專利名稱：以轉爐廢氣匹配生產精煉爐所需高品質蒸汽的方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于煉鋼設備技術領域，進一步屬于鋼鐵企業(yè)廢氣綜合利用技術領域，具體涉及一種以轉爐廢氣匹配生產精煉爐所需高品質蒸汽的方法及裝置。
背景技術：
真空精煉爐系統(tǒng)設備中，制造真空的真空泵是精煉爐的關鍵設備。真空泵是靠噴射蒸汽工作的，要求供汽迅速，壓力和溫度穩(wěn)定，在很短的時間內就要供出合格的蒸汽，不用即關，即真空精煉爐工作時，穩(wěn)定持續(xù)地提供高品質蒸汽，壓力1.0MPa、210 士 5°C過熱蒸汽，真空精煉爐的冶煉周期約38min，用汽時間約20min。而鋼鐵企業(yè)煉鋼轉爐冶煉周期約為30mirT45min，吹煉時間約10mirTl5min，只在
吹煉期產生蒸汽，因此企業(yè)一般均配套3臺以上煉鋼轉爐、交叉工作，并配置蓄熱器對間歇產生的轉爐低品質蒸汽進行緩沖和存儲，以備真空精煉爐這種需要穩(wěn)定蒸汽的設備使用。 蒸汽蓄熱器出口飽和蒸汽壓力一般約為1. 2 MPa0鋼鐵企業(yè)一般均有富裕的煤氣，富裕煤氣通常經放散塔點火燃燒后排放入大氣中，不僅造成了能源的浪費，而且污染了大氣環(huán)境。

發(fā)明內容
本發(fā)明的第一目的在于提供一種利用現(xiàn)有煉鋼系統(tǒng)不穩(wěn)定蒸汽、企業(yè)放散的煤氣，以燃氣過熱爐及配套控制系統(tǒng)，形成一套全新、安全的間斷工作制并能快速響應精煉爐工藝要求的生產方法；本發(fā)明的另一目的在于提供一種實現(xiàn)前述方法的裝置。本發(fā)明的第一目的是這樣實現(xiàn)的，包括煙風流程和汽水流程，具體包括
A、煙風流程轉爐產生的煤氣經煤氣調節(jié)閥、燃燒器后送入燃氣過熱爐，以天然氣點火，與鼓風機送入的預熱助燃空氣混合燃燒，燃燒后的煙氣再與部分助燃空氣混合，將爐膛煙溫通過混風調節(jié)閥調制到500°C、00°C，然后經過熱器管束、空氣預熱器后，煙溫降至 170°C以下，經鍋爐引風機引入煙囪外排；
B、汽水流程煉鋼系統(tǒng)來的飽和蒸汽經燃氣過熱爐入口進入過熱器管束過熱，再經減溫器控制過熱蒸汽溫度在設計范圍內，過熱蒸汽出口分兩路，一路經調節(jié)控制閥調節(jié)后經出口送至精煉爐，另一路經調節(jié)控制閥調節(jié)后經出口送至廠區(qū)低壓蒸汽管網。本發(fā)明的另一目的是這樣實現(xiàn)的，包括煤氣調節(jié)閥、燃燒器、爐膛、混風室、過熱器換熱管束、空氣預熱器、引風機、鼓風機、混風調節(jié)閥、汽水分離器、噴水減溫器、蒸汽流量調控閥，所述的煤氣調節(jié)閥連通設置于燃氣過熱爐爐膛內的燃燒器，爐膛后部設置混風室，大氣通過鼓風機分別被引入空氣預熱器和混風室；空氣預熱器通過管路連通燃燒器進氣管路；煉鋼飽和蒸汽管路經汽水分離器連通過熱蒸汽換熱管束，熱蒸汽換熱管束出口連接噴水減溫器，噴水減溫器出口一路連接精煉爐過熱蒸汽流量調節(jié)控制閥至精煉爐過熱蒸汽接口 ；另一路經低壓蒸汽調節(jié)控制閥至低壓蒸汽管網接口 ；空氣預熱器的煙氣出口經引風機連接煙囪。
本發(fā)明采用燃氣過熱爐并通過采用先進的控制方案實施工藝控制，即燃氣過熱爐將煉鋼系統(tǒng)的放散蒸汽和煤氣為作為工作能源，產生真空精煉爐所需的微過熱蒸汽，通過聯(lián)鎖控制燃氣過熱爐的間斷工作，快速響應精煉爐工藝要求。通過燃氣過熱爐實現(xiàn)了煉鋼系統(tǒng)產生間斷且不穩(wěn)定低壓飽和蒸汽，而精煉爐需要間斷且微過熱蒸汽的兩個工藝系統(tǒng)的有機匹配，確保過熱爐爐膛煙氣溫度、流量可根據(jù)過熱蒸汽量需求快速進行調節(jié)。本不僅運行安全，而且有效地節(jié)省了原真空精煉爐生產所需要的高品質蒸汽，最大限度的利用余熱， 降低煉鋼能耗和生產成本。


