专利名称：以转炉废气匹配生产精炼炉所需高品质蒸汽的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明属于炼钢设备技术领域，进一步属于钢铁企业废气综合利用技术领域，具体涉及一种以转炉废气匹配生产精炼炉所需高品质蒸汽的方法及装置。
背景技术：
真空精炼炉系统设备中，制造真空的真空泵是精炼炉的关键设备。真空泵是靠喷射蒸汽工作的，要求供汽迅速，压力和温度稳定，在很短的时间内就要供出合格的蒸汽，不用即关，即真空精炼炉工作时，稳定持续地提供高品质蒸汽，压力1.0MPa、210 士 5°C过热蒸汽，真空精炼炉的冶炼周期约38min，用汽时间约20min。而钢铁企业炼钢转炉冶炼周期约为30mirT45min，吹炼时间约10mirTl5min，只在
吹炼期产生蒸汽，因此企业一般均配套3台以上炼钢转炉、交叉工作，并配置蓄热器对间歇产生的转炉低品质蒸汽进行缓冲和存储，以备真空精炼炉这种需要稳定蒸汽的设备使用。 蒸汽蓄热器出口饱和蒸汽压力一般约为1. 2 MPa0钢铁企业一般均有富裕的煤气，富裕煤气通常经放散塔点火燃烧后排放入大气中，不仅造成了能源的浪费，而且污染了大气环境。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种利用现有炼钢系统不稳定蒸汽、企业放散的煤气，以燃气过热炉及配套控制系统，形成一套全新、安全的间断工作制并能快速响应精炼炉工艺要求的生产方法；本发明的另一目的在于提供一种实现前述方法的装置。本发明的第一目的是这样实现的，包括烟风流程和汽水流程，具体包括
A、烟风流程转炉产生的煤气经煤气调节阀、燃烧器后送入燃气过热炉，以天然气点火，与鼓风机送入的预热助燃空气混合燃烧，燃烧后的烟气再与部分助燃空气混合，将炉膛烟温通过混风调节阀调制到500°C、00°C，然后经过热器管束、空气预热器后，烟温降至 170°C以下，经锅炉引风机引入烟囱外排；
B、汽水流程炼钢系统来的饱和蒸汽经燃气过热炉入口进入过热器管束过热，再经减温器控制过热蒸汽温度在设计范围内，过热蒸汽出口分两路，一路经调节控制阀调节后经出口送至精炼炉，另一路经调节控制阀调节后经出口送至厂区低压蒸汽管网。本发明的另一目的是这样实现的，包括煤气调节阀、燃烧器、炉膛、混风室、过热器换热管束、空气预热器、引风机、鼓风机、混风调节阀、汽水分离器、喷水减温器、蒸汽流量调控阀，所述的煤气调节阀连通设置于燃气过热炉炉膛内的燃烧器，炉膛后部设置混风室，大气通过鼓风机分别被引入空气预热器和混风室；空气预热器通过管路连通燃烧器进气管路；炼钢饱和蒸汽管路经汽水分离器连通过热蒸汽换热管束，热蒸汽换热管束出口连接喷水减温器，喷水减温器出口一路连接精炼炉过热蒸汽流量调节控制阀至精炼炉过热蒸汽接口 ；另一路经低压蒸汽调节控制阀至低压蒸汽管网接口 ；空气预热器的烟气出口经引风机连接烟囱。
本发明采用燃气过热炉并通过采用先进的控制方案实施工艺控制，即燃气过热炉将炼钢系统的放散蒸汽和煤气为作为工作能源，产生真空精炼炉所需的微过热蒸汽，通过联锁控制燃气过热炉的间断工作，快速响应精炼炉工艺要求。通过燃气过热炉实现了炼钢系统产生间断且不稳定低压饱和蒸汽，而精炼炉需要间断且微过热蒸汽的两个工艺系统的有机匹配，确保过热炉炉膛烟气温度、流量可根据过热蒸汽量需求快速进行调节。本不仅运行安全，而且有效地节省了原真空精炼炉生产所需要的高品质蒸汽，最大限度的利用余热， 降低炼钢能耗和生产成本。
