專利名稱：電爐雙除塵余熱回收系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電爐余熱回收設(shè)備，具體涉及一種電爐雙除塵余熱回收系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的電爐煙氣冷卻大部分為水冷方式，少量開始實施汽化冷卻進行余熱回收， 從技術(shù)本身來看是可行的，但從電爐余熱回收系統(tǒng)的安全性、回收效率、回收蒸汽的品質(zhì)、 與電爐冶煉工況的匹配、布置的合理性和經(jīng)濟性等方面考慮，存在一定的缺陷。在安全性方面，入口段煙道采用中壓強制循環(huán)系統(tǒng)。由于電爐煙氣具有周期性變 化大的特點，冷卻煙道的工作條件差，熱負(fù)荷變化劇烈，特別是靠近爐口的煙道，熱強度高， 并隨電爐冶煉工藝變化而變化，如冷卻不當(dāng)極易造成煙道受熱面的損壞，影響正常生產(chǎn)，因 此入口段煙道不宜采用中壓強制循環(huán)系統(tǒng)。另外，中小型電爐熔煉It鋼約產(chǎn)生8 12kg粉塵，而大電爐每熔煉It鋼約產(chǎn)生 20kg粉塵；在吹氧階段，煙氣含塵濃度最高可達20 30g/Nm3，顆粒度分布于0. 1 100 μ m 之間，且隨著熔化期向氧化期轉(zhuǎn)移，其粉塵顆粒度逐漸變細(xì)，估計90%的粒度是不大于 10 μ m,且主要成分為氧化鐵，具有較強的粘結(jié)性。所以該種煙塵極易吸附在余熱回收裝置 換熱面上且難易清除。有鑒于此，尋求一種電爐雙除塵余熱回收系統(tǒng)及方法成為該領(lǐng)域技術(shù)人員的追求 目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種電爐雙除塵余熱回收系統(tǒng)及方法，它克服了上述現(xiàn)有技 術(shù)所存在的問題，以達到在克服上述不利情況的條件下，最大限度地回收電爐煙氣中的余 熱目的。本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下一種電爐雙除塵余熱回收系統(tǒng)，包括依次連接的入口段移動煙道(10)、沉降室 (12)、水平段汽化煙道(14)、旋風(fēng)除塵器(16)、對流換熱裝置(7)、省煤器(5)以及除塵系 統(tǒng)；還包括除氧器(3)、低壓強制循環(huán)泵(9)以及汽化冷卻門(13)；所述除氧器(3)通 過低壓強制循環(huán)泵(9)連接入口段移動煙道(10)的下部以及汽化冷卻門(13)，入口段移動 煙道(10)的上部以及汽化冷卻門(13)再通過管道連接除氧器(3)；還包括汽包(6)及中壓強制循環(huán)泵(8)；所述汽包(6)通過中壓強制循環(huán)泵(8)連 接水平段汽化煙道(14)，且汽包(6)通過管道連接水平段汽化煙道(14)，進行循環(huán)；所述汽化冷卻門(13)設(shè)置在沉降室(12)中。所述電爐雙除塵余熱回收系統(tǒng)還包括軟水箱(1)以及除氧器給水泵(2)；所述軟 水箱(1)通過除氧器給水泵(2)連接除氧器(3)，進行給水。所述電爐雙除塵余熱回收系統(tǒng)還包括鍋爐給水泵(4)，通過管道分別連接除氧器(3)以及省煤器(5)，給汽水系統(tǒng)供水。所述電爐雙除塵余熱回收系統(tǒng)還包括汽化冷卻斜煙道(11)，分別連接入口段移動 煙道(10)以及沉降室(12)。所述電爐雙除塵余熱回收系統(tǒng)還包括液壓傳動裝置(15)，連接入口段移動煙道 (10)。所述水平段汽化煙道(14)通過彈簧吊架懸吊于電爐平臺。所述對流換熱裝置(7)為垂直排管形式，煙氣作橫向沖刷對流管束，所述對流換 熱裝置(7)通過集中下降管和汽水連管相連接。