专利名称：工业炉余热回收系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及工业燃气(燃油)炉高温烟气的余热回收，尤其是涉及一种工业炉余热回收系统。
背景技术：
目前中国90%的能源来自化工燃料，并且这种形式在短期内(15-20年)不会发生变化。由于中国是个资源贫乏的国家，需要大量进口能源以支撑高速经济发展的需要，而能源又很大程度上由发达国家通过期货市场控制，为了减少在能源问题上对别国的过分依赖，节能作为一项切实可行的策略受到政府的重视，并且提出了一种新的理念“节能”也是
一种重要能源。节约热能的突出方面就是回收和利用余热。工业燃气(燃油)炉在生产过程中产生的烟气经过工业炉一次余热利用之后的排烟温度仍然较高(可达350-700°C)，将温度达 350-700°C的烟气直接排放在大气中，既浪费了能源，又污染环境。如果能将排烟温度降至 180°C (甚至更低)以下，则既可以达到节能减排、降低生产运行成本，又可以起到改善人民生活品质的目的。目前国内大型的钢铁厂的焦炉可以做到利用余热进行发电。但同时我国还有大批规模不一的金属热处理炉，功率从数百到几千千瓦不等。由于热处理炉的热效率仅为50% 左右，如何把这部分余热利用好有着非常重大的实际意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工业炉余热回收系统，它可以将工业炉生产中排放的高温烟气进行充分回收，达到很好的节能目的。为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案
本发明所述的工业炉余热回收系统，包括与多个工业炉排烟道相连通的总排烟通道以及通过排烟风机连接在所述总排烟通道上的余热回收装置，所述余热回收装置由一次换热装置和二次换热装置构成；所述一次换热装置为通过控制阀串联在总排烟通道上的带有进出水口的气/水换热器，所述二次换热装置为带有一级进出水口和二级进出水口的水/水换热器；所述气/水换热器的出水口通过管路与水/水换热器的一级进水口相连通，所述水 /水换热器的一级出水口通过管路及设置在所述管路上的热水循环泵和安全阀与所述气/ 水换热器的进水口相连通；待加热冷水管路通过阀门与所述水/水换热器的二级进水口相连通，所述水/水换热器的二级出水口经生活热水管路和设置在该生活热水管路上的生活热水泵与蓄热水池相连通。所述气/水换热器为热管换热器，所述水/水换热器为板式换热器。所述排烟风机后的总排烟通道和气/水换热器排烟口后部的排烟通道之间设置有旁路排烟通道，所述旁路排烟通道上设置有控制阀门。所述待加热冷水管路包括并联在一起的自蓄热水池引出的循环管路以及由自来水管网引入的补水管路，在所述循环管路和补水管路上分别设置有启闭阀门，在所述补水
管路串联有调节阀门。本发明的优点在于结构简单、余热利用率高，在有效的将工业炉烟气排放温度降至130°C左右的同时，还能得到60°C的热水来满足人们的供水和采暖需求。
图I是本发明的系统原理图。
具体实施例方式如图I所示，本发明所述的工业炉余热回收系统，包括与多个工业炉I排烟道相连通的总排烟通道2以及通过排烟风机3连接在总排烟通道2上的余热回收装置，所述余热回收装置由一次换热装置和二次换热装置构成；一次换热装置为通过控制阀4串联在总排烟通道2上的带有进出水口的气/水换热器5，二次换热装置为带有一级进出水口和二级进出水口的水/水换热器6 ;气/水换热器5的出水口通过管路与水/水换热器6的一级进水口相连通，水/水换热器6的一级出水口通过管路及设置在管路上的热水循环泵7和安全阀8与气/水换热器5的进水口相连通；待加热冷水管路通过阀门与水/水换热器6的二级进水口相连通，水/水换热器6的二级出水口经生活热水管路9和设置在该生活热水管路9上的生活热水泵10与蓄热水池11相连通。为保证余热回收效果，气/水换热器5选择使用热管式换热器，水/水换热器6采用板式换热器。为保证炉群的正常生产，在排烟风机3后的总排烟通道2和气/水换热器5排烟口后部的排烟通道之间设置有旁路排烟通道12，旁路排烟通道12上设置有控制阀门13。当不需要利用烟气余热或烟气余热回收系统出现故障时，系统自动关闭有关阀门，自动打开旁路排烟通道12，保证烟气顺利排出。待加热冷水管路包括并联在一起的自蓄热水池11引出的循环管路14以及由自来水管网引入的补水管路15，在循环管路14和补水管路15上分别设置有启闭阀门16，在补水管路15串联有调节阀门17。蓄热水池11存储水/水换热器6供过来的清洁热水，在蓄热水池11内设有液位变送器及限位开关，当蓄热水池11内的水位没有达到上限位时，自来水经补水管路15进入水/水换热器6进行加热，调节阀门17和出口水温行程闭环控制，以保证注入蓄热水池11的水为60°C左右的热水；当蓄热水池11内的水达到上限位，也就是水池已满时，关闭补水管路15 :此时如果水池内水温低于65°C，则启动循环管路14，即水池内水被生活热水泵10抽至水/水换热器6进行加热，不再进行阀门调节，开环控制。当水池水满且温度高于65°C时，关闭余热回收系统，利用旁路排烟通道12排出烟气。本发明工作时，将多台工业炉I产生的高温烟气汇流进一根总排烟通道2进行强制排烟，通过排烟风机3控制其排烟压力，把热管式换热器5串联到总排烟通道2上，换热器5的一对进出水口接软化水，用热水循环泵7使其通过换热器5循环进行换热，得到最高 120°C的高温软化水；把高温软化水经板式换热器6进行二次换热，板式换热器6另外一对进出水口分别接自来水或蓄热水池11，得到60°C左右的热水存入蓄热水池11，经采暖或供水管网输送出去供生活使用。
