加热炉余热回收系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种加热炉余热回收系统，包括蒸汽过热器、余热回收蒸发器、汽包和给水装置，所述的蒸汽过热器和余热回收蒸发器沿加热炉烟道内烟气的流动方向依次设置在加热炉的烟道内；所述蒸汽过热器与所述的汽包相连接，所述的余热回收蒸发器与所述的汽包通过供水管和汽水混合物输送管组成一循环回路，在所述的供水管上设有循环泵，所述的给水装置与所述的汽包通过水管相连接。本实用新型专利技术具有余热回收效率高，能够提高蒸汽品质，充分回收烟气中热量的优点。并且，由于蒸汽过热器和余热回收蒸发器的管束横向间隙根据允许的阻力进行设计，烟气可依靠自升抽力排出，不需要另设置排烟风机，降低设备成本，具有热能回收成本低等特点。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种余热回收装置，尤其涉及一种烟气排放温度较低、无需增加 排烟风机进行排烟、能够产生高品质蒸汽的加热炉余热回收系统。
技术介绍
众所周知，冶金行业中加热炉运行时要消耗大量的热量，而加热炉产生的炉尾烟 气具有较高的温度，如果将这些高温烟气直接排放到大气中，会造成极大的能源浪费。为 此，加热炉余热的回收和利用，是实现加热炉节能降耗的重要措施之一。目前，现有的加热炉烟气的余热回收处理是，在加热炉的烟道中设置助燃空气预 热器，利用高温烟气对助燃空气预热器的空气进行预热，再将预热后的空气通入至加热炉 的炉窑中，对炉窑中燃料的燃烧起到助燃的作用；同时，将高温烟气的温度降低至380°C 400°C排放。这样，高温烟气的一部分热量被回收应用到助燃空气预热器的空气预热过程 中。另外，在加热炉工作过程中，钢坯作为被加热件由炉内支撑梁支撑，在钢坯加热过 程中，部分热量被炉内支撑梁吸收，需要对加热炉炉内支撑梁的余热进行回收。图1为现有 技术的加热炉炉内支撑梁的余热回收装置的结构示意图。如图1所示，该加热炉炉内支撑 梁的余热回收装置包括所述炉内支撑梁中空部形成的炉内支撑管101，该炉内支撑管101 与热钢坯相接触，且在炉内支撑管101中可通入冷却水。所述的加热炉炉内支撑管101通 过管路与设置在炉窑外部的汽包102形成闭合的循环回路。利用汽包102的储存水作为冷 却水通过汽包102底部的输水口 107输出至供水管103，经过设置在供水管103上的循环泵 104加压后产生动力，将冷却水输送至加热炉炉内支撑管101中，并与炉内支撑梁进行热交 换。经过热交换处理，冷却水吸收炉内支撑梁的热量而升温，并产生蒸汽，形成汽水混合物。 该汽水混合物通过汽水混合物进管105输送至汽包102内，再由汽包102对汽水进行分离， 此汽水分离技术在本领域中较为常见，在此不再赘述。分离出的饱和蒸汽被输送至蒸汽管 网，而分离出的水存留在汽包102中，形成可循环利用的冷却水，从而实现对炉内支撑梁的 余热回收，并产生可利用的蒸汽。由于汽化和合理消耗而减少的冷却水量通过汽包102外 接的给水装置106进行补充。但上述余热回收装置存在有如下不足之处1、由于加热炉需要的助燃空气量有限，且助燃空气预热器出口的空气温度要求控 制在550°C 600°C范围内，因此助燃空气对烟气余热的回收量是有限的，不能对高温烟气 进行充分的热量回收和利用，烟气的排放温度仍然较高。据统计，加热炉烟道出口处的烟气 排放温度为380°C 400°C，烟气的余热回收率比较低，不能满足节能降耗的要求。2、虽然在现有技术中通过汽包的冷却水能够回收加热炉炉内支撑梁的部分热 量，并且冷却水汽化分离后能够产生蒸汽，但该蒸汽仅为饱和蒸汽，如蒸汽压力为0. 8 1.3MPa，其饱和温度为179°C 190. 4°C，蒸汽的品质较差，不能满足向蒸汽管网输送高品 质的过热蒸汽的要求。3因此，如何对加热炉的余热进一步回收，降低烟气的排放温度，并且提高汽包产生 的蒸汽的品质，已成为本领域技术人员急于解决的重要技术问题。
技术实现思路
