專利名稱：一種氬氧脫碳爐除塵及余熱利用系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種適用于冶金、建材、暖通等行業(yè)的氬氧脫碳爐除塵及余熱利用系 統(tǒng)。
背景技術：
氬氧脫碳爐簡稱為AOD爐，它包括屋頂罩、沉降室、直接混冷風閥、噴霧冷卻器、 風機電機、機力空冷器、布袋除塵器、水冷密排管、電動閥門、排氣筒與增加風機等。屋頂罩主要作用使AOD爐在加料和出鋼等過程中瞬間所產(chǎn)生的大量含塵熱氣流 煙塵，即二次煙氣貯留在廠房屋架內，然后在一個適當?shù)臅r間內有組織地被抽走；沉降室是由高鋁磚和保溫材料等組成，一般成方型，作用是能燒除有毒有害氣體，而 且還要有初除塵的作用；直接混冷風閥將高溫度熱煙氣混入冷風，以達到煙氣降溫的目的； 噴霧冷卻器通過向高溫煙氣噴入適當?shù)钠旌衔镱w粒，使高溫煙氣在瞬間冷卻到 相應的不飽和氣體，以達到煙氣降溫的目的； 風機電機除塵系統(tǒng)動力源；機力空冷器冷卻設備采用直流風機為動力，利用常溫空氣對高溫熱煙塵氣進行強制 吹風冷卻；布袋除塵器是一種能有效控制煙氣污染的設備，利用一種周期地向濾料內噴吹壓縮 空氣來達到清除濾料積灰目的；水冷密排管以水冷管密排形式組成煙道，冷卻水在水冷管內通過并與在管外通過的 高溫煙氣進行間接傳熱冷卻；電動閥門為滿足除塵系統(tǒng)煙氣量的調節(jié)和切換以及系統(tǒng)某部分檢修的需要，除塵系 統(tǒng)各分支管道上應有閥門，閥門形式通常為圓形或矩形狀；排氣筒用來排放經(jīng)除塵設備凈化處理后的廢氣，或排放未經(jīng)處理的氣體； 增加風機當系統(tǒng)管網(wǎng)阻力較大時，可在阻力較大的一側管道上設置，這樣不但可以降 低系統(tǒng)主風機的功率，而且還可以保證這一側管路的抽氣效果；現(xiàn)有AOD爐的缺點1、直接混冷風方式其降溫后的風量增加很大，需要增加系統(tǒng)管 道、風機電機、除塵器的初投資和運行費用。2、水冷密排管方式其冷卻時需要大量的冷卻 水，管道重量大需占用和配置論卻水的公輔設施，受到場地限制。3、機力空冷器方式降溫 效果差，其進口煙氣溫度不宜大于500°C，降溫范圍有限，容易堵灰影響換熱和導致系統(tǒng)惡 化。4、噴霧冷卻器方式消耗冷卻水，增加煙氣中水的含量，不僅使除塵器布袋容易結露，還 容易造成布袋水解失效，對噴水量的控制精度要求很高，降溫范圍有限；5、冷卻時程長，冷 卻的效率低；6、使用動力設備強制冷卻，耗能；7、水冷密排管工藝布置不靈活，耗材大；8、 冷卻設備阻力大，增大整個除塵系統(tǒng)的總動能；9、檢修工作量大，除塵器容易燒布袋；10、 主要是熱煙塵熱能不能利用，白白浪費，不產(chǎn)生飽和蒸汽。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術中存在的不足，提供一種熱煙塵熱能能充分利用、 產(chǎn)生飽和蒸汽、實現(xiàn)能源再利用的氬氧脫碳爐除塵及余熱利用系統(tǒng)。