加热炉余热联合循环回收系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种加热炉余热联合循环回收系统，主要针对加热炉余热单独回收设备多、费用高的问题，提出了一种联合回收汽化冷却机构和尾部烟气热量的加热炉余热联合循环回收系统，包括设置在加热炉的炉膛内的汽化冷却机构、设置在加热炉尾部烟道内的烟气换热机构以及汽水分离器；其中，汽水分离器包括汽水容器以及设置在汽水容器下部的自然循环入口、自然循环出口、强制循环入口、强制循环出口、进水口和设置在汽水容器上部的饱和蒸汽出口；自然循环出口与烟气换热机构的进水口连通，自然循环入口与烟气换热机构的出水口连通，强制循环出口与汽化冷却机构的入口连通，强制循环入口与汽化冷却机构的出口连通。本发明设备数量少、运行功耗低。
【专利说明】
加热炉余热联合循环回收系统
技术领域
[0001]本发明涉及一种加热炉余热联合循环回收系统。
【背景技术】
[0002]目前，国内乳钢厂的加热炉为了提高加热炉炉窑本身的效率，降低煤气耗量，一般采用独立的汽化冷却方式回收炉底水梁的热量，另外，加热炉尾部烟气余热一般用来加热自身燃烧所需的空气、煤气等，其出口烟温大约在300?400 °C左右，然后再通过采用独立的尾部烟道余热锅炉回收此部分热量，在这种余热回收方式下，设备数量众多，投资额增加，运行费用也很高。
【发明内容】
[0003]针对上述问题，本发明提供一种联合回收汽化冷却机构和尾部烟气的热量的加热炉余热联合循环回收系统。
[0004]为达到上述目的，本发明加热炉余热联合循环回收系统，包括设置在加热炉的炉膛内的汽化冷却机构、设置在加热炉尾部烟道内的烟气换热机构以及汽水分离器；
[0005]其中，所述汽水分离器包括汽水容器以及设置在汽水容器下部的自然循环入口、自然循环出口、强制循环入口、强制循环出口、进水口和设置在汽水容器上部的饱和蒸汽出口；所述自然循环出口与所述烟气换热机构的进水口连通，所述自然循环入口与所述烟气换热机构的出水口连通，所述强制循环出口与所述汽化冷却机构的入口连通，所述强制循环入口与所述汽化冷却机构的出口连通。
[0006]进一步地，所述强制循环出口与所述汽化冷却机构的入口通过强制循环进水管连通，所述强制循环进水管上设置有强制循环机构。
[0007]进一步地，所述加热炉尾部烟道的末端与烟囱连通，所述烟囱的入口处设置有引风机。
[0008]进一步地，所述汽化冷却机构包括冷却水梁，所述冷却水梁的一端设置有汽化冷却机构入口，所述冷却水梁的另外一端设置有汽化冷却机构出口。
[0009]进一步地，所述冷却水梁包括水梁外管和在所述水梁外管内与所述水梁外管同轴设置的芯梁;所述水梁外管一端密封，另一端与所述水梁芯管的外壁密封连接;所述水梁芯管一端在所述水梁外管内开放设置，另一端设置在所述水梁外管外部;所述水梁芯管设置在水梁外管外部的一端设置有汽化冷却机构入口，所述水梁外管靠近所述汽化冷却机构入口的一端设置有汽化冷却机构出口。
[0010]进一步地，所述汽化冷却机构还包括与冷却立柱，所述冷却立柱包括立柱外管和在立柱外管内部与所述立柱外管同轴设置的立柱芯管;所述立柱外管的下端密封，所述立柱外管的上端与所述冷却水梁连通;所述立柱芯管的下端在所述立柱外管内部开放设置，所述立柱芯管的上端与所述冷却水梁连通。
[0011]进一步地，所述烟气换热器包括连通在尾部烟道中的烟气腔、设置在所述烟气腔外部的水腔和热管，所述热管的两端分别设置在所述烟气腔和所述水腔内。
[0012]进一步地，所述烟气腔内的相对两侧交错设置有导流板。
[0013]本发明加热炉余热联合循环回收系统对加热炉中的汽化冷却机构的热量和尾部烟气的热量进行联合回收，两种热源的回收共用一个汽水分离机构，采用强制循环方式回收炉底水梁的余热回收，采用自然循环的方式回收尾部烟气余热，减少了余热回收设备的数量，充分回收了余热资源，同时还降低了余热回收设备的运行能耗，节约了成本。本发明加热炉余热联合循环回收系统对采用尾部烟气中的低品位热量首先对水进行加热，然后再采用加热炉中的汽化冷却机构的高品位热量将水汽化并产生饱和蒸汽，这样能够得到更高品位的饱和蒸汽，对余热的利用也更加充分。【附图说明】
[0014]图1是本发明加热炉余热联合循环回收系统的结构示意图。【具体实施方式】
