一种废钢熔炼用电炉的余热回收利用系统的制作方法

1.本实用新型涉及钢铁冶炼技术领域，具体涉及一种废钢熔炼用电炉的余热回收利用系统。


背景技术：

2.中国钢铁工业能耗总量占全国能耗总量的12%～15%，其中，电炉炼钢占全国钢铁产量的10%左右，废钢熔炼用电炉炼钢过程中会产生大量的高温烟气，其温度可达1000～1400℃，高温烟气显热占电炉炼钢总能耗的10%以上。目前电炉烟气余热回收技术的工作原理主要是利用电炉第四孔的炉气，同时抽入一定量的炉外空气，以燃尽炉气中的一氧化碳等可燃气体形成高温烟气，高温烟气依次经过沉降室、汽化烟道、余热锅炉及节能器生产一定压力的蒸汽供生产生活使用，同时经余热利用系统后的烟气温度降到约250℃，与来自大密闭罩及屋顶除尘罩温度为60℃的二次废气相混合，混合后的废气温度低于130℃，进除尘器净化，并经风机排往大气。
3.然而在烟气余热利用过程中还存在以下难点：一是烟气交变幅度大，其温度随炼钢工艺的变化而变化，通常在常温到1000～1400℃之间波动；二是电炉的烟气产量不稳定，其随着冶炼期的变化而波动，呈现出强周期性变化。上述问题的存在导致目前大量电炉烟气的余热没有得到回收利用，余热的利用率低，余热资源浪费严重，且余热锅炉系统产汽符合波动大，不能提供连续稳定的蒸汽输出，不便于蒸汽的使用；三是电炉在炼钢过程中，由于添加原料或是其它原因，会从电炉逸出部分高温烟气，通常这部分烟气会直接排放，造成热量的损失，降低了余热的利用率。因此，研制开发一种蒸汽输出稳定，余热利用率高，节约能源的废钢熔炼用电炉的余热回收利用系统是客观需要的。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种蒸汽输出稳定，余热利用率高，节约能源的废钢熔炼用电炉的余热回收利用系统。
5.本实用新型的目的是这样实现的，包括依次连接的电炉、沉降室和余热锅炉，余热锅炉上设置有蒸汽出口和排烟管，还包括废钢预热器，废钢预热器内设置有输料机和竖板，竖板将废钢预热器沿输料机的输送方向分隔成低温预热室和高温预热室，电炉的上方设置有集烟罩，集烟罩通过输气管与低温预热室的顶部连通，低温预热室的底部通过管线与排烟管连通，高温预热室的顶部与沉降室出烟侧的管线连通，高温预热室的底部与低温换热室的顶部连通，余热锅炉的蒸汽出口通过管线连接有蓄热器。
6.进一步的，余热锅炉包括上部连通的高温换热室和低温换热室，高温换热室内设置有换热管束，低温换热室内上下间隔设置有多个依次串联的省煤器，排烟管位于省煤器下方的低温换热室侧壁上。
7.进一步的，余热锅炉的外侧设置有水箱和汽包，水箱的出水口与位于最下方一个省煤器的进口连通，水箱的进水口与位于最上方一个省煤器的出口连通，汽包的底部通过
回流管与水箱连通，水箱的顶部通过上汽管与汽包的侧壁连通，换热管束的进口与回流管连通，出口与汽包的侧壁连通。
8.进一步的，换热管束包括若干竖直布置的竖管，每根竖管的进口与相邻竖管的出口之间通过弯管连通。
9.进一步的，竖管上圆周均布有多块竖直设置的导热板。
10.进一步的，蓄热器的蒸汽出口连接有蒸汽发电装置。
11.进一步的，沉降室内上下交错设置有若干折流板。
12.进一步的，排烟管上设置有气体净化装置。
13.本实用新型运行时，电炉产出的高温烟气依次通入沉降室和余热锅炉，烟气在沉降室内燃烧并除去其中的灰尘等杂质，在余热锅炉内进行热换热，余热锅炉中的水吸收烟气，从而产生蒸汽，蒸汽通入蓄热器，然后由蓄热器稳定输出，便于蒸汽的使用，同时，集烟罩收集电炉上方逸出的烟气及热空气，通入废钢预热器的低温预热室，对炼钢废钢进行初步预热，从沉降室内排出的部分高温烟气通入废钢预热器的高温预热室，经初步预热的废钢进入高温预热室内与高温烟气接触，吸收高温烟气中的热量再次进行加热，废钢依次经过两次加热，使废钢温度到达预热要求，通过上述方式能够充分利用电炉高温烟气的余热，避免逸出电炉的烟气热量的损失，提高余热的利用率，起到节约能源的作用。本实用新型蒸汽输出稳定，余热利用率高，节约能源，具有显著的经济价值和社会价值。
附图说明
14.图1为本实用新型的整体结构示意图；
15.图2为本实用新型中竖管23的结构示意图；
16.图中：1-电炉，2-沉降室，3-余热锅炉，4-高温换热室，5-低温换热室，6-换热管束，7-省煤器，8-排烟管，9-水箱，10-汽包，11-废钢预热器，12-回流管，13-上汽管，14-蓄热器，15-竖板，16-低温预热室，17-高温预热室，18-集烟罩，19-输气管，20-蒸汽发电装置，21-折流板，22-气体净化装置，23-竖管，24-导热板，25-输料机。
具体实施方式