按照本發(fā)明提供的技術方案，所述氬氧脫碳爐除塵及余熱利用系統(tǒng)，它包括在氬 氧脫碳爐周圍固定安裝的煙氣導流板，在氬氧脫碳爐上方固定有滑軌，在滑軌上滑動連接 有滑架小車，在滑軌的上方設有變流式屋頂煙罩，變流式屋頂煙罩的排氣端口通過管道連 接除塵器的進氣端口，除塵器的排氣端口通過管道連接主風機的進氣端口，主風機的排氣 端口通過管道連接排氣筒的進氣端口 ；在氬氧脫碳爐的上方、滑軌的下方設有煙氣吸口罩， 煙氣吸口罩的排氣端口通過管道連接余熱鍋爐的進氣端口，余熱鍋爐的排氣端口通過管道 連接增壓風機的進氣端口，增壓風機的排氣端口通過管道并入變流式屋頂煙罩的排氣端口 與除塵器的進氣端口之間的管道上。在煙氣吸口罩的排氣端口與余熱鍋爐的進氣端口之間的管道上設有燃燒沉降室。 所述的除塵器為布袋除塵器或者靜電除塵器。所述的除塵器為火花捕集式低壓脈沖布袋除 塵器。在變流式屋頂煙罩的排氣端口與除塵器的進氣端口之間的管道上依次設有電動閥門 與混風閥。增壓風機的排氣端口通過管道并入電動閥門與混風閥之間的管道上。所述的余 熱鍋爐為翅片管式余熱鍋爐。本發(fā)明具有如下優(yōu)點1、冷卻的效率高；2、整個系統(tǒng)能耗小；3、除塵器不容易燒 布袋；4、檢修工作量小；5、主要是熱煙塵熱能能夠充分利用，產(chǎn)生飽和蒸汽，實現(xiàn)能源再利 用；6、系統(tǒng)很好的動態(tài)跟蹤、反饋、監(jiān)視、報警等能力，在生產(chǎn)實際的波動很大，非常穩(wěn)定； 7、占地面積小、系統(tǒng)阻力小。


圖1是本發(fā)明的整體結構示意圖。
具體實施例方式下面結合具體附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。如圖所示該氬氧脫碳爐除塵及余熱利用系統(tǒng)，它包括在氬氧脫碳爐15周圍固定 安裝的煙氣導流板8，在氬氧脫碳爐15上方固定有滑軌6，在滑軌6上滑動連接有滑架小車 16，在滑軌6的上方設有變流式屋頂煙罩1，變流式屋頂煙罩1的排氣端口通過管道連接除 塵器4的進氣端口，除塵器4的排氣端口通過管道連接主風機14的進氣端口，主風機14的 排氣端口通過管道連接排氣筒5的進氣端口 ；在氬氧脫碳爐15的上方、滑軌6的下方設有 煙氣吸口罩7，煙氣吸口罩7的排氣端口通過管道連接余熱鍋爐11的進氣端口，余熱鍋爐 11的排氣端口通過管道連接增壓風機2的進氣端口，增壓風機2的排氣端口通過管道并入 變流式屋頂煙罩1的排氣端口與除塵器4的進氣端口之間的管道上。在煙氣吸口罩7的排氣端口與余熱鍋爐11的進氣端口之間的管道上設有燃燒沉 降室9。所述的除塵器4為布袋除塵器或者靜電除塵器。所述的除塵器4為火花捕集式低 壓脈沖布袋除塵器。在變流式屋頂煙罩1的排氣端口與除塵器4的進氣端口之間的管道上 依次設有電動閥門12與混風閥3。所述的煙氣吸口罩7為異性式水冷密排管吸口罩。增壓 風機2的排氣端口通過管道并入電動閥門12與混風閥3之間的管道上。所述的余熱鍋爐11為翅片管式余熱鍋爐。變流式屋頂煙罩1 該罩體不受AOD爐工藝設備布置的限制，不妨礙車間各生產(chǎn)設 備的工藝操作和維修，將AOD爐頂部范圍內的廠房屋架加以合理的圍擋形成排煙罩，其結 構形式的設計應與建筑密切配合，做成方錐體或長棱錐體，錐體壁板傾角以45飛0°為佳， 變流式屋頂煙罩1內設有導流增速板，在四個角上裝有“活動式平行連桿機構調速板”，為 了提高屋頂煙罩斷面吸捕速度。它的主要作用使AOD爐在加料和出鋼等過程中瞬間所產(chǎn)生 的大量含塵熱氣流煙塵，即二次煙氣貯留在廠房屋架內，然后在一個適當?shù)臅r間內有組織 地被抽走。