针对上述问题，本技术的目的是提供一种余热回收效率高，能够提高蒸汽品 质，烟气排放温度低的加热炉余热回收系统。为达到上述目的，本技术提出了一种加热炉余热回收系统包括蒸汽过热器、 余热回收蒸发器、汽包和给水装置，所述的蒸汽过热器和余热回收蒸发器沿加热炉烟道内 烟气的流动方向依次设置在加热炉的烟道内；所述蒸汽过热器与所述汽包通过蒸汽输入管 路相连接，所述的余热回收蒸发器与所述的汽包通过供水管和汽水混合物输送管组成一循 环回路，在所述的供水管上设有循环泵，所述的给水装置与所述的汽包通过给水管相连接。在本技术中，在所述的蒸汽过热器上设有蒸汽进口和蒸汽出口，在所述汽包 的上端设有蒸汽输送口，所述蒸汽过热器的蒸汽进口与所述汽包的蒸汽输送口通过所述蒸 汽输入管路相连接，所述蒸汽过热器的蒸汽出口与一蒸汽输出管路相连接；在所述的余热 回收蒸发器上设有输入口和输出口，所述汽包的底部和侧壁上分别设有出水口和汽水混合 物进口，所述余热回收蒸发器的输入口与所述汽包的出水口通过所述供水管相连接，所述 余热回收蒸发器的输出口与所述汽包的汽水混合物进口通过所述汽水混合物输送管相连 接。在本技术中，所述的加热炉余热回收系统还包括与炉内热钢坯相接触的炉内 支撑管，所述炉内支撑管与所述汽包通过输水管和汽水混合物进管组成循环回路，在所述 的输水管上设有循环泵。在本技术中，所述的蒸汽过热器包括多个并排设置的蛇形吸热管。在本技术中，所述的余热回收蒸发器包括多个并排设置的吸热管组，每个吸 热管组由多个沿所述烟气流动方向顺序排布的吸热管件构成，各个吸热管件由吸热管围接 而成，且相邻的吸热管件的底部相互连接。在本技术中，所述的余热回收蒸发器的吸热管组包括四个吸热管件，该四个 吸热管件沿所述烟气流动的方向依次为第一吸热管件、第二吸热管件、第三吸热管件和第 四吸热管件，在所述的第四吸热管件的上端设有所述输入口，所述输入口与所述供水管相 连接，在所述的第一吸热管件、第二吸热管件和第三吸热管件的上端分别设有所述输出口， 所述输出口与所述汽水混合物输送管相连接。在本技术中，所述多个蛇形吸热管中相邻的蛇形吸热管之间具有横向间隙； 且所述多个吸热管组中相邻的吸热管组之间也具有横向间隙。在本技术中，所述供水管上的循环泵的压力等于所述供水管、余热回收蒸发 器及汽水混合物输送管的阻力的总和。在本技术中，在所述的供水管上设有流量控制阀门。与现有结构相较之下，本技术具有以下的特点和优点1、本技术通过高温烟气与设置在烟道内的蒸汽过热器和余热蒸发器之间 进行热交换，将烟气的排放温度降低至260°C 280°C，与现有技术中烟气排放温度为 380°C 400°C相比，大幅度降低了烟气的排放温度；提高了烟气的余热回收率。2、并且，本技术的蒸汽过热器设置在余热蒸发器的前方，可利用高温烟气将 蒸汽过热器内的饱和蒸汽加热形成为过热蒸汽，节省了为加热蒸汽过热器所需的设备投 资，也提高了蒸汽品质，能够满足向蒸汽管网输送高品质蒸汽的要求，同时还提高了余热的 回收利用率，实现了节能降耗。3、由于在本技术中沿烟道横截面并排设置的多个蛇形吸热管和吸热管组，且 相邻的蛇形吸热管和相邻的吸热管组之间均具有横向间隙，这样减少了烟气在排放过程中 受到的阻力，使得烟气靠自升抽力即可排出，无需设置排烟风机，节省了设备投资，降低了 余热回收成本。4、本技术还可以通过炉内高温支撑梁与冷却水之间进行热交换，将炉内支撑 管冷却水加热形成可分离出饱和蒸汽的汽水混合物，并且实现对支撑梁的冷却，进一步提 高了加热炉的余热回收率。5、由于本技术的余热回收蒸发器采用多个顺序排布的吸热管件结构，有利于 冷却水与高温烟气进行热交换，换热效率高；并且，更进一步的，余热回收蒸发器设有四个 吸热管组，且使冷却水在进入一个处于烟气温度较低部分的吸热管件(即第四吸热管件)， 冷却水水流向下流动，再进入另外三个吸热管件中向上流动。这样使得冷却水在第四吸热 管件内高速流过，产生的蒸汽量很少，可避免气泡对冷却水向下流动的不利影响。在处于烟本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种加热炉余热回收系统，其特征在于，所述的加热炉余热回收系统包括：蒸汽过热器、余热回收蒸发器、汽包和给水装置，所述的蒸汽过热器和余热回收蒸发器沿加热炉烟道内烟气的流动方向依次设置在加热炉的烟道内；所述蒸汽过热器与所述汽包通过蒸汽输入管路相连接，所述的余热回收蒸发器与所述的汽包通过供水管和汽水混合物输送管组成一循环回路，在所述的供水管上设有循环泵，所述的给水装置与所述的汽包通过给水管相连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨三堂，王礼宏，白卫星，杨喜康，张世方，刘长春，巴黎明，
申请(专利权)人：北京京诚凤凰工业炉工程技术有限公司，中冶京诚工程技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]