一種電爐雙除塵余熱回收方法，包括以下步驟A.煙氣從電爐爐膛經(jīng)入口段移動煙道、汽化冷卻斜煙道冷卻后進入沉降室，煙氣 中含有的CO可燃?xì)怏w在上述煙道及沉降室內(nèi)與從入口段煙道混入的空氣混合燃燒，產(chǎn)生 高溫度的廢氣；B.煙氣中的大顆粒煙塵在進入沉降室后隨著煙氣流速的減緩，漂落至沉降室底 部，燃燒降塵后煙氣經(jīng)水平段汽化煙道冷卻、旋風(fēng)除塵器降塵后進入對流換熱段；C.煙氣在對流換熱裝置中換熱降溫后經(jīng)省煤器再次降溫后最后進入除塵系統(tǒng)，除 塵排放；其中，煙氣入口段煙道進口溫度1200°C，燃燒、降塵降溫后省煤器出口溫度低于 250 "C。本發(fā)明由于采用了以上技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的電爐雙除塵余 熱回收系統(tǒng)及方法在克服現(xiàn)有技術(shù)不利情況的條件下，最大限度地回收利用電爐煙氣中的 余熱。


圖1是本發(fā)明的一種電爐雙除塵余熱回收系統(tǒng)的示意圖。圖2是本發(fā)明的一種電爐雙除塵余熱回收方法的流程圖。附圖標(biāo)記1為軟水箱，2為除氧器給水泵，3為除氧器，4為鍋爐給水泵，5為省煤器，6為汽 包，7為對流換熱裝置，8為中壓強制循環(huán)泵，9為低壓強制循環(huán)泵，10為入口段移動煙道，11 為汽化冷卻斜煙道，12為沉降室，13為汽化冷卻門，14為水平段汽化煙道，15為液壓傳動裝 置，16為旋風(fēng)除塵器。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作詳細(xì)說明。參看圖1，本發(fā)明提供了一種電爐雙除塵余熱回收系統(tǒng)，主要由軟水箱1、除氧器 給水泵2、除氧器3、鍋爐給水泵4、省煤器5、汽包6、對流換熱裝置7、中壓強制循環(huán)泵8、低 壓強制循環(huán)泵9、入口段移動煙道10、汽化冷卻斜煙道11、沉降室12、汽化冷卻門13、水平段 汽化煙道14、液壓傳動裝置15以及旋風(fēng)除塵器16組成。入口段移動煙道10、沉降室12、水平段汽化煙道14、旋風(fēng)除塵器16、對流換熱裝置 7、省煤器5以及除塵系統(tǒng)依次連接。除氧器3通過低壓強制循環(huán)泵9連接入口段移動煙道10的下部集箱，入口段移動煙道10的上部集箱再通過管道與除氧器3連接。除氧器3通過低壓強制循環(huán)泵9連接入口段移動煙道10和汽化冷卻門13，入口段 移動煙道10和汽化冷卻門13再通過管道連接除氧器3進行循環(huán)。汽包6通過中壓強制循 環(huán)泵8連接水平段汽化煙道14，水平段汽化煙道14再通過管道連接汽包6進行循環(huán)。汽化 冷卻門13設(shè)置在沉降室12中。軟水箱1通過除氧器給水泵2連接除氧器3。鍋爐給水泵4通過管道分別連接除 氧器3以及省煤器5，省煤器5再通過管道連接汽包6、鍋爐給水系統(tǒng)。汽化冷卻斜煙道11分別連接入口段移動煙道10以及沉降室12。液壓傳動裝置 15連接入口段移動煙道10。水平段汽化煙道14通過彈簧吊架懸吊于電爐平臺。水平段汽 化煙道14分別連接沉降室12以及旋風(fēng)除塵器16。旋風(fēng)除塵器16再連接對流換熱裝置7。 對流換熱裝置7為垂直排管形式，煙氣作橫向沖刷對流管束。對流換熱裝置7通過保溫?zé)?道連接省煤器5。液壓傳動裝置15連接入口段移動煙道10。參看圖2，本發(fā)明還提供了一種電爐雙除塵余熱回收方法，采用上述電爐雙除塵余 熱回收系統(tǒng)，包括以下步驟A.