低溫煙氣餘熱再利用裝置的製作方法

2023-09-18 13:57:35

專利名稱：低溫煙氣餘熱再利用裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及冶金領域，尤其涉及一種用於退火爐的餘熱利用裝置。
背景技術：
通常不鏽鋼帶鋼連續式退火爐的高溫煙氣(80(TC左右)餘熱利用方法 是通過空氣換熱器對爐子燃燒用空氣進行預熱(55(TC左右)，然後將300°C 左右的低溫廢氣由煙囪直接排入大氣。
如圖1所示，其中ll不鏽鋼板帶，12退火爐爐膛，13不鏽鋼板帶連續 退火爐，21助燃風機，22稀釋風機，23排煙風機，31高溫煙道，32低溫煙 道，33煙道閥門，34煙囪，4180(TC高溫廢氣，42 550。C助燃空氣，43 300°C 低溫廢氣，44 30(TC低溫廢氣排至大氣，50熱風管道，60熱風放散閥，71 助燃空氣換熱器。這種方法在不鏽鋼帶鋼機組退火爐13上得到了普遍採納， 而其30(TC左右的低溫廢氣餘熱不僅沒有得到充分利用，還由於退火爐助燃 空氣換熱器71、排煙風機23設備受煙氣溫度限制，往往常開稀釋風機22對 高溫煙氣進行摻冷風稀釋降溫，浪費了寶貴的餘熱資源，增加了廢氣排量。
如圖2所示，其中l乾燥風機，2蒸汽，3熱乾燥風管道，4蒸汽-空氣 熱交換器，5乾燥風加熱至120°C， 6板帶水冷段，7潮溼板帶，8板帶乾燥 段，9乾燥板帶。
板帶乾燥段的主要作用是將通過退火-冷卻的不鏽鋼板帶上殘存水跡烘 幹，有助於下道工序的噴丸除鱗(氧化鐵皮)效果。原工藝方案採用蒸汽-空氣熱交換器4加熱乾燥空氣，平均耗用蒸汽至少1.8噸/h，其乾燥空氣溫 度最高僅能加熱至120°C，同時還受到蒸汽供應質量的制約，使熱風乾燥能 力受到了制約，降低了板帶烘乾效果。同時由於板帶熱風乾燥能力欠缺，在 板帶過乾燥段後經常出現大量潮溼痕跡，影響了噴丸除鱗效果。
綜上所述，相同工藝設備條件情況下的國內同類型機組，普遍存在300 'C左右的低溫廢氣直接排放大氣現象，同時存在經常性常開稀釋風機對高溫煙氣進行摻冷風稀釋降溫，不僅餘熱資源沒有得到充分利用，還增加了廢氣 排量，影響環境保護。
發明內容
本實用新型的目的是提供低溫煙氣餘熱再利用裝置，能充分回收30(TC 左右的低溫廢氣餘熱，使爐內煙氣的最終排放溫度降低至19(TC以下，保護 環境。同時，可將爐子的300'C低溫煙氣餘熱替代蒸汽加熱帶鋼乾燥所用的 熱風至20(TC溫度，有效節約能源，產生良好的經濟效益。
本實用新型的目的是這樣實現的 一種低溫煙氣餘熱再利用裝置，設置 在一低溫煙道上，包括 一乾燥空氣換熱器，設在低溫煙道內，乾燥空氣換 熱器上設有一冷風管路和熱風管路； 一乾燥風機，設在乾燥空氣換熱器的冷 風管路上。
優選地，還包括 一冷風旁通管路，其一端與冷風管路連接，另一端與
熱風管路連接。
優選地，還包括兩隻空氣流量調節閥，分別設在乾燥空氣換熱器的冷
風入口管路和冷風旁通管路並處於乾燥空氣換熱器附近，兩隻空氣流量調節 閥的各自開啟度呈百分比差值控制關係。
優選地，所述低溫煙道為退火爐的低溫煙道。
優選地，所述熱風管路上設有一溫度計。
本實用新型由於採用了以上技術方案，使之與現有技術相比，具有以下
優點和積極效果
由於這種組合餘熱回收系統有效控制了排煙溫度，系統運行時可不需對 高溫廢氣再進行稀釋降溫來保護排煙風機，因此餘熱資源得到了充分利用， 有利於改善溫室效應、環境保護。
同時，廢氣餘熱替代了原乾燥段蒸汽加熱乾燥風的技術方案，可緩和蒸 汽供應緊張的矛盾，能節約乾燥風加熱所需的蒸汽1.5噸/h，年節約蒸汽量
