涂线的酸碱槽液、烘干带钢需要加热的特点，克服烟气余热直接利用时存在的槽液温度不宜控制和换热器易腐蚀等问题；同时将多余的烟气热量在冬季用于厂房采暖，夏季用于浴池用水，从而实现低温烟气余热的充分、高效利用。

An efficient utilization system and method of low temperature flue gas waste heat of color coating line

【技术实现步骤摘要】
一种彩涂线低温烟气余热高效利用系统及方法
本专利技术涉及低温烟气余热利用
，尤其涉及一种彩涂线低温烟气余热高效利用系统及方法。
技术介绍
工业烟气余热资源量巨大，其中高温烟气余热能够进行发电等利用，而大量中低温烟气余热资源由于能级较低、余热量不稳定、烟气中含尘量较大、适合的热用户较少、回收成本较大等原因，只有小部分得到利用，而大多数的中低温烟气余热未经利用直接排放。中低温烟气余热回收的方式分为热能直接利用和间接回收利用。目前主要的方式是间接回收利用，即提取废气热量产生蒸汽或者热水，再对蒸汽或热水的热量进一步利用。近年来较为新颖的烟气余热利用方式有褐煤干燥技术、尾部烟道增设低温省煤器、热泵回收烟气余热技术，由于受所需热源情况及投资成本的限制，以上均采用间接回收利用方式。彩涂板是以冷轧钢板或镀锌板为基板，先经过清洗、表面预处理，经辊式涂敷机将液态涂料涂到带材的上、下表面，再进入固化炉加热烘烤、固化，固化后再经淬水冷却、热风干燥，完成工艺处理。彩涂线中设置焚烧炉，其作用为采用燃烧的方法处理来自固化炉的有害的挥发出的溶剂，焚烧炉燃烧后的废烟气通过热交换后产生的废烟气温度为180～250℃，目前对这部分废烟气进行余热回收的方式是生成饱和蒸汽后供机组酸碱槽加热及烘干系统使用。专利号为CN107448965A的中国专利公开了“一种新型焚烧炉烟气余热深度回收及能级提升工艺系统”。包括高压热交换系统、溴化锂溶液循环系统和低温烟气换热系统，能提高尾气焚烧炉烟气余热回收效率。但其回收系统复杂，低温烟气换热系统只将烟气余热转换成热水，而非余热直接利用，造成热量转换中的二次损失。专利号为CN202182449U的中国专利公开了“一种彩涂余热锅炉”，用于将彩涂后产生的废气的余热回收利用，具体是将换热管置于吸热流体介质中，废气经过换热管时将热量通过换热管传递给吸热流体介质，并将吸热流体介质加热成可利用的蒸汽，降低了排出废气的温度，回收利用了废气的热量，使得彩涂的废气排放满足节能减排的要求。但其是将余热生成蒸汽再利用，也存在余热利用二次转换热量损失的问题。从低温废气余热利用的角度看，上述余热回收技术的共同特点是都需要利用水作为媒介，提取废气热量产生蒸汽或者热水，再对蒸汽或水的热量进一步利用，这无疑增加了余热利用系统的复杂性，降低了系统运行可靠性，增加投资成本，使技术经济性下降。
技术实现思路
本专利技术提供了一种彩涂线低温烟气余热高效利用系统及方法，综合考虑烟气的温度、生产工艺中所需热量情况及投资成本等因素，根据彩涂线的酸碱槽液、烘干带钢需要加热的特点，克服烟气余热直接利用时存在的槽液温度不宜控制和换热器易腐蚀等问题；同时将多余的烟气热量在冬季用于厂房采暖，夏季用于下游用户用水，从而实现低温烟气余热的充分、高效利用。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：一种彩涂线低温烟气余热高效利用系统，包括一级汽水换热系统、一级新风换热系统、二级新风换热系统及二级汽水换热系统；所述一级汽水换热系统与一级新风换热系统并联组成第一换热单元，所述二级汽水换热系统与二级新风换热系统并联组成第二换热单元，所述第一换热单元与第二换热单元串联连接；所述一级汽水换热系统至少包括一级汽水换热器，所述一级新风换热系统至少包括一级新风换热器，所述二级新风换热系统至少包括二级新风换热器，所述二级汽水换热系统至少包括二级换热器；所述第一换热单元的烟气输入端连接彩涂焚烧炉，所述第二换热单元的烟气输出端连接烟囱。