专利名称：矿热炉炉盖余热锅炉冷却及余热利用系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及生产金属硅、硅铁合金、电石、硅铝合金等产品的冶炼炉设备，尤其是一种矿热炉炉盖锅炉设备。
背景技术：
矿热炉炉盖应用于半密封或密闭式的各类矿热炉上，其主要作用是1、收集电炉冶炼过程中产生的高温有毒、含尘炉气，以改善工作环境和节能减排；2、减少电炉内的热量散失，以保护工作环境；3、满足矿热炉冶炼电极插入、加料、收集排出炉气、观火捣料的结构要求；4、炉盖本身的降温，以防止自身烧损，保护与其相连接的其它设备。但目前炉盖(罩) 技术非常落后，使用寿命短、能耗高、耗水量大，以一个21MVA的矿热电炉炉盖为例，其形状如一个多孔的锅盖(家用炒菜锅盖)一般采用简单的水冷套结构，罩在矿热炉的熔池上 (熔池表面温度高达2000°C )，为了防止炉盖烧毁，在炉盖内通入400 600吨/小时的冷却水，冷却后水温上升10 15°C，为了水的循环利用，在外部设有大型水池、冷却塔、循环水泵系统、简单的水处理系统、补水系统。于是大量的热能和水资源被散失到大气中，而且因为水冷套内水循环差、易腐蚀、结垢烧坏使得炉盖寿命短，同时该系统复杂、维护费用高、 能耗高、控制水平低下，在能源紧张、环境压力大、水资源紧缺等多重压力下，这种高耗能高污染的矿热炉面临淘汰或改进升级的压力。目前矿热炉行业中炉盖及冷却系统问题还存在如下问题一、炉盖普遍采用水冷套结构，因结构或冷却的需要，一般将炉盖分隔为若干水冷单元，炉盖上有复杂的连接管路回路，并配置简单的水处理系统和庞大的循环水冷却系统。二、冷却水和补水的水质差，仅简单过滤和软化处理(没有除氧、除盐)，在冷却塔和水池循环过程中容易二次污染，水中的灰和盐份容易造成水冷套结垢烧损，水中的氧气容易使水冷套氧化和电化学腐蚀，最终造成矿热炉停炉检修(启、停电炉费用大，周期长)。三、水冷套为简单的钢板夹层，存在许多水循环死角，内部水流慢、均勻性差、循环不畅，容易引起局部过热、局部结垢烧坏；平板结垢夹套结构的承压能力差。上述的这种冷却方法、水质、结构决定了其冷却液在炉盖中不得沸腾或温升太高， 一般控制温升10 20°C (温升太高容易沸腾或造成局部沸腾，将使沸腾区很快结垢烧损)，这样就需要大量的冷却水O万KVA的电炉冷却水量约400 600吨每小时，需要两个大的循环水泵)，同时升温后的水需要送到露天布置的冷却塔中进行冷却，以便循环利用， 可见这种系统的水耗、电耗、占地等均较大。
发明内容
本发明的目的在于克服上述存在的不足，提供一种环保、高效、节能的矿热炉炉盖余热锅炉冷却及余热利用系统。本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，一种矿热炉炉盖余热锅炉冷却及余热利用系统，它包括
一余热锅炉系统，包括有炉盖受热面、连接管道和锅筒连接构成；一冷却系统，包括有用水和汽水混合物进行冷却的炉盖冷却装置；一余热利用系统，包括有蒸汽用户；所述的矿热炉炉盖余热锅炉冷却及余热利用系统，所述的炉盖受热面采用膜式水冷壁组结构，它主要由盖形水冷壁、设置于盖形水冷壁下底两端的分配集箱、设置在盖形水冷壁两侧的检查门和支撑架、设置在盖形水冷壁上端的炉气接口、加料接口和电极接口和包裹在盖形水冷壁外部的外保温壳组成。所述的盖形水冷壁、炉气接口、加料接口、电极接口均采用锅炉管加扁钢焊制而成。所述的蒸汽用户可以是汽轮发电系统。本发明用矿热炉炉盖余热锅炉冷却及余热利用系统来代替目前高水耗、高能耗、 易烧损的矿热炉炉盖及其冷却循环系统，炉盖采用锅炉给水或汽水混合物进行冷却的冷却方式(或介质)，并将炉盖及烟道系统的余热充分利用起来，用于发电或其它工业用热，最终降低矿热炉冶炼系统的水耗、电耗、减少环境污染。大力推进矿热炉炉盖余热锅炉冷却及余热利用系统在矿热炉行业(尤其是金属硅、硅铁合金、硅铝合金、电石、锰硅合金、镍钛合金冶炼行业)的应用，革命性地推进矿热炉熔炼行业节能减排技术。
图1是本发明的矿热炉炉盖余热锅炉冷却及余热利用系统示意图；图2是本发明所述的矿热炉炉盖余热锅炉结构示意图；图3是本发明所述的炉盖受热面结构示意图。
