转炉烟气冷却系统的制作方法

本实用新型属于转炉煤气余热回收领域，具体涉及一种转炉烟气冷却系统。

背景技术：

现有转炉煤气余热回收一般采用汽化冷却方式，而转炉烟气汽化冷却系统一般分为全自然循环、全强制循环以及自然循环与强制循环分离的复合循环，其中复合循环最常用，其原理如图1所示，包括依次连接的活动烟罩、炉口段烟道、固定烟道和尾部烟道以及低压循环泵、高压循环泵、除氧器和汽包，活动烟罩、除氧器和低压循环泵通过管道连接形成低压强制循环子系统，炉口段烟道、汽包和高压循环泵通过管道连接形成高压强制循环子系统，固定烟道、汽包和尾部烟道通过管道连接形成高压自然循环子系统。

目前低压循环泵和高压循环泵均采用定频水泵，且水泵必须24h不停的运行，需要消耗大量的电能。低压循环泵和高压循环泵的动力均由高温高压蒸汽驱动汽轮机发电机提供，而高温高压蒸汽驱动汽轮机发电机的卡诺循环的能量转换效率最高不超过40％，还有60％的能源都被浪费了。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种转炉烟气冷却系统，该系统保证汽化烟道正常冷却的前提下提高了能源利用效率，节约了蒸汽和能源，改动小，故障率低。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种转炉烟气冷却系统，包括依次连接的活动烟罩、炉口段烟道、固定烟道和尾部烟道以及蒸汽喷射泵、高压循环泵、除氧器、汽包和蒸汽调节阀，炉口段烟道、汽包和高压循环泵通过管道连接形成高压强制循环子系统，固定烟道、汽包和尾部烟道通过管道连接形成高压自然循环子系统，活动烟罩、除氧器和蒸汽喷射泵通过管道连接形成低压强制循环子系统，蒸汽喷射泵的汽源输入端通过管道依次与蒸汽调节阀和汽包的外供蒸汽端连接。

进一步地，蒸汽喷射泵上并联有低压循环泵。

进一步地，高压循环泵的动力由变频电机提供。

本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型将传统低压强制循环子系统中的低压循环泵替换为蒸汽喷射泵，将汽包内产生的高压蒸汽为蒸汽喷射泵供能并在供能管道上设置蒸汽调节阀，对现有系统改动不大，适合改造和新建工程；蒸汽喷射泵产生抽力驱动低压强制循环子系统的循环水进行循环，保证了汽化烟道的正常冷却，蒸汽喷射泵无机械转动部件，不属于回转机械，故障率比低压循环泵低；汽包高温高压蒸汽作为动力，没有蒸汽/电能转换，无转换损失，提高了能源利用效率，减少了蒸汽运输损失；蒸汽调节阀可调节进入蒸汽喷射泵的蒸汽流量和压力，即能够任意调节低压强制循环子系统循环流量，节约了蒸汽和能源。

2.并联的低压循环泵可以作为备用，当蒸汽喷射泵故障时，可打开低压循环泵、关闭蒸汽调节阀，让低压强制循环子系统继续维持循环。

3.变频电机可任意调节循环流量，节约能源。

附图说明

图1是自然循环与强制循环分离的复合循环。

图2是本实用新型实施例的示意图。

图中：1-活动烟罩；2-炉口段烟道；3-固定烟道；4-尾部烟道；5-除氧器；6-汽包；7-低压循环泵；8-高压循环泵；9-蒸汽喷射泵；10-蒸汽调节阀。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图2所示，一种转炉烟气冷却系统，包括依次连接的活动烟罩1、炉口段烟道2、固定烟道3和尾部烟道4以及蒸汽喷射泵9、高压循环泵8、除氧器5、汽包6和蒸汽调节阀10，炉口段烟道2、汽包6和高压循环泵8通过管道连接形成高压强制循环子系统，固定烟道3、汽包6和尾部烟道4通过管道连接形成高压自然循环子系统，活动烟罩1、除氧器5和蒸汽喷射泵9通过管道连接形成低压强制循环子系统，蒸汽喷射泵9的汽源输入端通过管道依次与蒸汽调节阀10和汽包6的外供蒸汽端连接。

本实用新型将传统低压强制循环子系统中的低压循环泵7替换为蒸汽喷射泵9，将汽包6内产生的高压蒸汽为蒸汽喷射泵9供能并在供能管道上设置蒸汽调节阀10，对现有系统改动不大，适合改造和新建工程；蒸汽喷射泵9产生抽力驱动低压强制循环子系统的循环水进行循环，保证了汽化烟道的正常冷却，蒸汽喷射泵9无机械转动部件，不属于回转机械，故障率比低压循环泵7低；汽包6高温高压蒸汽作为动力，没有蒸汽/电能转换，无转换损失，提高了能源利用效率，减少了蒸汽运输损失；蒸汽调节阀10可调节进入蒸汽喷射泵9的蒸汽流量和压力，即能够任意调节低压强制循环子系统循环流量，节约了蒸汽和能源。