本发明中的总排烟通道2采用Q235A碳钢制作，采用外保温结构，减少了热量损失，保证生产安全；排烟风机3选用锅炉风机，耐热温度为250°C，保证排烟系统平稳、运行可靠。一次换热装置中的气/水换热器5采用由多根热管组成的热管式换热器，热管是密闭结构，内部装有适量的工作介质，分为蒸发段和冷凝段两部分，是一种特别高效的传热元件；当高温烟气经过热管时，高温烟气中的热量便传入热管的蒸发段，管内的工作介质吸收烟气中的热量蒸发并流向冷凝段，在那里释放出汽化潜热，冷凝变成液体，然后在多孔吸液芯的毛细力或重力作用下，返回蒸发段。如此反复循环，通过工质的不断反复相变及传质来传递热量。高温烟气经过热管换热器后，使温度从最高500°C降到130°C左右，通过热水循环泵7把软化的循环热水加热到最高120°C，供给下一级板式换热器，循环往复。二次换热装置中的水/水换热器6采用板式换热器，该种换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高效换热器。各种板片之间形成薄矩形通道， 通过半片进行热量交换。板式换热器是水-水热交换的理想设备，在相同压力损失情况下， 其传热系数比管式换热器高3-5倍，占地面积为管式换热器的三分之一，热回收率可高达 90%以上。本发明所述的工业炉余热回收系统以某公司两台锻造炉为案例进行计算，结果如下
两台锻造炉参数一致16烧嘴，燃天然气，烧嘴功率为630KW，炉膛温度为1200°C。工业炉要求燃料式加热炉(包括天然气、液化气、高炉煤气、燃油)
工业炉最大加热功率20160KW
工业炉最大排烟量(排烟温度500°C) :20000nT3/h
工业炉平均加热功率10000KW
工业炉平均排烟量IOOOOnT3/h
换热器前后排烟温度400°C
热管换热器换热效率160°C
平均排烟热流量3500KW
一次换热平均回收热流量2100KW
一次软化循环水流量40t/h
软化水进换热器前后水温(110—65) V
板式换热器效率95%
总换热效率30%
最大总电功率180KW 折算后能量回收功率1000KW 折算后日经济效益2万元项目投入成本300万元。
权利要求
1.一种工业炉余热回收系统，包括与多个工业炉(I)排烟道相连通的总排烟通道(2) 以及通过排烟风机(3 )连接在所述总排烟通道(2 )上的余热回收装置，其特征在于所述余热回收装置由一次换热装置和二次换热装置构成；所述一次换热装置为通过控制阀(4)串联在总排烟通道(2)上的带有进出水口的气/水换热器(5)，所述二次换热装置为带有一级进出水口和二级进出水口的水/水换热器(6 );所述气/水换热器(5 )的出水口通过管路与水/水换热器(6)的一级进水口相连通，所述水/水换热器(6)的一级出水口通过管路及设置在所述管路上的热水循环泵(7)和安全阀(8)与所述气/水换热器(5)的进水口相连通；待加热冷水管路通过阀门与所述水/水换热器(6)的二级进水口相连通，所述水/水换热器(6)的二级出水口经生活热水管路(9)和设置在该生活热水管路(9)上的生活热水泵 (10)与蓄热水池(11)相连通。
2.根据权利要求I所述的工业炉余热回收系统，其特征在于所述气/水换热器(5)为热管换热器，所述水/水换热器(6)为板式换热器。
3.根据权利要求I或2所述的工业炉余热回收系统，其特征在于所述排烟风机(3) 后的总排烟通道(2)和气/水换热器(5)排烟口后部的排烟通道之间设置有旁路排烟通道 (12 )，所述旁路排烟通道(12 )上设置有控制阀门(13 )。
4.根据权利要求I所述的工业炉余热回收系统，其特征在于所述待加热冷水管路包括并联在一起的自蓄热水池(11)引出的循环管路(14 )以及由自来水管网引入的补水管路 (15)，在所述循环管路(14)和补水管路(15)上分别设置有启闭阀门(16)，在所述补水管路 (15)串联有调节阀门(17)。
全文摘要
本发明公开了一种工业炉余热回收系统，包括总排烟通道以及连接在总排烟通道上的由一、二次换热装置构成的余热回收装置，一次换热装置为串联在总排烟通道上的带有进出水口的气/水换热器，二次换热装置为带有一级、二级进出水口的水/水换热器；气/水换热器的出水口与水/水换热器的一级进水口相连通，水/水换热器的一级出水口与气/水换热器的进水口相连通；待加热冷水管路与水/水换热器的二级进水口相连通，水/水换热器的二级出水口经热水管路和设置在该热水管路上的生活热水泵与蓄热水池相连通。本发明结构简单、余热利用率高，在有效的将工业炉烟气排放温度降至130℃左右的同时，还能得到60℃的热水来满足人们的供水和采暖需求。
文档编号F27D17/00GK102589308SQ20121006831
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月15日 优先权日2012年3月15日
发明者侯爱民, 康新亚, 李宝强, 李旭斌, 杜百超, 柳海涛, 王幼辉, 申国强, 谷吨, 赵大为, 魏佳 申请人:机械工业第六设计研究院有限公司