CN200996026Y - 实现热风炉高风温的组合换热系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种属于钢铁冶炼设备技术领域内的实现热风炉高风温的组合换热系统，主要由热风炉、前置炉、冷煤气总管、空气中低温热管换热器、类分体式煤气中低温热管换热器和烟囱等构成，冷煤气和空气分别在设置的类分体式煤气中低温热管换热器、空气中低温热管换热器中被预热至280℃左右，进入热风炉燃烧，本实用新型由于换热方式合理，使其采用较小的尺寸即可达到相应的技术效果，因此金属消耗少，同时，其制造和运行费用低，本实用新型可广泛应用于钢铁冶炼行业。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种实现热风炉高风温的组合换热系统，是用于炼钢或炼铁时使用的一种为输送高风温进行合理换热及充分利用余热的系统，属于钢铁冶炼设备技术领域。
背景技术
现有钢铁生产设备中，有一种热风炉换热装置，其主要由热风炉1’、煤气扰流子换热器5’、空气扰流子换热器4’、前置燃烧炉3’、混风室6’、烟气引风机7’、鼓风机8’及冷风总管9’、冷煤气总管12’、烟囱11’和应有的管路和阀门等构成，鼓风机8’出风口经冷风管9’后分为三路：第一路经阀门接通前置燃烧炉3’，可给前置燃烧炉3’直接提供助燃空气；第二路经阀门接通热风炉1’，可给热风炉1’直接提供助燃空气；第三路直接接通空气扰流子换热器4’的空气进口，空气扰流子换热器4’的空气出口经阀门接通热风炉1’；冷煤气经冷煤气总管12’送入系统内，冷煤气总管12’在系统内分为三路：第一路经阀门接通热风炉1’，直接给热风炉1’供气；第二路直接接通前置燃烧炉3’；还有一路接通煤气扰流子换热器5’的煤气进口，煤气扰流子换热器5’的煤气出口经阀门接通热风炉1’，热风炉1’上设有热风出口和烟道总管2’，热风口可用于向高炉内送入高温热风，烟道总管2’用于排出低温烟气，烟道总管2’一路接通引风机7’的进风口，还有一路经阀门接通烟囱11’，必要时，可直接从烟囱11’向外排出烟气；烟气引风机7’的出风口接通混风室6’，所述混风室6’位于前置燃烧炉3’上部，其内部相互连通，前置燃烧炉3’内助燃空气输送来的冷空气和冷煤气管12’输送来的冷煤气混合燃烧，燃烧后的烟气向上进入混风室6’，在混风室6’内和烟气引风机7’来的热风相混合后从位于混风室6’上方的混合烟气出口排出，混合烟气出口分为两路，其中，一路进入空气扰流子换热器4’进行热交换，还有一路进入煤气扰流子换热器5’内进行热交换，经热交换后的两路烟气合为一路接通烟囱11’。
在工作时，采用多个热风炉1’给高炉提供热风，在同等前提下，热风炉1’供风温度越高，高炉内的温度越高，并且易于保持相对较高的温度，现有的技术方案使空气和冷煤气进入热风炉1’前由相应的扰流子换热器进行了预热，使热风炉1’内的温度相应地得到了提高，从而使进入高炉的送风温度得到提高。但现有技术方案的效果尚不够理想，为提高该系统的预热效果，须将全部热风炉1’烟气引入到混风室6’内，与前置燃烧炉3’的约1100℃的燃烧产物相混合，形成500～550℃的混合烟气，分别流入煤气扰流子换热器5’和空气扰流子换热器4’，使空气和煤气预热至250～300℃，由于扰流子换热器传热系数低，为达到相应的换热需求，需要较高的传热温差，设备的体积大，金属耗量大，设备投资高；由于前置燃烧炉3’内的是冷空气和冷煤气，要使其达到较高的排烟温度需要燃烧大量的煤气，使设备的运行费用高。
