一种加热炉余热回收系统的制作方法

本实用新型属于烟气余热回收技术领域，尤其涉及一种加热炉余热回收系统。

背景技术：

在石油炼制、化工生产中加热炉主要用于加热工艺介质或高温蒸汽，是生产装置的关键设备。目前在用的加热炉自然通风结构的比较多，主要依靠烟囱档板调节实现炉膛中氧含量的控制，经过加热炉对流段回收后排烟温度通常为150～200℃，带走了大量的热量，使得加热炉热效率通常不高。但若降低排烟温度，烟气中的酸性气体组分会在较低的温度下造成露点腐蚀。为保证设备厂周期运行，通常设置较高的排烟温度。

近年来，随着环保要求的逐步提高，对外排烟气中氮氧化物的含量要求越来越低。为实现加热炉达标排放，低氮燃烧器已大面积应用，低氮燃烧器运行效果直接受到炉膛氧含量的影响，自然通风的炉膛依靠烟囱挡板调节，炉膛氧含量波动较大。

目前，工业中在用的加热炉，在装置中的地位比较重要，为实现效益最大化，改造可用的时间有限。同时，绝大部分装置布置比较紧凑，在加热炉本体上改造的难度比较大。中国发明专利200610017305.9公开了一种管式加热炉，其加热炉的排烟温度可以降低到100℃左右，实现烟气中含酸水蒸气的部分冷凝，且在回收烟气低温湿热的同时，能回收部分含酸水蒸气的汽化潜热，进一步提高加热炉热效率，节约能源。专利201520897333.9公开了一种加热炉预热回收系统，通过两台空预器的串联工作能够回收加热炉的余烟，充分利用余烟使其能够与空气进行热交换从而降低加热炉的排烟温度，并能同时大大提高加热炉的热效率，相比单一的空预器的设置可操作性强，热效率提高明显。上述专利仍然存在以下问题：；预热后的空气进入炉膛时，调节手段单一，预热器内的空气温度控制较困难；热烟道和冷烟道单独设置，使用的材料和占用的空间较多，不适合老旧加热炉的改造；加热炉和余热系统需同步运行，在风机故障情况下，面临停车检修。

技术实现要素：

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的目的之一在于提供一种能够对加热炉供风量进行精细调节，有效控制炉膛氧含量的加热炉余热回收系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种加热炉余热回收系统，包括顺次串接连通的吸风口、变频鼓风机和空气预热器，空气预热器的烟气入口与加热炉烟囱挡板下方的高温烟气出口连通，在变频鼓风机入口处设有入口调节挡板，空气预热器的空气出口通过带风道调节挡板的热风管与加热炉的燃烧器连通，空气预热器入口端通过带有旁路调节挡板的旁通管道与热风管连通，热风管与变频鼓风机通过带热风回流调节挡板的回流管道连通。

进一步的，经空气预热器换热后的烟气通过变频引风机经烟囱排出，在变频引风机与空气预热器、空气预热器与高温烟气出口及变频引风机与烟囱连通之间均设有烟气调节挡板。

进一步的，所述变频鼓风机和空气预热器连通之间还设有前置空气预热器。

进一步的，所述前置空气预热器采用列管式或板式换热器。

进一步的，所述热风管由带主热调节挡板的热风主管和连通加热炉各燃烧器且带支热调节挡板的热风支管组成，在每根热风支管上均设有与外部连通的快开风门。

进一步的，所述空气预热器上安装有联合烟道通，所述联合烟道通过隔板分隔为两条并排设置的高温烟气流道和低温烟气流道，所述高温烟气流道连通高温烟气出口和空气预热器烟气入口，所述低温烟气流道连通烟囱和空气预热器烟气出口。

进一步的，所述联合烟道通为圆柱形烟气输送管道，内部空间通过沿轴线布设的隔板分隔为高温烟气流道和低温烟气流道，在烟气输送管道内壁和隔板上形成有隔热内衬。

进一步的，所述吸风口上设有防雨罩和过滤网且其距离地面高度≥4.5m。

进一步的，所述变频鼓风机和变频引风机采用离心式风机。

进一步的，所述空气预热器为铸铁或玻璃材质制作的板式空气预热器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1、采用多种手段组合调节，实现了对加热炉供风量的精细调节，有效控制炉膛氧含量，对于已应用低氮燃烧器的加热炉有助于降低烟气中氮氧化物的排放。

2、系统自身独立性强，不影响加热炉主体的运行的前提下，可以实现运行期间在线切出检修，操作简单方便。

3、整套系统与加热炉主体连接界面少，需要联合施工的时间短，适合改造周期紧的项目。

4、采用冷热联合烟道的设计，节约了安装空间。

5、有效的回收了烟气余热，实现了加热炉热效率的提升。

综上所述，本系统多种调节手段组合应用，实现了对加热炉供风量的精细调节，有效控制炉膛氧含量。同时，在结构布局上，局部采用了冷热联合烟道，节省的安装空间。整套系统与加热炉本体连接界面少，施工安装时间短；且可以实现加热炉主体运行期间在线切出检修，操作简单方便，投用状态下对提升加热炉热效率作用显著。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