被抽走的粉塵粒徑細小，多在0.廣Sum之間。在整個工藝中起著混入溫煙氣來 降低煙氣溫度；混風閥3 是一種最為簡單的冷卻方式，通常是在除塵器4的進口設置。根據(jù)系統(tǒng)設計 和除塵設備對溫度的要求，直接向高溫煙氣混入冷風，以達到煙氣降溫的目的，保護整個除 塵系統(tǒng)。除塵器4:專用于AOD爐、電爐、轉爐、礦熱爐、回轉窯等的高溫煙氣的凈化，最好 采用火花捕集式低壓脈沖布袋除塵器，這種在低壓脈沖袋除塵器內配置導流式火花捕集裝 置，它有效的捕集了高溫煙氣中的粗顆粒粉塵，起到保護布袋的作用，解決了高溫煙塵常燒 壞布袋的難題，長期穩(wěn)定運行，占地面積小，流速小而均勻，捕集效果高，降低溫度大，更經(jīng) 濟性，排放達標，布袋不容易壞。技術指標煙氣捕集率> 99. 5%，崗位粉塵濃度< 9mg/Nm3， 煙塵排放濃度彡48mg/Nm3，捕集粗顆粒彡20um，除塵器阻力彡(1500 1700)pa，額定過濾速 度彡1. 15m/min,20um以上粗顆粒捕集效率彡95%，布袋壽命彡15個月。運用了重力和慣性 等原理。高煙氣進入除塵器后，經(jīng)過柵架板先把帶有殘余火花撲滅并把粗顆粒進行一次沉 降到灰斗里去，這種柵架板與風道隔箱體板相焊接，其形狀像“口琴式”那樣隔板，在經(jīng)過每 個進氣室中對稱式導流板把中等顆粒再二次沉降下來并落入灰斗里，這樣氣體成二次曲線 流向，使各室流速均勻并起緩沖作用，對布袋保護作用，這種對稱式導流板是成波浪曲線形 導流隔板，其煙氣通過阻力小，有效降低煙氣的溫度。在通過濾袋過濾，凈化后的空氣進入 除塵器上部的凈氣室內，并通過離線閥在到出風道室，最后出除塵器。當濾袋上的粉塵達到 一定厚度，除塵器阻力增加到我們設定值時，用PLC控制來先把其中一個室離線閥關閉再 打開脈沖閥，氣包中壓縮空氣經(jīng)噴吹管，噴嘴向濾袋作瞬間的噴射、振動并反吹濾袋，使粉 塵層破碎脫落，粉塵離開濾袋，落入灰斗，以此循環(huán)。這個過程叫做分室離線清灰，這樣清灰 效果好，不產(chǎn)生逆氣流。整個裝置的箱體板用壓形板和加強筋做成，同時每個室分離隔開， 支架用三角斜撐橫向力造成的框架剪刀，使其整體強度增大，特別是抗傾翻強度上符合風 壓要求。排氣筒5 用來排放經(jīng)除塵設備凈化處理后的廢氣，或排放未經(jīng)處理的氣體。排氣 筒的排放高度與氣體的排放速率和排放濃度有關，排氣筒5的設置又與地方的氣象因素、 地形條件和建筑環(huán)境等有關，要符合國家排放標準；滑架小車6:為了吊住異性式水冷密排管吸口罩，在加料時候將其拉走，保證AOD爐工 作可靠；組成電機減速機、車架、車輪組、鏈輪組、雙排鏈等。煙氣吸口罩7 采用異性式水冷密排管吸口罩，它有許多水冷管道密集排列，密排 管之間采用連續(xù)焊接而成水冷煙道，將其形狀排成90°異性管一樣，使罩口流速20m/s，這 樣使爐口 CO燃燒更充分，混入冷風增多，傳熱能力大，水路明確，運行穩(wěn)定；煙氣導流板8 充分利用AOD爐熱煙氣向上原理，不受車間橫向氣流的干擾，對AOD爐 加料、出鋼和熔煉等產(chǎn)生煙氣進行導向進入變流式屋頂煙罩，AOD爐在冶煉時產(chǎn)生的弧光、 噪聲和輻射等有吸收和遮擋，煙氣導流板排煙罩主要由金屬框架及內外鋼板(內襯隔音消 聲材料)等組成；燃燒沉降室9 是由高鋁磚和保溫材料等組成，一般成拱形型，作用是能燒除有毒有害 氣體，而且還要有初除塵的作用；余熱鍋爐11 利用熱煙塵熱能來產(chǎn)生蒸汽，達到節(jié)能減排目的，余熱鍋爐11最好采用 翅片管式余熱鍋爐，工作時，熱由翅片管式蒸汽發(fā)生器及水預熱器、蒸汽過熱器三部分組 成。