现有技术中还有一种碳钢-水热管换热器，其采用介质水的气、液两相的变化将热管热端的热能传递到热管冷端，其传热效果良好，若干支热管可以并联使用，为使热管换热器结构紧凑，已经有将热管换热器并联设置为一体的做法，如同时给空气和煤气预热的空、煤气双预热热管换热器，包括煤气进口、煤气出口、烟气进口、烟气出口、空气进口、空气出口和相互隔离的空气、煤气换热本体，热管热端设置于烟气通道内，烟气从烟气进口进入换热器的烟气通道并从烟气出口排出，同时将热能传递给热管，热管将烟气通道内吸收的热量传递给从空气进口和煤气进口来的空气和煤气，经预热后的空气和煤气从空气出口和煤气出口流出。但因碳钢-水热管换热器的工作范围窄，不能将空气和煤气预热至较高的温度。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种实现热风炉高风温的组合换热系统，克服现有热风炉换热装置由于采用的扰流子换热器传热系数低，为了达到相应的换热需求，需要较高的传热温差，设备的体积大，金属耗量大，设备投资高；由于其进入前置燃烧炉内的是冷空气和冷煤气，要使其达到较高的排烟温度需要燃烧大量的煤气，使设备的运行费用高等不足，实现合理换热及充分利用余热，设备体积小，金属消耗少，制造和运行费用低。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的，一种实现热风炉高风温的组合换热系统，包括热风炉、前置燃烧炉、鼓风机、冷空气总管、空气旁通管、冷煤气总管、煤气旁通管、烟气旁通管、引风机和烟囱，鼓风机出风口一路从空气旁通管直接接通热风炉，冷煤气总管一路经煤气管直接接通热风炉，热风炉的热风出口外接高炉，热风炉上的烟道总管一路直接接通烟囱，其特征是：
所述的系统中还设置空气组合式中低温热管换热器、类分体煤气组合式中低温热管换热器；
所述的鼓风机出风口另一路由冷风管接通空气中低温组合式热管换热器的空气进口；
所述的空气组合式中低温换热器的空气出口分为两路，一路经前置燃烧炉空气流量控制阀接通前置燃烧炉烧嘴，另一路接通热风炉；
所述的冷煤气总管另一路经冷煤气支管接通类分体煤气组合式中低温热管换热器的煤气进口；
所述的类分体煤气组合式中低温热管换热器的煤气出口分为两路，一路直接接通热风炉，另一路经前置燃烧炉煤气流量调节阀接通前置燃烧炉烧嘴；
所述的前置燃烧炉的烟气出口接通混风烟道；
所述的热风炉上的烟道总管另一路进混风管道与前置燃烧炉产生的高温烟气混合提高热风炉排出的烟气温度后接通空、煤气组合式中低温热管换热器的烟气进口；经空、煤气组合式中低温热管换热器后接通引风机的进口，引风机的出风口接通烟囱。
本实用新型在正常使用时，可采用多个热风炉给高炉供热风，来自于冷煤气总管的冷煤气在空、煤气组合式中低温热管换热器内被预热至250℃～300℃左右后，大部分送至热风炉，还有小部分送至前置燃烧炉；来自于鼓风机的冷空气在空、煤气组合式中低温热管换热器内被预热至250℃～300℃左右后，经管路送至热风炉、前置燃烧炉，由于进入热风炉的空气和煤气温度相对较高，因此热风炉给高炉的送风温度就高，使高炉的炉温更加易于保持在较高的温度下，能够节约高炉内装填的燃料；前置燃烧炉内由于来气温度较高，使煤气更加容易与空气充分接触燃烧，燃烧至一定温度时所耗煤气量较少，因此可以节省煤气；前置燃烧炉燃烧产生的900℃左右的烟气与来自于烟气总管的烟气混合形成400～500℃左右的混合烟气进入空、煤气组合式中低温热管换热器，以保证空、煤气的预热温度达250℃～300℃左右；通过组合式中低温热管换热器后的烟气温度约150℃左右经引风机引入烟囱排走。本实用新型由于换热方式合理，传热效率高，回收利用了热风炉的烟气余热使其采用较小的设备即可达到相应的节能效果，其设备金属消耗最省，制造和运行费用最低。同时，由于煤气换热器采用类分体式换热结构，使煤气与烟气通道之间有一过渡段，确保煤气与烟气不互窜，使煤气换热设备更为安全。因而，本实用新型可广泛应用于钢铁冶炼行业。
附图说明