如图2所示，在本实施例中，蒸汽喷射泵9上并联有低压循环泵7。并联的低压循环泵7可以作为备用，当蒸汽喷射泵9故障时，可打开低压循环泵7、关闭蒸汽调节阀10，让低压强制循环子系统继续维持循环。

在本实施例中，高压循环泵8的动力由变频电机提供。变频电机可任意调节循环流量，节约能源。

本实用新型实施例的工作过程如下：

对于低压强制循环；

1)转炉下枪吹氧之前，蒸汽调节阀10开度较小，汽包6内的蒸汽通过蒸汽调节阀10进入蒸汽喷射泵9，蒸汽在蒸汽喷射泵9内形成抽力，冷却水将通过下降的管道从除氧器5进入蒸汽喷射泵9内，并通过蒸汽喷射泵9升压进入活动烟罩1，冷却水在活动烟罩1内吸热升温，对活动烟罩1进行冷却并降低烟气温度，然后升温的冷却水通过上升的管道回到除氧器5，因转炉不吹氧时无高温炉气产生，冷却水需要带走的热量较少，系统的冷却水流速较低，低压强制循环子系统处于小流量状态；

2)当转炉下枪吹氧后，转炉炉口溢出的高温烟气瞬间增大，高温烟气经过活动烟罩1，将热量传递给活动烟罩1内的冷却水，由于高温烟气流量大，温度高，此时蒸汽调节阀10加大开度，更多的蒸汽进入蒸汽喷射泵9，蒸汽喷射泵9抽力加大，从除氧器5来的冷却水流速加大，低压循环系统流量增大，直至可以将高温烟气的热量带走，低压强制循环子系统处于大流量状态；

3)当转炉停止吹氧，活动烟罩1内无高温烟气通过，蒸汽调节阀10开度减小，低压强制循环子系统再次处于小流量状态，由此完成了一个完整的汽水循环；

4)当蒸汽喷射泵9出现故障无法工作时，打开低压循环泵7，关闭蒸汽调节阀10，这样让低压循环泵完全代替蒸汽喷射泵9驱动冷却水循环，维持活动烟罩1的正常冷却和工作。

对于高压强制循环；

1)转炉下枪吹氧之前，冷却水通过下降的管道进入高压循环泵(变频)8，经过高压循环泵(变频)8升压后进入炉口段烟道2，在炉口段烟道2中吸热升温，对炉口段烟道2进行冷却，然后通过上升的管道回到汽包6，系统循环动力全部来自于高压循环泵(变频)8，由于此时没有高温炉气通过炉口段烟道2，需要冷却水带走的热量较少，高压循环泵(变频)8处于低转速低流量的状态，高压强制循环子系统处于小流量状态；

2)当转炉下枪吹氧，转炉炉口溢出的高温烟气瞬间增大，烟气经过活动烟罩1或进入炉口段烟道2，对炉口段烟道2内的冷却水进行加热，同时降低烟气温度，此时提高高压循环泵(变频)8的转速，增大高压循环泵(变频)8流量，使冷却水能完全对炉口段烟道2进行正常冷却，此时高压循环泵(变频)8处于高转速状态，高压强制循环子系统处于大流量状态；

3)当转炉停止吹氧，再次降低压循环泵(变频)8处于低转速，高压强制循环子系统处于小流量状态。

对于高压自然循环；

1)转炉下枪吹氧之前，固定烟道3和尾部烟道4中无高温烟气通过，固定烟道3和尾部烟道4中的冷却水没有被加热，上升的管道内冷却水没有被汽化，没有产生汽水混合物，因此没有产生自然循环压头，故高压自然循环子系统处于停滞状态；

2)当转炉下枪吹氧，高温烟气通过活动烟罩1和炉口段2依次进入固定烟道3和尾部烟道4，对固定烟道3和尾部烟道4内的冷却水进行加热，同时降烟气温度降低到900度左右，冷却水被高温烟气加热并部分汽化行程汽水混合物，进入上升的管道的汽水混合物与下降的管道的冷却水密度差形成自然循环压头，冷却水在自然循环压头的推动下通过上升管回到汽包；

3)当转炉停止吹氧，无高温烟气通过固定烟道3和尾部烟道4，固定烟道3和尾部烟道4内的冷却水不再被加热，自然循环压头消失，此时循环停滞，由此完成了一个完整的汽水循环。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。