所述一级汽水换热系统包括烟气入口调节阀a、一级汽水换热器、槽液温度检测装置、烟气旁通调节阀；所述一级汽水换热器的烟气入口通过入口管道一连接彩涂焚烧炉的低温烟气管道，通过旁通管道连接二级换热单元；入口管道一上设入口调节阀a，旁通管道上设烟气旁通调节阀；所述一级汽水换热器的烟气出口与烟气旁通调节阀下游的旁通管道相连；所述一级汽水换热器的热水出口通过热水输送管道连接彩涂线的酸碱槽；酸碱槽设有槽液温度检测装置，槽液温度检测装置通过PLC控制器与烟气入口调节阀a联锁控制。所述一级新风换热系统包括烟气入口调节阀b，一级新风换热器、烘干系统及热风温度检测装置；所述一级新风换热器的烟气入口通过入口管道二连接彩涂焚烧炉的低温烟气管道，入口管道二上设烟气入口调节阀b,所述一级新风换热器的烟气出口与烟气旁通调节阀下游的旁通管道相连；所述一级新风换热器的热风出口通过热风输送管道连接彩涂线的烘干系统，烘干系统设有热风温度检测装置，热风温度检测装置通过PLC控制器与烟气入口调节阀b联锁控制。所述二级新风换热系统包括烟气入口阀a、新风过滤器及二级新风换热器；所述二级新风换热器的烟气入口通过入口管道三与第一换热单元中旁通管道的末端相连，入口管道三上设烟气入口阀a；二级新风换热器的新风入口管道上设新风过滤器；二级新风换热器的热风出口通过热风输送管道与厂房供暖管道连接，二级新风换热器的烟气出口与烟囱连接。所述二级汽水换热系统包括烟气入口阀b及二级汽水换热器；所述二级汽水换热器的烟气入口通过入口管道四与第一换热单元中旁通管道的末端相连，入口管道四上设烟气入口阀b；二级汽水换热器的热水出口通过热水输送管道连接下游用户供水管道；二级汽水换热器的烟气出口与烟囱连接。所述一级汽水换热器、二级汽水换热器为管壳式换热器，管壳式换热器的壳体及内胆均采用耐酸碱不锈钢材料制成。所述一级新风换热器、二级新风换热器为管式换热器，管式换热器的内胆及换热管均采用耐高温不锈钢材料制成。一种彩涂线低温烟气余热高效利用方法，包括：1)来自彩涂焚烧炉的低温烟气经过烟气入口调节阀a进入一级汽水换热器与水换热，换热后的热水用于直接加热彩涂线的酸碱槽液，酸碱槽液加热温度设定为50～65℃，通过槽液温度检测装置将槽液温度检测信号反馈到PLC控制器，PLC控制器依据设定的酸碱槽液温度调节烟气入口调节阀a的开口度；当酸碱槽液温度高于65℃，而烟气入口调节阀a已不可调时，打开烟气旁通调节阀，使过剩的烟气直接进入第二换热单元；2)来自彩涂焚烧炉的低温烟气经过烟气入口调节阀b进入一级新风换热器，与过滤后的新风换热，换热后的热风作为彩涂线的烘干系统的热源，将烘干系统的空气从20℃加热到100～120℃；热风温度检测装置将检测到的热风温度检测信号反馈到PLC控制器，PLC控制器依据设定的热风温度调节烟气入口调节阀b的开口度；3)经第一换热单元换热后的低温烟气，在冬季采暖期经烟气入口阀a进入二级新风换热器；经新风过滤器过滤后的新风进入二级新风换热器与低温烟气换热，换热后的热风温度为40～70℃，用于直接供厂房采暖；经二级新风换热器换热后的低温烟气经烟囱排出；4)经第一换热单元换热后的低温烟气，在夏季经烟气入口阀b进入二级汽水换热器与水换热，经二级汽水换热器换热后的热水温度为40～60℃，用于直接向下游用户供水，经二级汽水换热器换热后的低温烟气经烟囱排出。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术综合考虑烟气的温度、生产本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种彩涂线低温烟气余热高效利用系统，其特征在于，包括一级汽水换热系统、一级新风换热系统、二级新风换热系统及二级汽水换热系统；所述一级汽水换热系统与一级新风换热系统并联组成第一换热单元，所述二级汽水换热系统与二级新风换热系统并联组成第二换热单元，所述第一换热单元与第二换热单元串联连接；所述一级汽水换热系统至少包括一级汽水换热器，所述一级新风换热系统至少包括一级新风换热器，所述二级新风换热系统至少包括二级新风换热器，所述二级汽水换热系统至少包括二级换热器；所述第一换热单元的烟气输入端连接彩涂焚烧炉，所述第二换热单元的烟气输出端连接烟囱。/n