煙氣從電爐爐膛經(jīng)入口段移動煙道、汽化冷卻斜煙道冷卻后進入沉降室，煙氣 中含有的CO等可燃?xì)怏w在上述煙道及沉降室內(nèi)與從入口段煙道混入的空氣混合燃燒，產(chǎn) 生高溫度的廢氣。B.煙氣中的大顆粒煙塵在進入沉降室后隨著煙氣流速的減緩，漂落至沉降室底 部，燃燒降塵后煙氣經(jīng)水平段汽化煙道冷卻、旋風(fēng)除塵器降塵后進入對流換熱段。C.煙氣在對流換熱裝置中換熱降溫后經(jīng)省煤器再次降溫后最后進入除塵系統(tǒng)，除 塵排放。其中，煙氣入口段煙道進口溫度1200°C，燃燒、降塵降溫后省煤器出口溫度低于 250 "C。實際使用中，本系統(tǒng)汽水循環(huán)由低壓強制循環(huán)回路、中壓強制循環(huán)回路、自然循環(huán) 回路、直流循環(huán)回路組成。1、低壓強制循環(huán)回路低壓強制循環(huán)回路主要由入口段移動煙道、汽化冷卻門、除氧水箱及低壓強制循 環(huán)泵等設(shè)備組成。來自除氧水箱的給水，經(jīng)低壓強制循環(huán)泵加壓后送至入口段移動煙道，吸 熱后再返回除氧水箱，吸入的熱量用于加熱補充水以減少加熱軟水用蒸汽量。本系統(tǒng)利用 除氧水箱作為低壓循環(huán)回路的低壓汽包。2、中壓強制循環(huán)回路中壓強制循環(huán)汽化冷卻回路主要由水平汽化煙道、沉降室汽化冷卻壁、中壓強制 循環(huán)泵、汽包等設(shè)備組成。冷卻水由強制循環(huán)泵從汽包吸水加壓送至水平汽化煙道、沉降室 汽化冷卻壁，吸熱后汽水混合物返回至汽包進行汽水分離，分離出的蒸汽送至蒸汽蓄熱器； 補充給水及分離出的水繼續(xù)循環(huán)冷卻。3、中壓自然循環(huán)回路中壓自然循環(huán)汽化冷卻回路，由于對流換熱裝置吸收的熱量產(chǎn)生的動力足以克服 其循環(huán)阻力，并能形成滿足循環(huán)冷卻所需的流速，為此，可降低系統(tǒng)的運行能耗和成本，此 部分煙道循環(huán)冷卻采用自然循環(huán)回路。
4、直流循環(huán)回路直流循環(huán)汽化冷卻回路，由于進入省煤器的煙氣溫度約在360°C 300°C之間，為 了保證省煤器的傳熱性能和省煤器出口的煙氣溫度，所以省煤器采用直流循環(huán)回路。循環(huán) 回路采用全密閉熱水循環(huán)系統(tǒng)，系統(tǒng)由除氧器、鍋爐給水泵、省煤器、汽包組成。除氧器中的 水經(jīng)鍋爐給水泵加壓送至省煤器換熱，吸熱后的熱水進行其它汽水循環(huán)。本發(fā)明中的主要設(shè)備介紹如下(1)入口段移動煙道入口段移動煙道具有收集爐氣、混風(fēng)燃燒和防噴涂料散落的作用，因其靠近煉鋼 爐爐口，工作環(huán)境惡劣，設(shè)計時將爐口段煙道與除氧器通過循環(huán)泵連接，組成低壓強制循環(huán) 冷卻系統(tǒng)，這樣既可達到冷卻煙氣的目的，又可作為除氧器的熱源。爐口段煙道可以在軸向 小范圍滑動，確保合適的空氣量進入爐口段煙道內(nèi)與爐氣中CO完全燃燒，充分回收爐氣的 化學(xué)熱。為使每根冷卻管道流量均勻，在管道人口處設(shè)置節(jié)流裝置。(2)沉降室含塵煙氣通過沉降室預(yù)除塵，大顆粒的粉塵因流速的改變和慣性力的作用在沉降 室內(nèi)得以沉降下來，沉降室四周及底部采用爐墻砌筑結(jié)構(gòu)，而沉降室頂部則采用強制循環(huán) 汽化冷卻覆管爐墻。沉降室側(cè)面靠底部設(shè)置一個出灰門，出灰門采用低壓強制循環(huán)。(3)水平汽化煙道水平汽化冷卻煙道采用中壓強制循環(huán)方式，即汽化冷卻煙道與汽包通過循環(huán)泵連 接起來。煙道設(shè)有一個檢修孔，采用工業(yè)水冷卻。