附圖為本發(fā)明工藝流程及裝置示意圖。圖中1-煤氣入口，2-煤氣調節(jié)閥，3-燃燒器，4-爐膛，5-混風室，6-過熱器換熱管束，7-空氣預熱器，8-引風機，9-煙囪，10-鼓風機，11-大氣，12-混風調節(jié)閥，13-煉鋼飽和蒸汽入口，14-汽水分離器，15-噴水減溫器，16-精煉爐過熱蒸汽流量調節(jié)控制閥，17-精煉爐過熱蒸汽接口，18-低壓蒸汽調節(jié)控制閥，19-低壓蒸汽管網接口。
具體實施例方式下面結合附圖與實驗例對本發(fā)明作進一步的說明，但不以任何方式對本發(fā)明加以限制，基于本發(fā)明教導所作的任何變更或改進，均屬于本發(fā)明的保護范圍。本發(fā)明方法包括煙風流程和汽水流程，具體包括
所述的煙風流程，是將轉爐產生的煤氣經煤氣調節(jié)閥、燃燒器后送入燃氣過熱爐，以天然氣點火，與鼓風機送入的預熱助燃空氣混合燃燒，燃燒后的煙氣再與部分助燃空氣混合， 將爐膛煙溫通過混風調節(jié)閥調制到500°C、00°C，然后經過熱器管束、空氣預熱器后，煙溫降至170°C以下，經鍋爐引風機引入煙囪外排；
所述的汽水流程是將煉鋼系統(tǒng)來的飽和蒸汽經燃氣過熱爐入口進入過熱器管束過熱，再經減溫器控制過熱蒸汽溫度在設計范圍內，過熱蒸汽出口分兩路，一路經調節(jié)控制閥調節(jié)后經出口送至精煉爐，另一路經調節(jié)控制閥調節(jié)后經出口送至廠區(qū)低壓蒸汽管網。所述的燃氣過熱爐系一種短時、間歇工作模式的安全型燃氣過熱爐。所述的低品質飽和蒸汽是煉鋼系統(tǒng)富裕的放散低品質蒸汽。所述的燃氣過熱爐所需的煤氣為鋼鐵企業(yè)放散的高爐煤氣、轉爐煤氣或焦爐煤氣。如附圖所示，本發(fā)明裝置包括煤氣調節(jié)閥2、燃燒器3、爐膛4、混風室5、過熱器換熱管束6、空氣預熱器7、引風機8、鼓風機10、混風調節(jié)閥12、汽水分離器14、噴水減溫器 15、蒸汽流量調控閥，所述的煤氣調節(jié)閥2連通設置于燃氣過熱爐爐膛4內的燃燒器3，爐膛后部設置混風室5，大氣通過鼓風機10分別被引入空氣預熱器7和混風室5 ；空氣預熱器7 通過管路連通燃燒器3進氣管路；煉鋼飽和蒸汽入口 13經汽水分離器14連通過熱蒸汽換熱管束6，熱蒸汽換熱管束6出口連接噴水減溫器15，噴水減溫器15出口連接精煉爐過熱蒸汽流量調節(jié)控制閥16至精煉爐過熱蒸汽接口 17。所述的噴水減溫器15出口一路連接精煉爐過熱蒸汽流量調節(jié)控制閥16至精煉爐過熱蒸汽接口 17 ；另一路經低壓蒸汽調節(jié)控制閥18至低壓蒸汽管網接口 19。
本發(fā)明的工作原理
當精煉爐用汽時，快速打開煤氣進氣調節(jié)閥，加大送入過熱爐爐膛的煤氣量，加大給熱量以提高混風室的煙溫至約800°C，同時通過蒸汽管道上的調節(jié)閥控制蒸汽溫度和蒸汽供給量，快速響應精煉爐的供汽要求；低壓蒸汽管道與過熱爐出口蒸汽管道之間設置調節(jié)閥， 當精煉爐不用汽時，關小煤氣進氣調節(jié)閥，減少煤氣供給量，降低混風室煙溫至約500°C，減小鼓風機、引風機轉速，關閉供給精煉爐蒸汽調節(jié)閥，此時，將少量煉鋼來的蒸汽通過燃氣過熱爐微過熱后送入就近的低壓蒸汽管網，蒸汽量的大小通過調節(jié)閥進行控制。所述的鍋爐鼓風機、引風機通過變頻控制，實現(xiàn)節(jié)能并控制爐膛煙溫及負壓。