[0015]下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。
[0016]实施例1
[0017]如图1所示，本实施例加热炉余热联合循环回收系统回收的余热资源包括两部分: 加热炉炉膛内冷却水梁的余热和加热炉的尾部烟道中高温烟气的余热。在加热炉3的炉膛内设置有汽化冷却机构4,用来吸收炉底水梁的余热。在尾部烟道内设置烟气换热机构5,用来吸收烟气的余热。尾部烟道的端部与引风机6相连，引风机6与烟囱7相连。
[0018]本实施例加热炉余热联合循环回收系统包括汽水分离机构1、汽化冷却机构4、烟气换热机构5和循环动力机构2。汽水分离机构1包含六个接口:入水口、饱和蒸汽出口、自然循环出口、自然循环入口、强制循环出口和强制循环入口。
[0019]汽化冷却机构4包含两个接口:进水管接口和出水管接口。
[0020]烟气换热机构5包含两个接口:进水管接口和出水管接口。
[0021]循环动力机构2包含两个接口:进水管接口和出水管接口。
[0022]汽水分离机构1的入水口与外部给水管道相连;汽水分离机构1的饱和蒸汽出口与外部的蒸汽管道相连;汽水分离机构1的自然循环出口与烟气换热机构5的进水管接口相连;汽水分尚机构1的自然循环入口与烟气换热机构5的出水管接口相连;汽水分尚机构1的强制循环出口与循环动力机构5的进水管接口相连;循环动力机构2的出水管接口与汽化冷却机构4的进水管相连;汽化冷却机构4的出水管与汽水分离机构1的强制循环入口相连。
[0023]烟气换热机构5布置于加热炉后的尾部烟道，尾部烟道的端部连接有引风机，引风机与烟囱相连。
[0024]外部的给水进入汽水分离机构1之后，一部分水经过自然循环的下降管进入烟气换热机构5中，吸收尾部烟道中烟气余热后变成汽水混合物，通过自然循环的上升管进入汽水分离机构1中，依靠下降管和上升管中介质的重度差完成一个自然循环的汽水流动过程； 汽水分离机构1中的另外一部分水经过强制循环的下降管先进入循环动力机构2中，经过循环动力机构2的做功，提升管道中水的压力后，进入汽化冷却机构4中，吸收加热炉3炉底水梁的余热，转变为汽水混合物之后通过强制循环的上升管进入汽水分离机构1中，依靠循环动力机构2提供的压力完成一个强制循环的汽水流动过程。
[0025]故本实施例是针对加热炉的两种余热资源(炉底水梁余热和尾部烟道余热)，采用一个汽水分离机构I，通过两种循环方式(自然循环和强制循环)联合回收加热炉余热资源的系统。
[0026]本实施例加热炉余热联合循环回收系统对加热炉中的汽化冷却机构的热量和尾部烟气的热量进行联合回收，两种热源的回收共用一个汽水分离机构，采用强制循环方式回收炉底水梁的余热回收，采用自然循环的方式回收尾部烟气余热，减少了余热回收设备的数量，充分回收了余热资源，同时还降低了余热回收设备的运行能耗，节约了成本。本实施例加热炉余热联合循环回收系统对采用尾部烟气中的低品位热量首先对水进行加热，然后再采用加热炉中的汽化冷却机构的高品位热量将水汽化并产生饱和蒸汽，这样能够得到更高品位的饱和蒸汽，对余热的利用也更加充分。
[0027]实施例2
[0028]在上述实施例的基础上，本实施例的加热炉余热联合循环回收系统的所述汽化冷却机构包括冷却水梁，所述冷却水梁的一端设置有汽化冷却机构入口，所述冷却水梁的另外一端设置有汽化冷却机构出口。
[0029]本实施例中，汽水分离机构I中的水经过循环动力机构将水打入冷却水梁中，一方面水用来冷却冷却水梁，另外一方面，水吸收冷却水梁中的余热，产生汽水混合物进入汽水分离机构I中，既保证了加热炉运行的安全性，同时又利用了余热。
[0030]实施例3
[0031]在实施例2的基础上，所述冷却水梁包括水梁外管和在所述水梁外管内与所述水梁外管同轴设置的芯梁;所述水梁外管一端密封，另一端与所述水梁芯管的外壁密封连接；所述水梁芯管一端在所述水梁外管内开放设置，另一端设置在所述水梁外管外部;所述水梁芯管设置在水梁外管外部的一端设置有汽化冷却机构入口，所述水梁外管靠近所述汽化冷却机构入口的一端设置有汽化冷却机构出口。
[0032]本实施例使水梁的冷却水从中部进入从周围流出，能够均匀的冷却水梁，同时，能够将水梁的热量最大程度的带走，能够最大程度的回收水梁的余热。
[0033]实施例3