附图为本发明工艺流程及装置示意图。图中1-煤气入口，2-煤气调节阀，3-燃烧器，4-炉膛，5-混风室，6-过热器换热管束，7-空气预热器，8-引风机，9-烟囱，10-鼓风机，11-大气，12-混风调节阀，13-炼钢饱和蒸汽入口，14-汽水分离器，15-喷水减温器，16-精炼炉过热蒸汽流量调节控制阀，17-精炼炉过热蒸汽接口，18-低压蒸汽调节控制阀，19-低压蒸汽管网接口。
具体实施例方式下面结合附图与实验例对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变更或改进，均属于本发明的保护范围。本发明方法包括烟风流程和汽水流程，具体包括
所述的烟风流程，是将转炉产生的煤气经煤气调节阀、燃烧器后送入燃气过热炉，以天然气点火，与鼓风机送入的预热助燃空气混合燃烧，燃烧后的烟气再与部分助燃空气混合， 将炉膛烟温通过混风调节阀调制到500°C、00°C，然后经过热器管束、空气预热器后，烟温降至170°C以下，经锅炉引风机引入烟囱外排；
所述的汽水流程是将炼钢系统来的饱和蒸汽经燃气过热炉入口进入过热器管束过热，再经减温器控制过热蒸汽温度在设计范围内，过热蒸汽出口分两路，一路经调节控制阀调节后经出口送至精炼炉，另一路经调节控制阀调节后经出口送至厂区低压蒸汽管网。所述的燃气过热炉系一种短时、间歇工作模式的安全型燃气过热炉。所述的低品质饱和蒸汽是炼钢系统富裕的放散低品质蒸汽。所述的燃气过热炉所需的煤气为钢铁企业放散的高炉煤气、转炉煤气或焦炉煤气。如附图所示，本发明装置包括煤气调节阀2、燃烧器3、炉膛4、混风室5、过热器换热管束6、空气预热器7、引风机8、鼓风机10、混风调节阀12、汽水分离器14、喷水减温器 15、蒸汽流量调控阀，所述的煤气调节阀2连通设置于燃气过热炉炉膛4内的燃烧器3，炉膛后部设置混风室5，大气通过鼓风机10分别被引入空气预热器7和混风室5 ；空气预热器7 通过管路连通燃烧器3进气管路；炼钢饱和蒸汽入口 13经汽水分离器14连通过热蒸汽换热管束6，热蒸汽换热管束6出口连接喷水减温器15，喷水减温器15出口连接精炼炉过热蒸汽流量调节控制阀16至精炼炉过热蒸汽接口 17。所述的喷水减温器15出口一路连接精炼炉过热蒸汽流量调节控制阀16至精炼炉过热蒸汽接口 17 ；另一路经低压蒸汽调节控制阀18至低压蒸汽管网接口 19。
本发明的工作原理
当精炼炉用汽时，快速打开煤气进气调节阀，加大送入过热炉炉膛的煤气量，加大给热量以提高混风室的烟温至约800°C，同时通过蒸汽管道上的调节阀控制蒸汽温度和蒸汽供给量，快速响应精炼炉的供汽要求；低压蒸汽管道与过热炉出口蒸汽管道之间设置调节阀， 当精炼炉不用汽时，关小煤气进气调节阀，减少煤气供给量，降低混风室烟温至约500°C，减小鼓风机、引风机转速，关闭供给精炼炉蒸汽调节阀，此时，将少量炼钢来的蒸汽通过燃气过热炉微过热后送入就近的低压蒸汽管网，蒸汽量的大小通过调节阀进行控制。所述的锅炉鼓风机、引风机通过变频控制，实现节能并控制炉膛烟温及负压。