通過以上控制手段，當精煉爐不用汽時，通過燃燒少量煤氣維持過熱爐處于熱備狀態(tài)(不熄火)，并讓過熱爐管束中通入適量蒸汽量，確保過熱爐設備運行安全，此時經過熱爐微過熱的煉鋼蒸汽經調節(jié)閥節(jié)流降壓后全部并入就近的低壓飽和蒸汽管網；當精煉爐用汽時，處于熱備狀態(tài)的過熱爐快速增加煤氣量，提高蒸汽溫度，快速響應精煉爐，在過熱爐上設置減溫器，控制出口蒸汽溫度在設計范圍內。本發(fā)明的工作過程煙風流程轉爐煤氣經煤氣調節(jié)閥2、燃燒器3通過天然氣點火在爐膛4與鼓風機10送入空氣預熱器7預熱后的助燃空氣混合燃燒，燃燒后，約1400°C 煙氣再與部分助燃空氣混合，將爐膛4煙溫通過混風調節(jié)閥12調制到500°C、00°C，經過熱器管束6、空氣預熱器7后，煙溫降至170°C以下，經鍋爐引風機8引入煙囪9外排；汽水流程為煉鋼轉爐氣化冷卻煙道蓄熱器來的約1. 2MPa飽和蒸汽經過熱爐入口 13進入過熱器管束6過熱，再經減溫器15控制成225士5°C的過熱蒸汽，過熱蒸汽出口分兩路，其中一路經調節(jié)控制閥16調節(jié)后經出口 17送至精煉爐，另一路經調節(jié)控制閥18調節(jié)后經出口 19 送至廠區(qū)低壓蒸汽管網。當精煉爐用汽時，快速打開煤氣進氣調節(jié)門2，加大進入爐膛4燃燒的煤氣量，加大給熱量(提高混風室5煙溫至約800°C)，同時通過蒸汽管道上的調節(jié)閥16控制蒸汽溫度和蒸汽供給量，快速響應精煉爐供汽要求；在與就近的低壓蒸汽管道與過熱爐出口蒸汽管道之間設置調節(jié)閥18，當精煉爐不用汽時，關小煤氣進氣調節(jié)閥2，減少煤氣供給量(降低混風室煙溫至約500°C)，減小鼓風機10、引風機8轉速，關閉供給精煉爐蒸汽調節(jié)閥16，此時，將少量煉鋼來的蒸汽通過過熱爐微過熱后送入就近的低壓蒸汽管網，蒸汽量的大小通過調節(jié)閥進行控制，控制出口蒸汽溫度為225士5°C。下面以某有限公司RH精煉爐配套燃氣過熱爐余能回收實驗裝置為例，對本發(fā)明做進一步描述，但本發(fā)明不限于本實驗例。本實驗使用燃氣過熱爐包括燃燒器、爐膛、混風室、過熱器換熱管束、空氣預熱器、 引風機、煙囪、鼓風機、噴水減溫器；汽水分離器，額定壓力1. 6MPa、溫度201°C、容量3m3。該RH爐工作時需要壓力為1. OMPa、溫度為210士5°C過熱蒸汽20t/h (最大25t/ h)，每爐冶煉周期38min，用汽時間約20min。該公司有3座IOOt煉鋼轉爐，配套3臺轉爐汽化冷卻系統(tǒng)，配套3臺150m3蓄熱器，所產蒸汽優(yōu)先供往煉鋼RH爐。轉爐汽化冷卻系統(tǒng)設計產汽能力為3X13t/h。蓄熱器出口飽和蒸汽壓力為1.2 MPa，轉爐蓄熱器出口蒸汽量共約39 t/h。公司有富裕放散的轉爐
iS飛。工藝要求即把壓力為1. 2 MPa煉鋼汽化冷卻系統(tǒng)所產飽和蒸汽用燃氣過熱爐過熱至225°C (至RH爐蒸汽入口為210士5°C、壓力>=1. OMPa)，供RH爐的關鍵前置設備真空
泵使用。 經過全廠煤氣綜合平衡，有富余轉爐煤氣可滿足RH爐蒸汽過熱所需煤氣量，熱值約為6300kJ/Nm3，壓力為左右。經熱平衡計算，當精煉爐正常工作時，過熱爐將飽和蒸汽過熱至參數(shù)為225°C、20t/h時，燃氣爐煤氣需要量約450m3/h ；當精煉爐停止工作時，過熱爐熱備狀態(tài)需要的煤氣需要量為180m3/h。
權利要求