其中上下集箱翅片管式蒸汽發(fā)生器是一種新型的蒸汽發(fā)生裝置，它高頻焊接翅片管作 為換熱元件，通過翅片來強化傳熱，整套裝置傳熱效率高，設備結構緊湊，熱側流體流動阻 力小。其基本特點是汽包和產(chǎn)汽部分分離，水的受熱和汽化在翅片管內完成，眾多翅片管通 過上下集箱組成一片，再通過聯(lián)絡管與汽包連接，這就使本套裝置有別于一般上下鍋筒結 構的余熱鍋爐。產(chǎn)汽套管與汽包間用導管相連，管道可任意調整長度，現(xiàn)場布置靈活，適應 了復雜現(xiàn)場的要求。全套設備除給水系統(tǒng)外，無運轉部件，運行可靠，操作維修方便，利用余 熱所產(chǎn)蒸汽可作為生活用汽；電動閥門12 為滿足除塵系統(tǒng)煙氣量的調節(jié)和切換以及系統(tǒng)某部分檢修的需要，除塵 系統(tǒng)各分支管道上應有閥門，閥門形式通常為圓形或矩形狀，特點是氣體流通量大和氣體 壓力低。要實現(xiàn)電動閥門自動控制和遠程控制；電氣控制室13 電氣及自動控制部分是整個除塵系統(tǒng)的中心，控制部分是否可靠將直 接影響到除塵系統(tǒng)能否正常工作，所以電器控制系統(tǒng)應滿足工藝要求，運行穩(wěn)定可靠，安全 經(jīng)濟，操作簡單，維護方便。是由高低控制柜、PLC控制、除塵器4控制、除塵器4清灰卸灰 控制、主風機14電機控制、增壓風機2電機控制、余熱鍋爐11控制與電動閥門12控制部分 等組成。 本發(fā)明的原理是氬氧脫碳爐15在正常冶煉時，煙氣主要通過爐口上方捕集(一次煙氣捕集);在吹氬氣、 加料、出鋼的時候煙氣是通過變流式屋頂煙罩1進行捕集(二次煙氣捕集)，通過管道上電動 閥門12來控制風量大小，將一次煙氣和二次煙氣排煙系統(tǒng)合并設置，其最大的優(yōu)點是利用 二次煙氣較低的含塵濃度很低的煙氣溫度以及大風量的特點，來稀釋和降低一次煙氣中的 高塵和溫度狀況；在這同時熱煙塵經(jīng)過余熱鍋爐11 (翅片管式余熱鍋爐)，通過輻射對流將 熱能吸收，產(chǎn)生飽和蒸汽并收集起來，可用于真空爐冶煉高附加值鋼，資源再利用；除塵器4 (采用HMD—火花捕集式低壓脈沖布袋除塵器):專用于AOD爐、電爐、轉爐、礦 熱爐、回轉窯等的高溫煙氣的凈化，這種在低壓脈沖袋除塵器內配置導流式火花捕集裝置， 它有效的捕集了高溫煙氣中的粗顆粒粉塵，起到保護布袋的作用，解決了高溫煙塵常燒壞 布袋的難題；其工作過程如下在吹氬氣、加料、出鋼時，煙氣從通過變流式屋頂煙罩1，進入低溫鋼管道進入到除塵器 4 (采用HMD—火花捕集式低壓脈沖布袋除塵器)，在通過主風機14到排氣筒5，注意要把增 壓風機2那路管道閥門關閉，在加料時候將電動式滑架小車16、煙氣吸口罩7開走；在正常冶煉時，首先將電動式滑架小車16、煙氣吸口罩7開過來，對準氬氧脫碳爐15的 爐口和固定保溫煙道口，通過增壓風機2產(chǎn)生負壓作用下，使爐口高溫熱煙塵將被吸入煙氣吸口罩7中再到隔熱保溫煙道，進入余熱鍋爐11，來產(chǎn)生和收集飽和蒸汽；通過增壓風機 2到除塵器4，再通過主風機14到排氣筒5，注意要把變流式屋頂煙罩1那路管道閥門開到 一定面積(現(xiàn)場可調)，是來稀釋和降低煙氣中的高塵和溫度。