水平煙道通過彈簧吊架懸吊于電爐平臺 下，煙道間設(shè)置膨脹節(jié)以吸收煙道的膨脹位移。煙道由ψ 38X5的冷卻管和t6扁鋼膜式壁 組成。(4)旋風(fēng)除塵器為了進一步降低對流換熱裝置入口煙氣的粉塵含量的原始濃度，減輕對流段積灰 和磨損，在汽化煙道后與對流換熱裝置間設(shè)置高溫旋風(fēng)分離器，旋風(fēng)分離器設(shè)計為側(cè)進風(fēng) 上排氣結(jié)構(gòu)。(5)對流換熱裝置對流換熱裝置為本余熱鍋爐主要蒸發(fā)受熱面，采用垂直排管形式，煙氣作橫向沖 刷對流管束。每四組排管間設(shè)置兩臺壓縮空氣吹灰器及一個檢查人孔，對流受熱面排管沿 煙氣通道均勻布置。對流換熱裝置與汽包通過集中下降管和汽水連管相連形成自然循環(huán)。(6)省煤器為滿足除塵要求和提高余熱利用率，進一步降低煙氣溫度，在對流換熱裝置后面 布置省煤器，煙氣從對流換熱裝置側(cè)面進入省煤段煙道，作橫向沖刷對流管束。鍋爐給水通 過給水泵經(jīng)過省煤器進入汽包。本發(fā)明的實際使用方式如下本發(fā)明為采用汽化煙道加對流換熱裝置的雙除塵余熱回收系統(tǒng)。整個系統(tǒng)由入口 段移動煙道10、汽化冷卻斜煙道11、沉降室12、水平汽化煙道14、旋風(fēng)除塵器16、對流換熱 裝置7、省煤器5、汽包6、除氧器3、軟水箱1、除氧器給水泵2、鍋爐給水泵4、低壓強制循環(huán) 泵9、中壓強制循環(huán)泵8等組成。煙氣從電爐爐膛經(jīng)入口段移動煙道、汽化冷卻斜煙道冷卻后進入沉降室，煙氣中含有的CO等可燃?xì)怏w在上述煙道及沉降室內(nèi)與從入口段煙道混入的空氣混合燃燒，產(chǎn)生 高溫度的廢氣。煙氣中的大顆粒煙塵在進入沉降室后隨著煙氣流速的減緩，漂落至沉降室 底部，燃燒降塵后煙氣經(jīng)水平段汽化煙道冷卻、旋風(fēng)除塵器降塵后進入對流換熱段。煙氣在 對流換熱裝置中換熱降溫后經(jīng)省煤器再次降溫后，最后進入除塵系統(tǒng)，除塵排放。煙氣入口 段煙道進口溫度1200°C，燃燒、降塵降溫后省煤器出口溫度低于250°C。本系統(tǒng)中設(shè)置了兩處降塵措施，沉降室和旋風(fēng)除塵器。沉降室的主要作用是將大 顆粒的粉塵沉降。旋風(fēng)除塵器的主要作用是進一步降塵，使進入對流換熱裝置的煙氣灰塵 降低，使對流換熱裝置不易積灰和磨損。本發(fā)明由于采用了以上技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的電爐雙除塵余 熱回收系統(tǒng)及方法在克服現(xiàn)有技術(shù)不利情況的條件下，最大限度地回收利用電爐煙氣中的 余熱當(dāng)然，本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的一般技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，上述實施例僅是用來說明本發(fā) 明，而并非用作對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對上述實施例的變化、 變型等都將落在本發(fā)明權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種電爐雙除塵余熱回收系統(tǒng)，其特征在于包括依次連接的入口段移動煙道(10)、沉降室(12)、水平段汽化煙道(14)、旋風(fēng)除塵器(16)、對流換熱裝置(7)、省煤器(5)以及除塵系統(tǒng)；還包括除氧器(3)、低壓強制循環(huán)泵(9)以及汽化冷卻門(13)；所述除氧器(3)通過低壓強制循環(huán)泵(9)連接入口段移動煙道(10)的下部以及汽化冷卻門(13)，入口段移動煙道(10)的上部以及汽化冷卻門(13)再通過管道連接除氧器(3)；還包括汽包(6)及中壓強制循環(huán)泵(8)；所述汽包(6)通過中壓強制循環(huán)泵(8)連接水平段汽化煙道(14)，且汽包(6)通過管道連接水平段汽化煙道(14)，進行循環(huán)；所述汽化冷卻門(13)設(shè)置在沉降室(12)中。