通过以上控制手段，当精炼炉不用汽时，通过燃烧少量煤气维持过热炉处于热备状态(不熄火)，并让过热炉管束中通入适量蒸汽量，确保过热炉设备运行安全，此时经过热炉微过热的炼钢蒸汽经调节阀节流降压后全部并入就近的低压饱和蒸汽管网；当精炼炉用汽时，处于热备状态的过热炉快速增加煤气量，提高蒸汽温度，快速响应精炼炉，在过热炉上设置减温器，控制出口蒸汽温度在设计范围内。本发明的工作过程烟风流程转炉煤气经煤气调节阀2、燃烧器3通过天然气点火在炉膛4与鼓风机10送入空气预热器7预热后的助燃空气混合燃烧，燃烧后，约1400°C 烟气再与部分助燃空气混合，将炉膛4烟温通过混风调节阀12调制到500°C、00°C，经过热器管束6、空气预热器7后，烟温降至170°C以下，经锅炉引风机8引入烟囱9外排；汽水流程为炼钢转炉气化冷却烟道蓄热器来的约1. 2MPa饱和蒸汽经过热炉入口 13进入过热器管束6过热，再经减温器15控制成225士5°C的过热蒸汽，过热蒸汽出口分两路，其中一路经调节控制阀16调节后经出口 17送至精炼炉，另一路经调节控制阀18调节后经出口 19 送至厂区低压蒸汽管网。当精炼炉用汽时，快速打开煤气进气调节门2，加大进入炉膛4燃烧的煤气量，加大给热量(提高混风室5烟温至约800°C)，同时通过蒸汽管道上的调节阀16控制蒸汽温度和蒸汽供给量，快速响应精炼炉供汽要求；在与就近的低压蒸汽管道与过热炉出口蒸汽管道之间设置调节阀18，当精炼炉不用汽时，关小煤气进气调节阀2，减少煤气供给量(降低混风室烟温至约500°C)，减小鼓风机10、引风机8转速，关闭供给精炼炉蒸汽调节阀16，此时，将少量炼钢来的蒸汽通过过热炉微过热后送入就近的低压蒸汽管网，蒸汽量的大小通过调节阀进行控制，控制出口蒸汽温度为225士5°C。下面以某有限公司RH精炼炉配套燃气过热炉余能回收实验装置为例，对本发明做进一步描述，但本发明不限于本实验例。本实验使用燃气过热炉包括燃烧器、炉膛、混风室、过热器换热管束、空气预热器、 引风机、烟囱、鼓风机、喷水减温器；汽水分离器，额定压力1. 6MPa、温度201°C、容量3m3。该RH炉工作时需要压力为1. OMPa、温度为210士5°C过热蒸汽20t/h (最大25t/ h)，每炉冶炼周期38min，用汽时间约20min。该公司有3座IOOt炼钢转炉，配套3台转炉汽化冷却系统，配套3台150m3蓄热器，所产蒸汽优先供往炼钢RH炉。转炉汽化冷却系统设计产汽能力为3X13t/h。蓄热器出口饱和蒸汽压力为1.2 MPa，转炉蓄热器出口蒸汽量共约39 t/h。公司有富裕放散的转炉
iS飞。工艺要求即把压力为1. 2 MPa炼钢汽化冷却系统所产饱和蒸汽用燃气过热炉过热至225°C (至RH炉蒸汽入口为210士5°C、压力>=1. OMPa)，供RH炉的关键前置设备真空
泵使用。 经过全厂煤气综合平衡，有富余转炉煤气可满足RH炉蒸汽过热所需煤气量，热值约为6300kJ/Nm3，压力为左右。经热平衡计算，当精炼炉正常工作时，过热炉将饱和蒸汽过热至参数为225°C、20t/h时，燃气炉煤气需要量约450m3/h ；当精炼炉停止工作时，过热炉热备状态需要的煤气需要量为180m3/h。
权利要求