1.一種以轉爐廢氣匹配生產精煉爐所需高品質蒸汽的方法，包括煙風流程和汽水流程，其特征在于具體包括A、煙風流程將轉爐產生的煤氣經煤氣調節(jié)閥、燃燒器后送入燃氣過熱爐，以天然氣點火，與鼓風機送入的預熱助燃空氣混合燃燒，燃燒后的煙氣再與部分助燃空氣混合，將爐膛煙溫通過混風調節(jié)閥調制到500°C、00°C，然后經過熱器管束、空氣預熱器后，煙溫降至 170°C以下，經鍋爐引風機引入煙囪外排；B、汽水流程是將煉鋼系統(tǒng)來的飽和蒸汽經燃氣過熱爐入口進入過熱器管束過熱，再經減溫器控制過熱蒸汽溫度在設計范圍內，過熱蒸汽出口分兩路，一路經調節(jié)控制閥調節(jié)后經出口送至精煉爐，另一路經調節(jié)控制閥調節(jié)后經出口送至廠區(qū)低壓蒸汽管網。
2.如權利要求1所述的以轉爐廢氣匹配生產精煉爐所需高品質蒸汽的方法，其特征在于所述飽和蒸汽是煉鋼系統(tǒng)富裕的放散低品質蒸汽。
3.如權利要求1所述的以轉爐廢氣匹配生產精煉爐所需高品質蒸汽的方法，其特征在于所述的煤氣是鋼鐵企業(yè)放散的高爐煤氣、轉爐煤氣或焦爐煤氣。
4.一種實現(xiàn)權利要求1所述的以轉爐廢氣匹配生產精煉爐所需高品質蒸汽的方法，所述的燃氣過熱爐系一種短時、間歇工作模式的安全型燃氣過熱爐。
5.一種實現(xiàn)權利要求1所述的以轉爐廢氣匹配生產精煉爐所需高品質蒸汽的方法的裝置，包括煤氣調節(jié)閥(2)、燃燒器(3)、爐膛(4)、混風室(5)、過熱器換熱管束(6)、空氣預熱器(7)、引風機(8)、鼓風機(10)、混風調節(jié)閥(12)、汽水分離器(14)、噴水減溫器(15)、 蒸汽流量調控閥，其特征在于所述的煤氣調節(jié)閥(2)連通設置于燃氣過熱爐爐膛(4)內的燃燒器(3)，爐膛后部設置混風室(5)，大氣通過鼓風機(10)分別被引入空氣預熱器(7)和混風室(5)；空氣預熱器(7)通過管路連通燃燒器(3)進氣管路；煉鋼飽和蒸汽入口(13) 經汽水分離器(14)連通過熱蒸汽換熱管束(6)，熱蒸汽換熱管束(6)出口連接噴水減溫器 (15)，噴水減溫器(15)出口連接精煉爐過熱蒸汽流量調節(jié)控制閥(16)至精煉爐過熱蒸汽接口(17)；空氣預熱器(7)的煙氣出口經引風機(8)連接煙囪(9)。
6.如權利要求5所述的裝置，其特征在于所述的噴水減溫器(15)出口一路連接精煉爐過熱蒸汽流量調節(jié)控制閥(16)至精煉爐過熱蒸汽接口( 17);另一路經低壓蒸汽調節(jié)控制閥 (18)至低壓蒸汽管網接口(19)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種以轉爐廢氣匹配生產精煉爐所需高品質蒸汽的方法及裝置，本發(fā)明方法包括煙風流程和汽水流程；本發(fā)明裝置為燃氣過熱爐，包括煤氣調節(jié)閥、燃燒器、爐膛、混風室、過熱器、換熱管束、空氣預熱器、引風機、鼓風機混風調節(jié)閥、汽水分離器、噴水減溫器、蒸汽流量調控閥。燃氣過熱爐將煉鋼系統(tǒng)的放散蒸汽和煤氣為作為工作能源，產生真空精煉爐所需的微過熱蒸汽，通過聯(lián)鎖控制燃氣過熱爐的間斷工作，快速響應精煉爐工藝要求。通過燃氣過熱爐實現(xiàn)了煉鋼系統(tǒng)產生間斷且不穩(wěn)定低壓飽和蒸汽，而精煉爐需要間斷且微過熱蒸汽的兩個工藝系統(tǒng)的有機匹配，有效地節(jié)省了原真空精煉爐生產所需要的高品質蒸汽，降低煉鋼能耗和生產成本。
文檔編號C21C7/10GK102534101SQ20121002790
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月9日 優(yōu)先權日2012年2月9日
發(fā)明者耿加祥 申請人:九源天能(北京)科技有限公司昆明分公司