17.下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但不以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型所作的任何变更或改进，均属于本实用新型的保护范围。
18.如图1～2所示，本实用新型包括依次连接的电炉1、沉降室2和余热锅炉3，电炉1、沉降室2和余热锅炉3均为现有设备，电炉1用于使用废钢等原料进行钢铁冶炼，高温烟气沉降室2内进行燃烧，除去可燃性物质，并进行粉尘等杂质的沉降，余热锅炉3用于吸收高温烟气中的热量，余热锅炉3上设置有蒸汽出口和排烟管8，还包括废钢预热器11，废钢预热器11内设置有输料机25和竖板15，炼钢用废钢送入输料机25的进料端，在输料机25上移动，从低温预热室16的一侧向高温预热室17的一侧移动，并在移动过程中与烟气进行接触换热，竖板15将废钢预热器11沿输料机25的输送方向分隔成低温预热室16和高温预热室17，电炉1的上方设置有集烟罩18，集烟罩18通过输气管19与低温预热室16的顶部连通，低温预热室16的底部通过管线与排烟管8连通，高温预热室17的顶部与沉降室2出烟侧的管线连通，高温预热室17的底部与低温换热室5的顶部连通，余热锅炉3的蒸汽出口通过管线连接有蓄热
器14。
19.本实用新型运行时，电炉1产出的高温烟气依次通入沉降室2和余热锅炉3，烟气在沉降室2内燃烧并除去其中的灰尘等杂质，在余热锅炉3内进行热换热，余热锅炉3中的水吸收烟气，从而产生蒸汽，蒸汽通入蓄热器14，然后由蓄热器14稳定输出，便于蒸汽的使用，同时，集烟罩18收集电炉1上方逸出的烟气及热空气，通入废钢预热器11的低温预热室16，对炼钢废钢进行初步预热，从沉降室2内排出的部分高温烟气通入废钢预热器11的高温预热室17，经初步预热的废钢进入高温预热室17内与高温烟气接触，吸收高温烟气中的热量再次进行加热，废钢依次经过两次加热，使废钢温度到达预热要求，通过上述方式能够充分利用电炉1高温烟气的余热，避免逸出电炉1的烟气热量的损失，提高余热的利用率，起到节约能源的作用。
20.余热锅炉3包括上部连通的高温换热室4和低温换热室5，高温换热室4内设置有换热管束6，低温换热室5内上下间隔设置有多个依次串联的省煤器7，排烟管8位于省煤器7下方的低温换热室5侧壁上，高温烟气与高温换热室4内的换热管束6进行换热，温度下降后进入低温换热室5，与省煤器7进行换热，逐步吸收高温烟气中的热量。
21.余热锅炉3的外侧设置有水箱9和汽包10，水箱9的出水口与位于最下方一个省煤器7的进口连通，水箱9的进水口与位于最上方一个省煤器7的出口连通，汽包10的底部通过回流管12与水箱9连通，水箱9的顶部通过上汽管13与汽包10的侧壁连通，换热管束6的进口与回流管12连通，出口与汽包10的侧壁连通，水箱9用于补水和存水，并将水通入省煤器7，水在省煤器7中与烟气进行换热，产生汽水混合物返回到水箱9，水在省煤器7和水箱9中不断往返循环，不断被加热，水的温度升高，不断产生蒸汽，蒸汽通过上汽管13进入汽包10，汽包10中的部分水分通过回流管12流入水箱，另一部分则通入换热管束6，由于这些水分本身温度就较高，进入换热管束6内后与高温烟气进行换热，产生过热蒸汽并通入汽包10,本实用新型在运行时，水安装上述方式与高温蒸汽换热，可高效连续的产生过热蒸汽。
22.换热管束6包括若干竖直布置的竖管23，每根竖管23的进口与相邻竖管23的出口之间通过弯管连通，竖管23竖直布置，相对于横向布置的方式来说，可防止烟气中的粉尘等杂质积聚在竖管23上，从而保证竖管23与高温烟气的换热面积和换热效率。
23.竖管23上圆周均布有多块竖直设置的导热板24，导热板24使用导热效果较好的材质，用于增加竖管23与高温烟气的接触面积，提高换热效率。
24.蓄热器14的蒸汽出口连接有蒸汽发电装置20，蒸汽发电装置20为现有设备，用于蒸汽发电，也可将蓄热器14中的蒸汽稳定送至需要用到蒸汽的设备，在实际使用时，还可将蒸汽发电装置20发电后产生的冷凝水返回到水箱9，进行水资源的重复使用，提高水资源的利用率。
25.沉降室2内上下交错设置有若干折流板21，高温烟气通入沉降室2内，一方面进行燃烧，除去烟气中的一氧化碳等可燃物质，另一方面烟气在折流板21的阻挡作用下，在沉降室2内上下往复运动，并在这个过程分离出其中的粉尘等杂质。
26.排烟管8上设置有气体净化装置22，气体净化装置22为现有设备，用于对气体进行净化处理，在本实用新型中，高温烟气通入余热锅炉3进行换热，温度降低后的烟气通入气体净化装置22，进行除尘、脱硫等净化处理后排出，防止烟气对大气造成污染。