立式轉爐余熱鍋爐及其使用方法技術

本發明專利技術涉及熱載體為熱氣體蒸汽的蒸汽鍋爐領域，具體為一種立式轉爐余熱鍋爐及其使用方法。一種立式轉爐余熱鍋爐，包括汽化煙道(1)，其特征是：還包括入口煙箱(21)、出口煙箱(22)、膨脹節(3)、U型連接管(4)、中心管(51)、換熱管(52)、上升管(53)、下降管(54)、上管板(61)、下管板(62)和鍋筒(7)。一種立式轉爐余熱鍋爐的使用方法，其特征是：按如下步驟實施：a.煙氣流程；b.汽水流程。本發明專利技術煙氣的熱能利用率高，冷凝水消耗量低，運行和維護成本低，適應性強。

【技術實現步驟摘要】


本專利技術涉及熱載體為熱氣體蒸汽的蒸汽鍋爐領域，具體為一種立式轉爐余熱鍋爐及其使用方法。

技術介紹

現在轉爐比較常見的煙氣冷卻方式有兩種，即濕法除塵和干法除塵。濕法除塵是將轉爐爐口溢出的溫度在1700℃以上的高溫煙氣先經汽化冷卻煙道收集冷卻降溫至約900℃，再經過一文、二文、脫水器降溫、除塵，最后通過風機送至煤氣柜或煙囪燃燒排放；干法除塵是將轉爐爐口溢出的高溫煙氣先經汽化冷卻煙道收集冷卻降溫至約900℃，再經過蒸汽冷卻器繼續降溫至約200℃，然后再經過電除塵器降除塵，最后通過風機送至煤氣柜或煙囪燃燒排放。
上述兩種轉爐煙氣冷卻回收的方式雖然均設置了汽化冷卻煙道，回收了900℃以上煙氣的高溫顯熱，但卻存在以下缺點。1.未能回收250℃～900℃之間的高溫煙氣顯熱，而這部分顯熱約占可回收總顯熱的38%，造成較大的熱能浪費；2.需消耗蒸汽和水進行后續冷卻處理，噸鋼能耗較高；3.設備數量、能源介質種類較多，運維成本較高。