【技术特征摘要】
1.一种彩涂线低温烟气余热高效利用系统，其特征在于，包括一级汽水换热系统、一级新风换热系统、二级新风换热系统及二级汽水换热系统；所述一级汽水换热系统与一级新风换热系统并联组成第一换热单元，所述二级汽水换热系统与二级新风换热系统并联组成第二换热单元，所述第一换热单元与第二换热单元串联连接；所述一级汽水换热系统至少包括一级汽水换热器，所述一级新风换热系统至少包括一级新风换热器，所述二级新风换热系统至少包括二级新风换热器，所述二级汽水换热系统至少包括二级换热器；所述第一换热单元的烟气输入端连接彩涂焚烧炉，所述第二换热单元的烟气输出端连接烟囱。


2.根据权利要求1所述的一种彩涂线低温烟气余热高效利用系统，其特征在于，所述一级汽水换热系统包括烟气入口调节阀a、一级汽水换热器、槽液温度检测装置、烟气旁通调节阀；所述一级汽水换热器的烟气入口通过入口管道一连接彩涂焚烧炉的低温烟气管道，通过旁通管道连接二级换热单元；入口管道一上设入口调节阀a，旁通管道上设烟气旁通调节阀；所述一级汽水换热器的烟气出口与烟气旁通调节阀下游的旁通管道相连；所述一级汽水换热器的热水出口通过热水输送管道连接彩涂线的酸碱槽；酸碱槽设有槽液温度检测装置，槽液温度检测装置通过PLC控制器与烟气入口调节阀a联锁控制。


3.根据权利要求1所述的一种彩涂线低温烟气余热高效利用系统，其特征在于，所述一级新风换热系统包括烟气入口调节阀b，一级新风换热器、烘干系统及热风温度检测装置；所述一级新风换热器的烟气入口通过入口管道二连接彩涂焚烧炉的低温烟气管道，入口管道二上设烟气入口调节阀b,所述一级新风换热器的烟气出口与烟气旁通调节阀下游的旁通管道相连；所述一级新风换热器的热风出口通过热风输送管道连接彩涂线的烘干系统，烘干系统设有热风温度检测装置，热风温度检测装置通过PLC控制器与烟气入口调节阀b联锁控制。


4.根据权利要求1所述的一种彩涂线低温烟气余热高效利用系统，其特征在于，所述二级新风换热系统包括烟气入口阀a、新风过滤器及二级新风换热器；所述二级新风换热器的烟气入口通过入口管道三与第一换热单元中旁通管道的末端相连，入口管道三上设烟气入口阀a；二级新风换热器的新风入口管道上设新风过滤器；二级新风换热器的热风出口通过热风输送管道与厂房供暖管道连接，二级新风换热器的烟气出口与烟囱连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：高军，刘常鹏，徐伟，马光宇，郝博，李卫东，陈鹏，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21