图1为现有热风炉换热装置的连接关系图；
图2为本实用新型的连接关系图；
图2中，1热风炉，2烟道总管，3前置燃烧炉，4前置炉煤气支管，5前置炉空气支管，6冷煤气总管，7烟气总管，8空气总管，9空气组合式中低温热管换热器，10类分体煤气中低温热管换热器，11引风机，12煤气支管，13烟囱，14热风炉烟气支管，15烟气混合管，16前置炉烟气管，17鼓风机，18空气支管。
具体实施方式
结合附图和实施例进一步说明本实用新型，如图2所示，本实用新型由热风炉1、前置燃烧炉3、冷煤气总管6、冷空气总管8、空气组合式中低温热管换热器9、类分体煤气组合式中低温热管换热器10、烟囱13、调节阀门和相应的连接管路构成；空气组合式中低温热管换热器9、类分体煤气组合中低温热管换热器10均为整体式结构，空气组合式中低温热管换热器9中的烟气箱和类分体煤气中低温热管换热器中10的烟气箱并联；所述鼓风机产生的冷风一路经空气总管直接进入热风炉；一路接通空气组合式中低温热管换热器9的空气进口，空气组合式中低温热管换热器9的空气出口汇入空气总管8后分为两路：一路经前置炉空气支管5和控制阀接通前置燃烧炉3，另一路经热风管及控制阀接通热风炉1。冷煤气总管一路经煤气总管直接进入热风炉；一路接通类分体煤气组合式中低温热管换热器10的煤气进口，类分体煤气组合式中低温热管换热器10的煤气出口汇入煤气总管后又分为两路：一路经煤气总管及控制阀接通热风炉1，另一路经煤气支管4及控制阀接通前置燃烧炉3，前置燃烧炉3的烟气出口接通烟气混合管15；热风炉1上设有烟道总管2，烟道总管2的管路分成二个支路：一路经烟气管7及控制阀接通烟囱13；一路热风炉烟气支管14与前置炉烟气管16的烟气经烟气混合管15混合后接通空、煤气中低温热管换热器烟气进口；空、煤气组合式中低温热管换热器烟气出口接通引风机11的进口。前置燃烧炉3产生的高温烟气与热风炉1排出的低温烟合后达400℃左右进组合换热装置将空(煤)气预热到250℃～300℃左右送至热风炉1，组合换热装置烟气出口温度控制在150℃左右；利用低温热管与中温热管不同组合适应较宽的烟气温度范围。
Claims (2)
1、一种实现热风炉高风温的组合换热系统，包括热风炉、前置燃烧炉、鼓风机、冷空气总管、空气旁通管、冷煤气总管、煤气旁通管、烟气旁通管、引风机和烟囱，所述的鼓风机出风口一路从空气旁通管直接接通热风炉，所述的冷煤气总管一路经煤气管直接接通热风炉，热风炉的热风出口外接高炉，热风炉上的烟道总管一路直接接通烟囱，其特征是：
所述的系统中还设置空气组合式中低温热管换热器、类分体煤气组合式中低温热管换热器；
所述的鼓风机出风口另一路由冷风管接通空气中低温组合式热管换热器的空气进口；
所述的空气组合式中低温换热器的空气出口分为两路，一路经前置燃烧炉空气流量控制阀接通前置燃烧炉烧嘴，另一路接通热风炉；
所述的冷煤气总管另一路经冷煤气支管接通类分体煤气组合式中低温热管换热器的煤气进口；
所述的类分体煤气组合式中低温热管换热器的煤气出口分为两路，一路直接接通热风炉，另一路经前置燃烧炉煤气流量调节阀接通前置燃烧炉烧嘴；
所述的前置燃烧炉的烟气出口接通混风烟道；
所述的热风炉上的烟道总管另一路进混风管道与前置炉产生的高温烟气混合提高热风炉排出的烟气温度后接通空、煤气组合式中低温热管换热器的烟气进口；经空、煤气组合式中低温热管换热器后接通引风机的进口，引风机的出风口接通烟囱。
2、根据权利要求1所述的实现热风炉高风温的组合换热系统，其特征是所述空气组合式中低温热管换热器、类分体煤气组合式中低温热管换热器均为整体式结构，空气组合式中低温热管换热器中的烟气箱和类分体煤气中低温热管换热器中的烟气箱并联。
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