1.一种以转炉废气匹配生产精炼炉所需高品质蒸汽的方法，包括烟风流程和汽水流程，其特征在于具体包括A、烟风流程将转炉产生的煤气经煤气调节阀、燃烧器后送入燃气过热炉，以天然气点火，与鼓风机送入的预热助燃空气混合燃烧，燃烧后的烟气再与部分助燃空气混合，将炉膛烟温通过混风调节阀调制到500°C、00°C，然后经过热器管束、空气预热器后，烟温降至 170°C以下，经锅炉引风机引入烟囱外排；B、汽水流程是将炼钢系统来的饱和蒸汽经燃气过热炉入口进入过热器管束过热，再经减温器控制过热蒸汽温度在设计范围内，过热蒸汽出口分两路，一路经调节控制阀调节后经出口送至精炼炉，另一路经调节控制阀调节后经出口送至厂区低压蒸汽管网。
2.如权利要求1所述的以转炉废气匹配生产精炼炉所需高品质蒸汽的方法，其特征在于所述饱和蒸汽是炼钢系统富裕的放散低品质蒸汽。
3.如权利要求1所述的以转炉废气匹配生产精炼炉所需高品质蒸汽的方法，其特征在于所述的煤气是钢铁企业放散的高炉煤气、转炉煤气或焦炉煤气。
4.一种实现权利要求1所述的以转炉废气匹配生产精炼炉所需高品质蒸汽的方法，所述的燃气过热炉系一种短时、间歇工作模式的安全型燃气过热炉。
5.一种实现权利要求1所述的以转炉废气匹配生产精炼炉所需高品质蒸汽的方法的装置，包括煤气调节阀(2)、燃烧器(3)、炉膛(4)、混风室(5)、过热器换热管束(6)、空气预热器(7)、引风机(8)、鼓风机(10)、混风调节阀(12)、汽水分离器(14)、喷水减温器(15)、 蒸汽流量调控阀，其特征在于所述的煤气调节阀(2)连通设置于燃气过热炉炉膛(4)内的燃烧器(3)，炉膛后部设置混风室(5)，大气通过鼓风机(10)分别被引入空气预热器(7)和混风室(5)；空气预热器(7)通过管路连通燃烧器(3)进气管路；炼钢饱和蒸汽入口(13) 经汽水分离器(14)连通过热蒸汽换热管束(6)，热蒸汽换热管束(6)出口连接喷水减温器 (15)，喷水减温器(15)出口连接精炼炉过热蒸汽流量调节控制阀(16)至精炼炉过热蒸汽接口(17)；空气预热器(7)的烟气出口经引风机(8)连接烟囱(9)。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于所述的喷水减温器(15)出口一路连接精炼炉过热蒸汽流量调节控制阀(16)至精炼炉过热蒸汽接口( 17);另一路经低压蒸汽调节控制阀 (18)至低压蒸汽管网接口(19)。
全文摘要
本发明公开了一种以转炉废气匹配生产精炼炉所需高品质蒸汽的方法及装置，本发明方法包括烟风流程和汽水流程；本发明装置为燃气过热炉，包括煤气调节阀、燃烧器、炉膛、混风室、过热器、换热管束、空气预热器、引风机、鼓风机混风调节阀、汽水分离器、喷水减温器、蒸汽流量调控阀。燃气过热炉将炼钢系统的放散蒸汽和煤气为作为工作能源，产生真空精炼炉所需的微过热蒸汽，通过联锁控制燃气过热炉的间断工作，快速响应精炼炉工艺要求。通过燃气过热炉实现了炼钢系统产生间断且不稳定低压饱和蒸汽，而精炼炉需要间断且微过热蒸汽的两个工艺系统的有机匹配，有效地节省了原真空精炼炉生产所需要的高品质蒸汽，降低炼钢能耗和生产成本。
文档编号C21C7/10GK102534101SQ20121002790
公开日2012年7月4日 申请日期2012年2月9日 优先权日2012年2月9日
发明者耿加祥 申请人:九源天能(北京)科技有限公司昆明分公司