[0034]在上述实施例的基础上，所述汽化冷却机构还包括冷却立柱，所述冷却立柱包立柱外管和在立柱外管内部与所述立柱外管同轴设置的立柱芯管;所述立柱外管的下端密封，所述立柱外管的上端与所述冷却水梁连通;所述立柱芯管的下端在所述立柱外管内部开放设置，所述立柱芯管的上端与所述冷却水梁连通。
[0035]本实施例中的汽化冷却机构是水梁和立柱一体循环的汽化冷却机构，这样，能够减少汽化冷却机构的循环设备，节省空间，同时，由于汽水分离机构中同时收集了水梁和立柱所吸收的热量，因此，本实施例中的汽水分离机构中的饱和蒸汽无论是从数量还是从质量上来说，能够大大的提升。
[0036]实施例4
[0037]在上述实施例的基础上，所述烟气换热器包括连通在尾部烟道中的烟气腔、设置在所述烟气腔外部的水腔和热管，所述热管的两端分别设置在所述烟气腔和所述水腔内，所述烟气腔内的相对两侧交错设置有导流板。
[0038]本实施例采用热管将烟气腔和水腔进行换热，由于热管导热快，因此，能够使水腔和烟气腔中的热量迅速交换。另外，由于烟气腔内相对两侧交错设置有导流板，能够延长烟气在烟气腔内停留的时间，因此，能够充分吸收烟气的热量。
[0039]以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
【主权项】
1.一种加热炉余热联合循环回收系统，其特征在于:包括设置在加热炉的炉膛内的汽 化冷却机构、设置在加热炉尾部烟道内的烟气换热机构以及汽水分离器；其中，所述汽水分离器包括汽水容器以及设置在汽水容器下部的自然循环入口、自然 循环出口、强制循环入口、强制循环出口、进水口和设置在汽水容器上部的饱和蒸汽出口； 所述自然循环出口与所述烟气换热机构的进水口连通，所述自然循环入口与所述烟气换热 机构的出水口连通，所述强制循环出口与所述汽化冷却机构的入口连通，所述强制循环入 口与所述汽化冷却机构的出口连通。2.如权利要求1所述加热炉余热联合循环回收系统，其特征在于:所述强制循环出口与 所述汽化冷却机构的入口通过强制循环进水管连通，所述强制循环进水管上设置有强制循 环机构。3.如权利要求1所述加热炉余热联合循环回收系统，其特征在于:所述加热炉尾部烟道 的末端与烟囱连通，所述烟囱的入口处设置有引风机。4.如权利要求1所述加热炉余热联合循环回收系统，其特征在于:所述汽化冷却机构包 括冷却水梁，所述冷却水梁的一端设置有汽化冷却机构入口，所述冷却水梁的另外一端设 置有汽化冷却机构出口。5.如权利要求4所述加热炉余热联合循环回收系统，其特征在于:所述冷却水梁包括水 梁外管和在所述水梁外管内与所述水梁外管同轴设置的芯梁;所述水梁外管一端密封，另 一端与所述水梁芯管的外壁密封连接;所述水梁芯管一端在所述水梁外管内开放设置，另 一端设置在所述水梁外管外部;所述水梁芯管设置在水梁外管外部的一端设置有汽化冷却 机构入口，所述水梁外管靠近所述汽化冷却机构入口的一端设置有汽化冷却机构出口。6.如权利要求4所述加热炉余热联合循环回收系统，其特征在于:所述汽化冷却机构还 包括与冷却立柱，所述冷却立柱包括立柱外管和在立柱外管内部与所述立柱外管同轴设置 的立柱芯管;所述立柱外管的下端密封，所述立柱外管的上端与所述冷却水梁连通;所述立 柱芯管的下端在所述立柱外管内部开放设置，所述立柱芯管的上端与所述冷却水梁连通。7.如权利要求1所述加热炉余热联合循环回收系统，其特征在于:所述烟气换热器包括 连通在尾部烟道中的烟气腔、设置在所述烟气腔外部的水腔和热管，所述热管的两端分别 设置在所述烟气腔和所述水腔内。8.如权利要求7所述加热炉余热联合循环回收系统，其特征在于:所述烟气腔内的相对 两侧交错设置有导流板。
【文档编号】F22B1/18GK106091713SQ201610646376
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月8日 公开号201610646376.9, CN 106091713 A, CN 106091713A, CN 201610646376, CN-A-106091713, CN106091713 A, CN106091713A, CN201610646376, CN201610646376.9
【发明人】王雷, 王宁山
【申请人】中冶华天南京工程技术有限公司