技術實現思路

為了克服現有技術的缺陷，提供一種熱能利用率高、后續處理簡單、運行成本低的煙氣余熱利用設備，本專利技術公開了一種立式轉爐余熱鍋爐及其使用方法。
本專利技術通過如下技術方案達到專利技術目的：
一種立式轉爐余熱鍋爐，包括汽化煙道，汽化煙道的進煙口和轉爐頂部的排煙口連接，其特征是：還包括入口煙箱、出口煙箱、膨脹節、U型連接管、中心管、換熱管、上升管、下降管、上管板、下管板和鍋筒，
汽化煙道的出煙口通過法蘭連接設于第一殼體頂端的入口煙箱，第一殼體的內腔和第二殼體的內腔互相貫通構成第一內腔，第一殼體的外壁和第二殼體的外壁之間通過膨脹節連接，第二殼體底端的排煙口通過法蘭和U型連接管的進煙口連接，U型連接管的出煙口通過法蘭和設于第一殼體一側的第三殼體底端的進煙口連接，第三殼體的頂端設有出口煙箱，所述法蘭都采用榫槽密封結構；
第一內腔的中心處垂直地設有中心管，中心管的頂端伸出第一殼體的頂端，中心管的底端向U型連接管敞開，中心管的頂端和底端各設一個防爆門；
第一內腔上部和下部的側壁上分別固有上管板和下管板，上管板和下管板都圍繞中心管平均分布，相鄰的上管板之間、相鄰的下管板之間都襯有換熱管；
第三殼體內腔上部和下部的側壁上分別固有上管板和下管板，上管板和下管板都圍繞第三殼體的中心軸線平均分布，相鄰的上管板之間、相鄰的下管板之間都襯有換熱管；
第一殼體、第二殼體和第三殼體的上部分別用至少一根上升管和鍋筒貫通連接，第一殼體、第二殼體和第三殼體的下部分別用至少一根下降管和鍋筒貫通連接，鍋筒內設有汽水分離器，鍋筒頂部設有輸汽口，鍋筒側面設有進水口。
所述的立式轉爐余熱鍋爐，其特征是：還包括節能器，節能器設于第三殼體的頂端和出口煙箱之間；
上升管和鉛垂線之間的夾角在15°～30°，上升管傾斜布置可減少蒸汽停滯；
上管板為蝶形，下管板為平板，上管板和下管板上都設置防磨措施；
入口煙箱、出口煙箱和U型連接管上都設有人孔，以方便設備定期維護，所述人孔采用榫槽密封結構，所述人孔上的墊片采用金屬纏繞墊圈；
在各個殼體的下部和底部中心各設一根排污管，以防水垢在中心管、換熱管、上管板和下管板等處集聚；在各個殼體的四周設置平臺和扶梯，所述平臺采用方格柵架結構，所述扶梯采用柵架踏板結構，方便運行過程中的檢修及后期的維護；在各個殼體下部、中部和上部各設至少3個手孔，以便于檢查并疏通流道；
第一內腔和第三殼體的上部都設有水堰槽，以保證汽水混合物對上管板的沖刷和冷卻，防止上管板和下管板的壁溫過高；
U型連接管的下部設有輸灰系統，輸灰系統將高溫煙氣中飄落的煙塵先收集至儲灰倉內然后利用氣密管輸送至除塵室集中處理。
所述的立式轉爐余熱鍋爐的使用方法，其特征是：按如下步驟實施：
a.煙氣流程：
從轉爐頂部逸出的溫度在1700℃以上并含有大量CO等可燃氣體的高溫煙氣經汽化煙道輸入入口煙箱，經入口煙箱進入第一內腔，高溫煙氣在第一內腔內自上而下流動，即依次流經第一殼體、膨脹節和第二殼體后進入U型連接管，高溫煙氣在第一內腔內的下降過程中，在釋放熱量的同時，隨著流速變化，混雜在高溫煙氣中的煙塵飄落至U型連接管內，去除了煙塵的高溫煙氣經U型連接管輸入第三殼體，高溫煙氣在第三殼體內繼續釋放熱量，隨后從第三殼體頂端的出口煙箱排出，高溫煙氣經多次釋放熱量后從出口煙箱排出時的溫度不超過250℃，滿足后續布袋除塵或電除塵進行除塵排放及回收的需要；
b.汽水流程：
除氧給水由串聯有給水調節閥的給水總管經省煤器加熱后從進水口輸入鍋筒成為爐水，爐水通過各根下降管分別進入第一殼體、第二殼體和第三殼體的下部，進入各個殼體內的爐水和同在殼體內的高溫煙氣發生熱交換，經過熱交換爐水被加熱成汽水混合物，汽水混合物上升至各個殼體的上部，經各根上升管回到鍋筒，汽水混合物經鍋筒內的汽水分離器分離成蒸汽和冷凝水，蒸汽從鍋筒頂部的輸汽口溢出送管網使用，冷凝水加熱成爐水從各根下降管輸出繼續參與汽水流程。
所述的立式轉爐余熱鍋爐的使用方法，其特征是：在步驟a煙氣流程中，高溫煙氣在第三殼體內繼續釋放熱量后，從第三殼體的頂端流經節能器后再從出口煙箱排出。
本專利技術采用立式布置鍋爐，采用列管型結構，阻力小，結構簡單，制作方便，管內結垢時便于清理；鍋爐可利用轉爐平臺進行支撐；可適用于回收利用轉爐余熱煙氣中所蘊含的熱能，產生的高品質中壓蒸汽可用于煉鋼生產。