權利要求
1.一種氬氧脫碳爐除塵及余熱利用系統(tǒng)，其特征是它包括在氬氧脫碳爐(15)周圍 固定安裝的煙氣導流板(8)，在氬氧脫碳爐(15)上方固定有滑軌(6)，在滑軌(6)上滑動連 接有滑架小車(16)，在滑軌(6)的上方設有變流式屋頂煙罩(1)，變流式屋頂煙罩(1)的排 氣端口通過管道連接除塵器(4)的進氣端口，除塵器(4)的排氣端口通過管道連接主風機 (14)的進氣端口，主風機(14)的排氣端口通過管道連接排氣筒(5)的進氣端口 ；在氬氧脫 碳爐(15)的上方、滑軌(6)的下方設有煙氣吸口罩(7)，煙氣吸口罩(7)的排氣端口通過管 道連接余熱鍋爐(11)的進氣端口，余熱鍋爐(11)的排氣端口通過管道連接增壓風機(2 )的 進氣端口，增壓風機(2)的排氣端口通過管道并入變流式屋頂煙罩(1)的排氣端口與除塵 器(4)的進氣端口之間的管道上。
2.如權利要求1所述的氬氧脫碳爐除塵及余熱利用系統(tǒng)，其特征是在煙氣吸口罩(7) 的排氣端口與余熱鍋爐(11)的進氣端口之間的管道上設有燃燒沉降室(9)。
3.如權利要求1所述的氬氧脫碳爐除塵及余熱利用系統(tǒng)，其特征是所述的除塵器(4) 為布袋除塵器或者靜電除塵器。
4.如權利要求3所述的氬氧脫碳爐除塵及余熱利用系統(tǒng)，其特征是所述的除塵器(4) 為火花捕集式低壓脈沖布袋除塵器。
5.如權利要求1所述的氬氧脫碳爐除塵及余熱利用系統(tǒng)，其特征是在變流式屋頂煙 罩(1)的排氣端口與除塵器(4 )的進氣端口之間的管道上依次設有電動閥門(12 )與混風閥 (3)。
6.如權利要求1所述的氬氧脫碳爐除塵及余熱利用系統(tǒng)，其特征是增壓風機(2)的排 氣端口通過管道并入電動閥門(12 )與混風閥(3 )之間的管道上。
7.如權利要求1所述的氬氧脫碳爐除塵及余熱利用系統(tǒng)，其特征是所述的煙氣吸口 罩(7)為異性式水冷密排管吸口罩。
8.如權利要求1所述的氬氧脫碳爐除塵及余熱利用系統(tǒng)，其特征是所述的余熱鍋爐 (11)為翅片管式余熱鍋爐。
全文摘要
本發(fā)明涉及氬氧脫碳爐除塵及余熱利用系統(tǒng)，在氬氧脫碳爐周圍固定安裝的煙氣導流板，在氬氧脫碳爐上方固定有滑軌，在滑軌上滑動連接有滑架小車，在滑軌的上方設有變流式屋頂煙罩，變流式屋頂煙罩的排氣端口連接除塵器的進氣端口，除塵器的排氣端口連接主風機的進氣端口，主風機的排氣端口連接排氣筒的進氣端口；在氬氧脫碳爐的上方、滑軌的下方設有煙氣吸口罩，煙氣吸口罩的排氣端口連接余熱鍋爐的進氣端口，余熱鍋爐的排氣端口連接增壓風機的進氣端口，增壓風機的排氣端口通過管道并入變流式屋頂煙罩的排氣端口與除塵器的進氣端口之間的管道上。本發(fā)明具有如下優(yōu)點冷卻的效率高；除塵器不容易燒布袋；實現(xiàn)能源再利用。
文檔編號F27D17/00GK102052856SQ20111003333
公開日2011年5月11日 申請日期2011年1月31日 優(yōu)先權日2011年1月31日
發(fā)明者張衛(wèi)東, 曹春華, 王建新, 錢洪 申請人:無錫三達環(huán)?？萍加邢薰?br>