具体实施例方式下面将结合附图对本发明做详细的介绍如图1-3所示一种矿热炉炉盖余热锅炉冷却及余热利用系统，它包括一余热锅炉系统，包括有炉盖受热面A、连接管道C和锅筒B连接构成；一冷却系统，包括有用水和汽水混合物进行冷却的炉盖冷却装置；一余热利用系统，包括有蒸汽用户D ；所述的炉盖受热面A是由膜式水冷壁组构成，经设计和制造成矿热炉炉盖所要求的外形尺寸和接口条件的炉盖形辐射受热面，管内流被加热的水或蒸汽，炉盖下部管外流高温含灰炉气，并吸收熔池辐射热，其主要有以下五点作用1、将炉气侧的高温物理热和熔池的辐射热高效地传递给管内的水或蒸汽，使管内的水或蒸汽具有一定利用价值的热能或势能。2、其盖(罩)形结构能收集冶炼过程中产生的高温含灰炉气。3、能满足冶炼工艺中电极插入、加料用孔、观察用孔、捣料用孔需求。4、高品质的锅炉用水和良好的锅炉水循环系统提高了炉盖寿命。5、取代目前高水耗、易烧损的矿热炉炉盖及其冷却水循环系统。所述的锅筒B，它用于收集和分离炉盖受热面A所产生的汽水混合物，并将分离出来的水送入并循环冷却炉盖受热面A，这样循环冷却炉盖并产生高温蒸汽D，蒸汽被送往蒸汽用户D，蒸汽在蒸汽用户D中做功后经冷凝器被冷凝成水，水泵将冷凝水再次送入锅筒， 用于循环冷却炉盖，这样水在这个系统中冷却-吸热-做功-冷凝-再冷却，往复循环利用， 锅筒B内的水位由锅炉补给水调整装置来维持一定高度。所述的连接管道C，用于连接炉盖受热面A和锅筒B，主要作用是负责将锅筒B中的冷却水连续送入炉盖受热面A中，并将炉盖受热面A中产生的汽水混合物连续送入锅筒 B中。所述的炉盖受热面A主要由由盖形水冷壁2、设置于盖形水冷壁2下底两端的分配集箱1、设置在盖形水冷壁2两侧的检查门6和支撑架7、设置在盖形水冷壁2上端的炉气接口 3、加料接口 4和电极接口 5和包裹在盖形水冷壁2外部的外保温壳8组成，分配集箱1负责将冷却水均勻地分配到这个整体受热面中；盖形水冷壁2形成整个矿热炉密闭水冷炉盖；炉气接口 3为熔池中产生的高温炉气引接口，与外围烟道柔性连接，有吸热降温作用；加料接口 4为向熔池添加原料的接口 ；电极接口 5为矿热炉电极插入接口，内套绝缘密封体，确保电极能不断插入，且防止短路和减少泄漏；检查门6为矿热炉检查、观火、捣料用孔，是一个活动的门；支撑架7分布在炉盖受热面的四周，负责支撑、固定整个炉盖受热面； 外保温壳8由轻型保温材料构成，覆盖在整个炉盖受热面的外侧，起保温作用。所述的盖形水冷壁2、炉气接口 3、加料接口 4、电极接口 5均采用锅炉管加扁钢焊制而成，其形状、扁钢的宽度以及锅炉管的规格均根据矿热炉接口条件和热负荷强度经过计算分别确定的，使他们形成一个有机的整体受热面，整体焊接结构，且汽水系统相互贯通。所述的蒸汽用户D可以是汽轮发电系统。矿热炉炉盖余热锅炉冷却及余热利用系统，炉盖采用锅炉给水或汽水混合物进行冷却的冷却方式(或介质)。将矿热炉炉盖冶炼工艺设计和余热锅炉设计有机的融合在一起，不但能回收余热，更能满足和优化矿热炉冶炼工艺，使矿热炉冶炼工艺的水耗、电耗、维护费等成本等大幅下降，同时减少了环境污染，这种特殊的余热锅炉必将大力推进了矿热炉熔炼行业节能减排技术的发展。
权利要求
1.一种矿热炉炉盖余热锅炉冷却及余热利用系统，其特征在于它包括一余热锅炉系统，包括有炉盖受热面(A)、连接管道(C)和锅筒(B)连接构成；一冷却系统，包括有用水和汽水混合物进行冷却的炉盖冷却装置；一余热利用系统，包括有蒸汽用户(D)。
2.根据权利要求1所述的矿热炉炉盖余热锅炉冷却及余热利用系统，其特征在于所述的炉盖受热面(A)采用膜式水冷壁组结构，它主要由盖形水冷壁O)；设置于盖形水冷壁 (2)下底两端的分配集箱(1)；设置在盖形水冷壁( 两侧的检查门(6)和支撑架(7)；设置在盖形水冷壁( 上端的炉气接口(3)、加料接口(4)和电极接口( 和包裹在盖形水冷壁⑵外部的外保温壳⑶组成。
3.根据权利要求2所述的矿热炉炉盖余热锅炉冷却及余热利用系统，其特征在于所述的盖形水冷壁O)、炉气接口(3)、加料接口 0)、电极接口(5)均采用锅炉管加扁钢焊制而成。
4.根据权利要求1所述的矿热炉炉盖余热锅炉冷却及余热利用系统，其特征在于所述的蒸汽用户(D)可以是汽轮发电系统。
全文摘要
一种矿热炉炉盖余热锅炉冷却及余热利用系统，它主要由炉盖受热面、连接管道、锅筒连接构成，本发明用矿热炉炉盖余热锅炉冷却及余热利用系统冷却及余热利用系统来代替目前高水耗、高能耗、易烧损的矿热炉炉盖及其冷却循环系统，并将炉盖及烟道系统的余热充分利用起来，用于发电或其它工业用热，最终降低矿热炉冶炼系统的水耗、电耗、减少环境污染。大力推进矿热炉炉盖余热锅炉冷却及余热利用系统冷却及余热利用系统在矿热炉行业，尤其是金属硅、硅铁合金、硅铝合金、电石、锰硅合金、镍钛合金冶炼行业的应用，革命性地推进矿热炉熔炼行业节能减排技术。
文档编号F27D1/18GK102192654SQ20101011850
公开日2011年9月21日 申请日期2010年3月4日 优先权日2010年3月4日
发明者敖玉华, 王峻, 魏建明 申请人:杭州杭锅工业锅炉有限公司