專利名稱：一種軋鋼加熱爐的煙氣余熱利用裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于冶金技術領域，涉及一種軋鋼加熱爐的煙氣余熱利用裝置。
背景技術：
冶金行業(yè)采用的軋鋼加熱爐出爐煙氣溫度高達700 800°C，經過助燃空氣、煤氣預熱器利用后，排放大氣的煙氣溫度仍在400°C以上，這種煙氣數量大、質量差，加之隨著爐窯生產、供熱量大小波動而波動，轉換成優(yōu)質能源再利用的難度很大，且由于其功效低，多數情況下都被排入大氣白白浪費。因此，如何對軋鋼加熱爐排出的煙氣余熱，進行高效合理的回收再利用，成為本行業(yè)的一個技術難題。

實用新型內容有鑒于此，本實用新型的主要目的在于提供一種軋鋼加熱爐的煙氣余熱利用裝置，將軋鋼加熱爐的煙氣余熱能源轉換成優(yōu)質的電能、蒸汽能源，對該煙氣的余熱進行高效合理的回收和再利用，從而節(jié)約寶貴的優(yōu)質能源，以降低冶金行業(yè)的能源消耗。本實用新型的另一個目的在于，在軋鋼加熱爐穩(wěn)定產生煙氣量充足的條件下，充分利用煙氣余熱產汽、發(fā)電，在爐窯生產供熱負荷波動產生煙氣量較少，危及余熱鍋爐、蒸汽透平(機)帶動發(fā)電機組安全穩(wěn)定運行的條件下，也能保證系統(tǒng)裝置安全穩(wěn)定的運行，使系統(tǒng)轉換輸出對外供應的能源連續(xù)不斷，從而解決冶金企業(yè)軋鋼加熱爐的余熱資源難以回收、高效利用的問題。為達到上述目的，本實用新型的技術方案是這樣實現的—種軋鋼加熱爐的煙氣余熱利用裝置，主要包括主煙道、主煙道閘閥、余熱鍋爐煙道、余熱鍋爐煙道間閥、余熱鍋爐、排煙裝置、蒸汽透平機和發(fā)電機；所述煙氣在主煙道或余熱鍋爐煙道內流動，經排煙裝置流出，能夠使煙氣在余熱鍋爐內進行熱交換，并將水加熱成蒸汽推動蒸汽透平機帶動發(fā)電機發(fā)電，還能夠將從余熱鍋爐的倍壓發(fā)電機組引出高壓或低壓蒸汽通向本區(qū)域蒸汽動力管網作為蒸汽能源；所述煙氣余熱利用裝置還包括增補調節(jié)煙氣輔助燃燒裝置；所述增補調節(jié)煙氣輔助燃燒裝置設置于爐窯的煙道旁邊或煙道內；當爐窯生產發(fā)生波動致使產生的煙氣量降低至危及系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行時，向所述增補調節(jié)煙氣輔助燃燒裝置引入燃氣組織使其燃燒產生煙氣以補充余熱鍋爐、蒸汽透平發(fā)電機組安全穩(wěn)定運行所需要的煙氣量。其中，所述增補調節(jié)煙氣輔助燃燒裝置，還能夠設置于所述余熱鍋爐內。通過向所述增補調節(jié)煙氣輔助燃燒裝置引入燃氣組織使其燃燒產生煙氣，以使其燃燒產生煙氣以補充所述余熱鍋爐、蒸汽透平發(fā)電機組安全穩(wěn)定運行所需要的煙氣量。本實用新型所提供的軋鋼加熱爐的煙氣余熱利用裝置，具有以下優(yōu)點利用本實用新型的裝置，在煙氣余熱充足的情況下，能夠充分利用煙氣余熱讓煙氣熱能流經余熱鍋爐轉換為高溫蒸汽熱力動能，再經蒸汽透平機、發(fā)電機轉換為電能，向本地電網輸出電能或將電能供給本區(qū)域的電機使用，若所處區(qū)域需要蒸汽能源，還可從余熱鍋爐、倍壓發(fā)電機組引出高壓、低壓蒸汽并入蒸汽動力管網、輸出蒸汽能源。當煙氣余熱供應不足時，還可利用該裝置中的輔助燃燒裝置(器)，引入外供煤氣燃燒產生煙氣補缺調節(jié)煙氣流量、煙溫質量，即能夠在本爐窯生產供熱負荷大小，產生煙氣量多少急劇波動的條件下，仍能夠保證本系統(tǒng)內的余熱鍋爐、蒸汽透平機帶動發(fā)電機組穩(wěn)定地安全運行，并保證原有用能單位的需要，即系統(tǒng)能量的供、需平衡。這樣，不但充分利用了傳統(tǒng)生產中廢棄不用的煙氣，還能夠使整個系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，達到了解決冶金企業(yè)余熱資源難以推廣和高效利用的問題。并且還具有節(jié)約能源、降低冶金行業(yè)能源消耗的積極效果，具有較好的經濟效