实施例1

参见图1，一种加热炉余热回收系统，包括通过空气输送管顺次串接连通的吸风口1、变频鼓风机2和空气预热器5，该空气预热器5的烟气入口与加热炉烟囱挡板下方的高温烟气出口连通，在变频鼓风机2入口处设有入口调节挡板7，空气预热器5的空气出口通过带风道调节挡板的热风管与加热炉上的燃烧器的空气入口连通，空气预热器5入口端通过带有旁路调节挡板8的旁通管道与热风管连通，热风管与变频鼓风机2的入口端通过带热风回流调节挡板9的回流管道连通，在空气预热器5与变频鼓风机2之间设有前置预热器3，前置预热器3为回收余热的换热设备，可采用列管式、板式等多种形式的换热器，根据提供热量的介质情况相应选型；当加热炉排烟温度比较低时，前置预热器3可取消。

具体的，热风管由带主热调节挡板10的热风主管和连通热风主管和加热炉各燃烧器且带支热调节挡板11的热风支管组成，在每根热风支管上均设有与外部连通的快开风门12。快开风门12在换热系统故障不能正常运行时，打开为燃烧器提供助燃风，其数量根据燃烧器的数量设置，可以一台燃烧器对应一台快开风门，当然也可两台燃烧器对应一台快开风门。

本实施例中，空气预热器5采用铸铁板式或玻璃板式，既能承受较高的温度的烟气，又能够抵御低温烟气的露点腐蚀，即使烟气温度长期在100℃以下，也能正常工作。吸风口1为带防雨罩和过滤网的圆柱形设备，通过风道与变频鼓风机2连接，距离地面的高度不低于4.5m。

本实施例，常温空气经吸风口1，由变频鼓风机入口调节挡板7调节风量，经变频鼓风机2增压后，送入前置预热器3吸收装置的低位余热后进入空气预热器5与加热炉的热烟气换热，为避免空气预热器5换热面温度过低，可通过旁路调节挡板8将部分空气走旁通，减少空气吸热，提高换热面温度，避免低温腐蚀。加热后的空气经主热调节挡板10和支热调节挡板11进入燃烧器内作为助燃风。在空气温度过低时，可打开热风回流调节挡板9，使部分热风回流进入变频鼓风机2，避免温度过低造成鼓风机露点腐蚀。

当鼓风机入口调节挡板7出现调节故障时，可通过鼓风机变频调节、旁路调节挡板8、热风回流调节挡板9配合，实现调节风量风压的效果；当旁路调节挡板8或热风回流调节挡板9出现调节故障时，可通过鼓风机入口调节挡板7、鼓风机变频调节、热风回流调节挡板9或旁路调节挡板8配合，实现调节风量风压的效果。

本实施例，采用多种手段组合调节，实现了对加热炉供风量的精细调节，有效控制炉膛氧含量，对于已应用低氮燃烧器的加热炉有助于降低烟气中氮氧化物的排放。

实施例2

参见图1，与实施例1所不同的是，经空气预热器5换热后的烟气通过变频引风机4经加热炉的烟囱排出，在变频引风机4与空气预热器5、空气预热器5与高温烟气出口及变频引风机4与烟囱连通之间均设有烟气调节挡板。加热炉炉膛的负压通过变频引风机4入口处烟气调节挡板13粗调，再通过变频引风机4的变频器精调。当变频引风机入口处热烟气调节挡板13出现调节故障时，可由变频引风机4与烟囱之间的冷烟气调节挡板15调节，保证系统的调节功能。当变频鼓风机2、引风机4或空气预热器5出现故障时，可关闭变频鼓风机2、变频引风机4、热烟气调节挡板13和冷烟气开关挡板15，打开快开风门12，切回到加热炉原运行状态。本实施例其余结构均与实施例1相同，在此不再赘述。

本实施例中，变频鼓风机2和变频引风机4优选为离心式风机，自带变频控制的电动机。

本实施例加热炉余热回收系统自身独立性强，在不影响加热炉主体的运行的前提下，可以实现运行期间在线切出检修，操作简单方便。整套系统与加热炉主体连接界面少，需要联合施工的时间短，适合改造周期紧的项目。

实施例3

参见图1，与实施例2所不同的是，在空气预热器5上安装有联合烟道6，联合烟道6通过隔板分隔为两条并排设置的高温烟气流道和低温烟气流道，高温烟气流道连通高温烟气出口和空气预热器5烟气入口，低温烟气流道连通烟囱和空气预热器5烟气出口。具体的，联合烟道6通为圆柱形烟气输送管道，内部空间通过沿轴线布设的隔板分隔为高温烟气流道和低温烟气流道，在烟气输送管道内壁和隔板上形成有隔热内衬。本实施例，采用冷热联合烟道的设计，节约了余热回收系统的安装空间。

本实施例，加热炉热烟气由变频引风机4提供的负压动力，经空气预热器5烟气入口端热烟气调节挡板13进入联合烟道6热侧(高温烟气流道)，后进入空气预热器5，与空气换热后经变频引风机入口烟气调节挡板14调节流量，再由变频引风机4送入联合烟道6冷侧(低温烟气流道)，后经冷烟气调节挡板15后送入原加热炉囱调节挡板的上方排入大气。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。