可達11000噸。

圖1為現有技術的退火爐高溫煙氣餘熱利用流程圖。圖2為現有技術的退火爐板帶乾燥段流程圖。 圖3為本實用新型的退火爐低溫煙氣餘熱利用流程圖。 圖4為本實用新型的退火爐板帶乾燥段低溫煙氣餘熱利用流程圖。 圖中，l乾燥風機，2蒸汽，3熱乾燥風管道，4蒸汽-空氣熱交換器，5 乾燥風加熱至12(TC， 6板帶水冷段，7潮溼板帶，8板帶乾燥段，9乾燥板 帶，ll不鏽鋼板帶，12退火爐爐膛，13不鏽鋼板帶連續退火爐，21助燃風 機，22稀釋風機，23排煙風機，31高溫煙道，32低溫煙道，33煙道閥門， 34煙囪，41 80(TC高溫廢氣，42 550'C助燃空氣，43 300'C低溫廢氣，44 300°C 低溫廢氣排至大氣，45 20(TC低溫廢氣排至大氣，50熱風管道，60熱風放散 閥，71助燃空氣換熱器，72乾燥空氣換熱器，721乾燥風機，722空氣流量 調節閥，723乾燥冷風旁通管路，724熱風管路，725熱乾燥空氣送至板帶幹 燥段，726冷風管路。
具體實施方式
如圖3所示，其中ll不鏽鋼板帶，12退火爐爐膛，13不鏽鋼板帶連續 退火爐，21助燃風機，22稀釋風機，23排煙風機，31高溫煙道，32低溫煙 道，33煙道閥門，34煙囪，41 80(TC高溫廢氣，42 550"C助燃空氣，43 30(TC低溫廢氣，45 20(TC低溫廢氣排至大氣，50熱風管道，60熱風放散 閥，71助燃空氣換熱器，72乾燥空氣換熱器，721乾燥風機，722空氣流量 調節閥，723乾燥冷風旁通管路，724熱風管路，725熱乾燥空氣送至板帶幹 燥段，726冷風管路。
如圖4所示，其中3熱乾燥風管道，6板帶水冷段，7潮溼板帶，8板帶 乾燥段，9乾燥板帶。
本實施例在助燃空氣預熱器71的低溫煙氣出口煙道處增設了一乾燥空 氣預熱器72 (圖3)，其上設有一冷風管路726和熱風管路724，熱風管路 724上設有一溫度計，冷風管路726上(即冷風入口處)裝有一乾燥風機721。 並且，本實施例取消了原系統的退火爐板帶乾燥段的蒸汽-空氣熱交換器4 (圖2)，乾燥空氣預熱器72生成的帶鋼乾燥熱空氣通過熱風管路724送至 3熱乾燥風管道(圖4)，用於不鏽鋼板帶11的乾燥。
為避免帶鋼乾燥熱空氣溫度過高，在乾燥空氣預熱器72的冷風管路726 上(即冷風入口處)設置了一乾燥冷風旁通管路723。在千燥冷風旁通管路723和冷風管路726近乾燥空氣換熱器72附近各設置一空氣流量調節閥722， 兩者開啟度呈百分比差值控制關係，即乾燥空氣換熱器72冷風入口調節閥 722開啟度為80%時，乾燥冷風旁通管路723的調節閥722開啟度為20%。當 預熱乾燥熱空氣溫度高於生產工藝規定時，設於冷風入口處的空氣流量調節 閥722可減小開度，以降低預熱空氣量；與此同時，設在乾燥冷風旁通管路 723上的空氣流量調節閥722可打開一定開度，冷風通過乾燥冷風旁通管路 723摻入熱風管路724的乾燥熱空氣中，使乾燥熱空氣溫度降低至合適溫 度。
圖3所示的低溫餘熱回收系統的最終廢氣排出溫度不宜過低，必須控制 在露點溫度以上。因此當爐子處於低負荷運行，出現廢氣排煙溫度過低情況 時，可採用空氣流量調節閥722分流一部分乾燥空氣，以減弱乾燥熱空氣與 廢氣的熱交換。 一般以天然氣作為爐子燃料時，由於其屬低硫清潔燃料，合 理控制空氣過剩係數時，最終廢氣排出溫度可控制在18(TC以上，可有效防 止低溫腐蝕。
本裝置利用低溫煙氣餘熱可將帶鋼乾燥所用的空氣預熱到120 20CTC， 並使煙氣的最終排放溫度由30(TC左右降至200'C左右。本實施例的乾燥風換 熱器72設計參數見表1:
表1乾燥風換熱器設計參數
項 目單位煙氣乾燥空氣平均流量 設計數據最大流量 設計數據平均流量 設計數據最大流量 設計數據
流量Nm3/h482506,032， 00032,000
入口溫度'C3003202020
出口溫度'C190223200250
壓力降kPa< 0.4< 0.4< 1.5< 1.5
熱交換量kW2, 1002600
由表1計算結果可知，乾燥風換熱器72可將乾燥空氣從常溫提高至200 'C，其吸入口的煙氣溫度可由原30(TC降為190°C。系統在正常工況條件下， 不需要進行冷風稀釋高溫廢氣，其稀釋風風機及控制閥可處於常閉待命狀態。
本實施例的具體工作情況如下
當爐子低溫廢氣溫度為29rC時，乾燥風預熱器72可將乾燥風預熱至 149. 1°C (滿足乾燥風溫度大於120'C的需求)，廢氣最終排放溫度為184.5 °C (滿足廢氣排放溫度大於18(TC條件)，此時生產處於較低負荷，因此乾燥
6風預熱器72的空氣流量調節閥722開度為50%。而為防止在低流量時助燃空 氣預熱器產生過熱。系統熱風放散閥60打開100%，以保護熱交換器。
由實驗數據可知，來自低溫餘熱回收系統的乾燥風由熱風保溫管道送至 機組乾燥段時，乾燥風溫度仍高達125. 8°C (滿足工藝需求)。
本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說 明本實用新型，而並非用作為對本實用新型的限定，只要在本實用新型的 實質精神範圍內，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本實用新型的 權利要求書範圍內。
權利要求1. 一種低溫煙氣餘熱再利用裝置，設置在一低溫煙道(32)上，其特徵在於包括一乾燥空氣換熱器(72)，設在低溫煙道(32)內，乾燥空氣換熱器(72)上設有一冷風管路(726)和熱風管路(724)；一乾燥風機(721)，設在乾燥空氣換熱器(72)的冷風管路(726)上。
2. 如權利要求l所述的低溫煙氣餘熱再利用裝置，其特徵在於還包括 一冷 風旁通管路(723)，其一端與冷風管路(726)連接，另一端與熱風管路(724)連接。
3. 如權利要求2所述的低溫煙氣餘熱再利用裝置，其特徵在於還包括兩隻 空氣流量調節閥(722)，分別設在乾燥空氣換熱器(72)的冷風入口管路 和冷風旁通管路(723)並處於乾燥空氣換熱器(72)附近，兩隻空氣流 量調節閥(722)的各自開啟度呈百分比差值控制關係。
4. 如權利要求3所述的低溫煙氣餘熱再利用裝置，其特徵在於所述低溫煙 道(32)為退火爐的低溫煙道。
5. 如權利要求4所述的低溫煙氣餘熱再利用裝置，其特徵在於所述熱風管 路(724)上設有一溫度計。
專利摘要本實用新型公開了一種低溫煙氣餘熱再利用裝置，設置在一低溫煙道上，包括一乾燥空氣換熱器，設在低溫煙道內，乾燥空氣換熱器上設有一冷風管路和熱風管路；一乾燥風機，設在乾燥空氣換熱器的冷風管路上。本實用新型能充分回收300℃左右的低溫廢氣餘熱，使爐內煙氣的最終排放溫度降低至190℃以下，保護環境。同時，可將爐子的300℃低溫煙氣餘熱替代蒸汽加熱帶鋼乾燥所用的熱風至200℃溫度，有效節約能源，產生良好的經濟效益。
文檔編號F26B21/00GK201285212SQ20082015436
公開日2009年8月5日 申請日期2008年10月23日 優先權日2008年10月23日
發明者莊惟琦 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司