圖1為本實用新型的軋鋼加熱爐的煙氣余熱利用裝置結構示意圖。主要組件符號說明1:空/煤氣換熱器2:主煙道3 增補調節(jié)煙氣輔助燃燒裝置(器)4:主煙道閘閥5:余熱鍋爐煙道6:余熱鍋爐煙道閘閥7 排煙裝置8:余熱鍋爐9 余熱鍋排煙管道10 蒸汽透平機11 發(fā)電機12:本爐輔助設備電動機13:本地域外供電網14 本地域外供蒸汽管網15 脫水器16 復水器17 冷卻塔。
具體實施方式
以下結合附圖及本實用新型的實施例對該裝置作進一步詳細的說明。電能便于輸送、便于根據需要進行各種能量形式的轉換，使用方便，屬于優(yōu)質能源。本實用新型將煙氣廢熱能源轉換成電能優(yōu)質能源。余熱鍋爐，是一種利用工業(yè)過程中的余熱產生蒸汽的鍋爐。余熱鍋爐的一個重要特點是由于煙氣的條件取決于工藝過程，因此其供熱負荷存在一定程度的波動，該波動不利于蒸汽透平機組進行發(fā)電，但限于工藝過程的不可改變性，并不能將它向有利于鍋爐發(fā)電機組的方向做出改變。本實用新型的設計， 正是基于此，在不改變軋鋼生產工藝過程的情況下，將煙氣的條件改變，使其向有利于余熱
4鍋爐、發(fā)電機組方向做出改變，從而將余熱資源的利用推向一個新的高度，并進一步提高余熱資源的利用率。簡言之，我們在余熱蒸汽達不到鍋爐和發(fā)電機組的要求的情況下，通過增加煙氣量、提高煙氣溫度的方式來滿足鍋爐和發(fā)電機組的要求。下面以對軋鋼加熱爐的煙氣進行利用為例進行進一步說明。根據上述理念，我們設計了一種對軋鋼加熱爐的煙氣所攜帶的余熱進行利用的裝置，使煙氣在通過爐窯余熱煙道、余熱鍋爐，蒸汽透平發(fā)電機組。將通常溫度在400 800°C甚至更高溫度的煙氣在余熱鍋爐內進行熱交換，將水變成蒸汽推動蒸汽透平機帶動發(fā)電機發(fā)電。其產生的電能，可用于拖動本爐窯的輔助電機設備運行或向本地電網并網供電，或向本區(qū)域蒸汽動力管網輸出蒸汽能源等。由于該種爐窯生產、供熱負荷是經常波動的，而用能單位則要求供給能源穩(wěn)定，因此并不適用于傳統(tǒng)能源轉換機組設備。這時，我們即可通過設置在爐窯的煙道旁邊、煙道內或余熱鍋爐內的增補調節(jié)煙氣輔助燃燒裝置(器)，引入外供煤氣組織燃燒產生煙氣，補充爐窯減產排放煙氣熱能的不足，則可維持系統(tǒng)能量平衡、使其穩(wěn)定運行。即在本爐窯生產、 供熱負荷減少波動的條件下，開啟增補調節(jié)煙氣輔助燃燒裝置(器)，調節(jié)外供煤氣供熱負荷，組織燃燒產生煙氣，補充調節(jié)爐窯生產供給煙氣熱能量，維持系統(tǒng)轉換能量平衡，設備的穩(wěn)定運行。這樣，即可在該種爐窯生產供熱負荷減少波動的條件下，仍能保證本系統(tǒng)內的余熱鍋爐、蒸汽透平發(fā)電機組的穩(wěn)定安全運行，以及區(qū)域生產生活所需供給能源的平衡與穩(wěn)定，具有較好的經濟效益。