一种轧钢加热炉的烟气余热利用装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种轧钢加热炉的烟气余热利用装置，主要包括主烟道、主烟道闸阀、余热锅炉烟道、余热锅炉烟道闸阀、余热锅炉、蒸汽透平机、发电机和排烟装置，还包括设置于烟道旁边、或烟道内、或者余热锅炉内的辅助燃烧装置，使用烟气或所述增补调节烟气辅助燃烧装置产生的烟气在余热锅炉内进行热交换，将水变成蒸汽推动蒸汽透平机带动发电机发电，还能够将从余热锅炉的倍压发电机组引出高压或低压蒸汽通向本区域蒸汽动力管网作为蒸汽能源。采用本实用新型专利技术的装置，能够在炉窑生产供热负荷减少波动的条件下，还能保证本系统内的余热锅炉、蒸汽透平发电机组稳定安全运行和保障区域生产生活所需能源供给的平衡与稳定。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于冶金
，涉及一种轧钢加热炉的烟气余热利用装置。
技术介绍
冶金行业采用的轧钢加热炉出炉烟气温度高达700 800°C，经过助燃空气、煤气预热器利用后，排放大气的烟气温度仍在400°C以上，这种烟气数量大、质量差，加之随着炉窑生产、供热量大小波动而波动，转换成优质能源再利用的难度很大，且由于其功效低，多数情况下都被排入大气白白浪费。因此，如何对轧钢加热炉排出的烟气余热，进行高效合理的回收再利用，成为本行业的一个技术难题。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的主要目的在于提供一种轧钢加热炉的烟气余热利用装置，将轧钢加热炉的烟气余热能源转换成优质的电能、蒸汽能源，对该烟气的余热进行高效合理的回收和再利用，从而节约宝贵的优质能源，以降低冶金行业的能源消耗。本技术的另一个目的在于，在轧钢加热炉稳定产生烟气量充足的条件下，充分利用烟气余热产汽、发电，在炉窑生产供热负荷波动产生烟气量较少，危及余热锅炉、蒸汽透平(机)带动发电机组安全稳定运行的条件下，也能保证系统装置安全稳定的运行，使系统转换输出对外供应的能源连续不断，从而解决冶金企业轧钢加热炉的余热资源难以回收、高效利用的问题。为达到上述目的，本技术的技术方案是这样实现的—种轧钢加热炉的烟气余热利用装置，主要包括主烟道、主烟道闸阀、余热锅炉烟道、余热锅炉烟道间阀、余热锅炉、排烟装置、蒸汽透平机和发电机；所述烟气在主烟道或余热锅炉烟道内流动，经排烟装置流出，能够使烟气在余热锅炉内进行热交换，并将水加热成蒸汽推动蒸汽透平机带动发电机发电，还能够将从余热锅炉的倍压发电机组引出高压或低压蒸汽通向本区域蒸汽动力管网作为蒸汽能源；所述烟气余热利用装置还包括增补调节烟气辅助燃烧装置；所述增补调节烟气辅助燃烧装置设置于炉窑的烟道旁边或烟道内；当炉窑生产发生波动致使产生的烟气量降低至危及系统的安全稳定运行时，向所述增补调节烟气辅助燃烧装置引入燃气组织使其燃烧产生烟气以补充余热锅炉、蒸汽透平发电机组安全稳定运行所需要的烟气量。其中，所述增补调节烟气辅助燃烧装置，还能够设置于所述余热锅炉内。通过向所述增补调节烟气辅助燃烧装置引入燃气组织使其燃烧产生烟气，以使其燃烧产生烟气以补充所述余热锅炉、蒸汽透平发电机组安全稳定运行所需要的烟气量。本技术所提供的轧钢加热炉的烟气余热利用装置，具有以下优点利用本技术的装置，在烟气余热充足的情况下，能够充分利用烟气余热让烟气热能流经余热锅炉转换为高温蒸汽热力动能，再经蒸汽透平机、发电机转换为电能，向本地电网输出电能或将电能供给本区域的电机使用，若所处区域需要蒸汽能源，还可从余热锅炉、倍压发电机组引出高压、低压蒸汽并入蒸汽动力管网、输出蒸汽能源。当烟气余热供应不足时，还可利用该装置中的辅助燃烧装置(器)，引入外供煤气燃烧产生烟气补缺调节烟气流量、烟温质量，即能够在本炉窑生产供热负荷大小，产生烟气量多少急剧波动的条件下，仍能够保证本系统内的余热锅炉、蒸汽透平机带动发电机组稳定地安全运行，并保证原有用能单位的需要，即系统能量的供、需平衡。这样，不但充分利用了传统生产中废弃不用的烟气，还能够使整个系统运行稳定可靠，达到了解决冶金企业余热资源难以推广和高效利用的问题。并且还具有节约能源、降低冶金行业能源消耗的积极效果，具有较好的经济效 附图说明图1为本技术的轧钢加热炉的烟气余热利用装置结构示意图。主要组件符号说明1:空/煤气换热器2:主烟道3 增补调节烟气辅助燃烧装置(器)4:主烟道闸阀5:余热锅炉烟道6:余热锅炉烟道闸阀7 排烟装置8:余热锅炉9 余热锅排烟管道10 蒸汽透平机11 发电机12:本炉辅助设备电动机13:本地域外供电网14 本地域外供蒸汽管网15 脱水器16 复水器17 冷却塔。