2.如權(quán)利要求1所述的電爐雙除塵余熱回收系統(tǒng)，其特征在于還包括軟水箱(1)以 及除氧器給水泵(2)；所述軟水箱(1)通過除氧器給水泵(2)連接除氧器(3)，進行給水。
3.如權(quán)利要求1所述的電爐雙除塵余熱回收系統(tǒng)，其特征在于還包括鍋爐給水泵 (4)，通過管道分別連接除氧器(3)以及省煤器(5)，給汽水系統(tǒng)供水。
4.如權(quán)利要求1所述的電爐雙除塵余熱回收系統(tǒng)，其特征在于還包括汽化冷卻斜煙 道(11)，分別連接入口段移動煙道(10)以及沉降室(12)。
5.如權(quán)利要求1所述的電爐雙除塵余熱回收系統(tǒng)，其特征在于還包括液壓傳動裝置 (15)，連接入口段移動煙道(10)。
6.如權(quán)利要求1所述的電爐雙除塵余熱回收系統(tǒng)，其特征在于所述水平段汽化煙道 (14)通過彈簧吊架懸吊于電爐平臺。
7.如權(quán)利要求1所述的電爐雙除塵余熱回收系統(tǒng)，其特征在于所述對流換熱裝置(7) 為垂直排管形式，煙氣作橫向沖刷對流管束，所述對流換熱裝置(7)通過集中下降管和汽 水連管相連接。
8.一種電爐雙除塵余熱回收方法，其特征在于包括以下步驟A.煙氣從電爐爐膛經(jīng)入口段移動煙道、汽化冷卻斜煙道冷卻后進入沉降室，煙氣中含 有的CO可燃?xì)怏w在上述煙道及沉降室內(nèi)與從入口段煙道混入的空氣混合燃燒，產(chǎn)生高溫 度的廢氣；B.煙氣中的大顆粒煙塵在進入沉降室后隨著煙氣流速的減緩，漂落至沉降室底部，燃 燒降塵后煙氣經(jīng)水平段汽化煙道冷卻、旋風(fēng)除塵器降塵后進入對流換熱段；C.煙氣在對流換熱裝置中換熱降溫后經(jīng)省煤器再次降溫后最后進入除塵系統(tǒng)，除塵排放；其中，煙氣入口段煙道進口溫度1200°C，燃燒、降塵降溫后省煤器出口溫度低于 250 °C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電爐雙除塵余熱回收系統(tǒng)，包括依次連接的入口段移動煙道、沉降室、水平段汽化煙道、旋風(fēng)除塵器、對流換熱裝置、省煤器以及除塵系統(tǒng)；還包括除氧器、低壓強制循環(huán)泵、汽化冷卻門、汽包以及中壓強制循環(huán)泵。除氧器通過低壓強制循環(huán)泵連接入口段移動煙道的下部以及汽化冷卻門，入口段移動煙道的上部以及汽化冷卻門再通過管道連接除氧器。汽包通過中壓強制循環(huán)泵連接水平段汽化煙道，且汽包通過管道連接水平段汽化煙道，進行循環(huán)。汽化冷卻門設(shè)置在沉降室中。本發(fā)明的電爐雙除塵余熱回收系統(tǒng)及方法在克服現(xiàn)有技術(shù)不利情況的條件下，最大限度地回收利用電爐煙氣中的余熱。
文檔編號F27D17/00GK101893388SQ20101025110
公開日2010年11月24日 申請日期2010年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月12日
發(fā)明者方國紅, 施國華, 李軍 申請人:寶鋼工程技術(shù)集團有限公司