圖1為本實用新型的軋鋼加熱爐的煙氣余熱利用裝置結構示意圖，如圖1所示， 圖中箭頭為煙氣(余熱)流動方向，該裝置利用所示的爐膛內燃料燃燒產生的高溫煙氣熱能經被加熱物料部分吸收后，流出爐膛，經空/煤氣換熱器1吸收部分熱量后，流入主煙道 2，再經計算機熱平衡模型計算，視其煙氣量多少，啟動輔助燃裝置(器)3，決定增補煙氣量，保持一定煙氣熱能量，流入余熱鍋爐煙道5，經余熱鍋爐煙道間閥6，流入余熱鍋爐8，煙氣在余熱鍋爐內進行熱交換，把水變成高壓蒸汽，高壓蒸汽推動蒸汽透平機10帶動發(fā)電機 11。這樣，所述發(fā)電機11發(fā)出的電能供應本工業(yè)爐輔助設備電動機12，或向本地電網13輸入電能，采用倍壓蒸汽透平，發(fā)電機組可以引出低壓蒸汽供給本區(qū)域生產生活蒸汽管網14 用能經過余熱鍋爐的低溫煙氣，經余熱鍋爐排煙管9排入主煙道2，再經主煙道排煙裝置7 排入大氣。余熱鍋爐部分熱水進入脫水器15，再進入余熱鍋爐循環(huán)，由蒸汽透平機排出的熱水在復水器16、冷卻塔17內冷卻后循環(huán)使用。此時，主煙道閘板處于關閉狀態(tài)。以上所述，僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非用于限定本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種軋鋼加熱爐的煙氣余熱利用裝置，主要包括主煙道、主煙道閘閥、余熱鍋爐煙道、余熱鍋爐煙道間閥、余熱鍋爐、排煙裝置、蒸汽透平機和發(fā)電機；所述煙氣在主煙道或余熱鍋爐煙道內流動，經排煙裝置流出，能夠使煙氣在余熱鍋爐內進行熱交換，并將水加熱成蒸汽推動蒸汽透平機帶動發(fā)電機發(fā)電，還能夠將從余熱鍋爐的倍壓發(fā)電機組弓I出高壓或低壓蒸汽通向本區(qū)域蒸汽動力管網作為蒸汽能源；其特征在于，所述煙氣余熱利用裝置還包括增補調節(jié)煙氣輔助燃燒裝置；所述增補調節(jié)煙氣輔助燃燒裝置設置于爐窯的煙道旁邊或煙道內；當爐窯生產發(fā)生波動致使產生的煙氣量降低至危及系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行時，向所述增補調節(jié)煙氣輔助燃燒裝置引入燃氣組織使其燃燒產生煙氣以補充余熱鍋爐、蒸汽透平發(fā)電機組安全穩(wěn)定運行所需要的煙氣量。
2.根據權利要求1所述軋鋼加熱爐的煙氣余熱利用裝置，其特征在于，所述增補調節(jié)煙氣輔助燃燒裝置，還能夠設置于所述余熱鍋爐內。
3.根據權利要求1或2所述軋鋼加熱爐的煙氣余熱利用裝置，其特征在于，通過向所述增補調節(jié)煙氣輔助燃燒裝置引入燃氣組織使其燃燒產生煙氣，以使其燃燒產生煙氣以補充所述余熱鍋爐、蒸汽透平發(fā)電機組安全穩(wěn)定運行所需要的煙氣量。
專利摘要本實用新型公開了一種軋鋼加熱爐的煙氣余熱利用裝置，主要包括主煙道、主煙道閘閥、余熱鍋爐煙道、余熱鍋爐煙道閘閥、余熱鍋爐、蒸汽透平機、發(fā)電機和排煙裝置，還包括設置于煙道旁邊、或煙道內、或者余熱鍋爐內的輔助燃燒裝置，使用煙氣或所述增補調節(jié)煙氣輔助燃燒裝置產生的煙氣在余熱鍋爐內進行熱交換，將水變成蒸汽推動蒸汽透平機帶動發(fā)電機發(fā)電，還能夠將從余熱鍋爐的倍壓發(fā)電機組引出高壓或低壓蒸汽通向本區(qū)域蒸汽動力管網作為蒸汽能源。采用本實用新型的裝置，能夠在爐窯生產供熱負荷減少波動的條件下，還能保證本系統(tǒng)內的余熱鍋爐、蒸汽透平發(fā)電機組穩(wěn)定安全運行和保障區(qū)域生產生活所需能源供給的平衡與穩(wěn)定。
文檔編號C21D9/70GK202030802SQ20112011514
公開日2011年11月9日 申請日期2011年4月19日 優(yōu)先權日2011年4月19日
發(fā)明者張東平 申請人:張東平