具体实施方式以下结合附图及本技术的实施例对该装置作进一步详细的说明。电能便于输送、便于根据需要进行各种能量形式的转换，使用方便，属于优质能源。本技术将烟气废热能源转换成电能优质能源。余热锅炉，是一种利用工业过程中的余热产生蒸汽的锅炉。余热锅炉的一个重要特点是由于烟气的条件取决于工艺过程，因此其供热负荷存在一定程度的波动，该波动不利于蒸汽透平机组进行发电，但限于工艺过程的不可改变性，并不能将它向有利于锅炉发电机组的方向做出改变。本技术的设计， 正是基于此，在不改变轧钢生产工艺过程的情况下，将烟气的条件改变，使其向有利于余热4锅炉、发电机组方向做出改变，从而将余热资源的利用推向一个新的高度，并进一步提高余热资源的利用率。简言之，我们在余热蒸汽达不到锅炉和发电机组的要求的情况下，通过增加烟气量、提高烟气温度的方式来满足锅炉和发电机组的要求。下面以对轧钢加热炉的烟气进行利用为例进行进一步说明。根据上述理念，我们设计了一种对轧钢加热炉的烟气所携带的余热进行利用的装置，使烟气在通过炉窑余热烟道、余热锅炉，蒸汽透平发电机组。将通常温度在400 800°C甚至更高温度的烟气在余热锅炉内进行热交换，将水变成蒸汽推动蒸汽透平机带动发电机发电。其产生的电能，可用于拖动本炉窑的辅助电机设备运行或向本地电网并网供电，或向本区域蒸汽动力管网输出蒸汽能源等。由于该种炉窑生产、供热负荷是经常波动的，而用能单位则要求供给能源稳定，因此并不适用于传统能源转换机组设备。这时，我们即可通过设置在炉窑的烟道旁边、烟道内或余热锅炉内的增补调节烟气辅助燃烧装置(器)，引入外供煤气组织燃烧产生烟气，补充炉窑减产排放烟气热能的不足，则可维持系统能量平衡、使其稳定运行。即在本炉窑生产、 供热负荷减少波动的条件下，开启增补调节烟气辅助燃烧装置(器)，调节外供煤气供热负荷，组织燃烧产生烟气，补充调节炉窑生产供给烟气热能量，维持系统转换能量平衡，设备的稳定运行。这样，即可在该种炉窑生产供热负荷减少波动的条件下，仍能保证本系统内的余热锅炉、蒸汽透平发电机组的稳定安全运行，以及区域生产生活所需供给能源的平衡与稳定，具有较好的经济效益。图1为本技术的轧钢加热炉的烟气余热利用装置结构示意图，如图1所示， 图中箭头为烟气(余热)流动方向，该装置利用所示的炉膛内燃料燃烧产生的高温烟气热能经被加热物料部分吸收后，流出炉膛，经空/煤气换热器1吸收部分热量后，流入主烟道 2，再经计算机热平衡模型计算，视其烟气量多少，启动辅助燃装置(器)3，决定增补烟气量，保持一定烟气热能量，流入余热锅炉烟道5，经余热锅炉烟道间阀6，流入余热锅炉8，烟气在余热锅炉内进行热交换，把水变成高压蒸汽，高压蒸汽推动蒸汽透平机10带动发电机 11。这样，所述发电机11发出的电能供应本工业炉辅助设备电动机12，或向本地电网13输入电能，采用倍压蒸汽透平，发电机组可以引出低压蒸汽供给本区域生产生活蒸汽管网14 用能经过余热锅炉的低温烟气，经余热锅炉排烟管9排入主烟道2，再经主烟道排烟装置7 排入大气。余热锅炉部分热水进入脱水器15，再进入余热锅炉循环，由蒸汽透平机排出的热水在复水器16、冷却塔17内冷却后循环使用。此时，主烟道闸板处于关闭状态。以上所述，仅为本技术的较佳实施例而已，并非用于限定本技术的保护范围。权利要求1.一种轧钢加热炉的烟气余热利用装置，主要包括主烟道、主烟道闸阀、余热锅炉烟道、余本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种轧钢加热炉的烟气余热利用装置，主要包括主烟道、主烟道闸阀、余热锅炉烟道、余热锅炉烟道闸阀、余热锅炉、排烟装置、蒸汽透平机和发电机；所述烟气在主烟道或余热锅炉烟道内流动，经排烟装置流出，能够使烟气在余热锅炉内进行热交换，并将水加热成蒸汽推动蒸汽透平机带动发电机发电，还能够将从余热锅炉的倍压发电机组引出高压或低压蒸汽通向本区域蒸汽动力管网作为蒸汽能源；其特征在于，所述烟气余热利用装置还包括增补调节烟气辅助燃烧装置；所述增补调节烟气辅助燃烧装置设置于炉窑的烟道旁边或烟道内；当炉窑生产发生波动致使产生的烟气量降低至危及系统的安全稳定运行时，向所述增补调节烟气辅助燃烧装置引入燃气组织使其燃烧产生烟气以补充余热锅炉、蒸汽透平发电机组安全稳定运行所需要的烟气量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张东平，
申请(专利权)人：张东平，
类型：实用新型
国别省市：11