本專利技術的有益效果是：煙氣的熱能利用率高，冷凝水可循環使用消耗量低，可充分利用原有設施，運行和維護成本低，適應性強。
附圖說明
圖1是本專利技術的結構示意圖；
圖2是上管板的結構示意圖；
圖3是下管板的結構示意圖。
具體實施方式
以下通過具體實施例進一步說明本專利技術。
實施例1
一種立式轉爐余熱鍋爐，包括汽化煙道1，汽化煙道1的進煙口和轉爐100頂部的排煙口連接，其特征是：還包括入口煙箱21、出口煙箱22、膨脹節3、U型連接管4、中心管51、換熱管52、上升管53、下降管54、上管板61、下管板62、鍋筒7和節能器8，
汽化煙道1的出煙口通過法蘭連接設于第一殼體11頂端的入口煙箱21，第一殼體11的內腔和第二殼體12的內腔互相貫通構成第一內腔10，第一殼體11的外壁和第二殼體12的外壁之間通過膨脹節3連接，第二殼體12底端的排煙口通過法蘭和U型連接管4的進煙口連接，U型連接管4的出煙口通過法蘭和設于第一殼體11一側的第三殼體13底端的進煙口連接，第三殼體13的頂端設有出口煙箱22，節能器8設于第三殼體13的頂端和出口煙箱22之間，所述法蘭都采用榫槽密封結構；
第一內腔10的中心處垂直地設有中心管51，中心管51的頂端伸出第一殼體11的頂端，中心管51的底端向U型連接管4敞開，中心管51的頂端和底端各設一個防爆門；
第一內腔10上部和下部的側壁上分別固有上管板61和下管板62，上管板61和下管板62都圍繞中心管51平均分布，相鄰的上管板51之間、相鄰的下管板62之間都襯有換熱管52；
第三殼體13內腔上部和下部的側壁上分別固有上管板61和下管板62，上管板61和下管板62都圍繞第三殼體13的中心軸線平均分布，相鄰的上管板51之間、相鄰的下管板62之間都襯有換熱管52；
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【技術保護點】
一種立式轉爐余熱鍋爐，包括汽化煙道(1)，汽化煙道(1)的進煙口和轉爐(100)頂部的排煙口連接，其特征是：還包括入口煙箱(21)、出口煙箱(22)、膨脹節(3)、U型連接管(4)、中心管(51)、換熱管(52)、上升管(53)、下降管(54)、上管板(61)、下管板(62)和鍋筒(7)，汽化煙道(1)的出煙口通過法蘭連接設于第一殼體(11)頂端的入口煙箱(21)，第一殼體(11)的內腔和第二殼體(12)的內腔互相貫通構成第一內腔(10)，第一殼體(11)的外壁和第二殼體(12)的外壁之間通過膨脹節(3)連接，第二殼體(12)底端的排煙口通過法蘭和U型連接管(4)的進煙口連接，U型連接管(4)的出煙口通過法蘭和設于第一殼體(11)一側的第三殼體(13)底端的進煙口連接，第三殼體(13)的頂端設有出口煙箱(22)；第一內腔(10)的中心處垂直地設有中心管(51)，中心管(51)的頂端伸出第一殼體(11)的頂端，中心管(51)的底端向U型連接管(4)敞開，中心管(51)的頂端和底端各設一個防爆門；第一內腔(10)上部和下部的側壁上分別固有上管板(61)和下管板(62)，上管板(61)和下管板(62)都圍繞中心管(51)平均分布，相鄰的上管板(51)之間、相鄰的下管板(62)之間都襯有換熱管(52)；第三殼體(13)內腔上部和下部的側壁上分別固有上管板(61)和下管板(62)，上管板(61)和下管板(62)都圍繞第三殼體(13)的中心軸線平均分布，相鄰的上管板(51)之間、相鄰的下管板(62)之間都襯有換熱管(52)；第一殼體(11)、第二殼體(12)和第三殼體(13)的上部分別用至少一根上升管(53)和鍋筒(7)貫通連接，第一殼體(11)、第二殼體(12)和第三殼體(13)的下部分別用至少一根下降管(54)和鍋筒(7)貫通連接，鍋筒(7)內設有汽水分離器，鍋筒(7)頂部設有輸汽口，鍋筒(7)側面設有進水口。...

【技術特征摘要】
1.一種立式轉爐余熱鍋爐，包括汽化煙道(1)，汽化煙道(1)的進煙口和轉爐(100)頂部的排煙口連接，其特征是：還包括入口煙箱(21)、出口煙箱(22)、膨脹節(3)、U型連接管(4)、中心管(51)、換熱管(52)、上升管(53)、下降管(54)、上管板(61)、下管板(62)和鍋筒(7)，
汽化煙道(1)的出煙口通過法蘭連接設于第一殼體(11)頂端的入口煙箱(21)，第一殼體(11)的內腔和第二殼體(12)的內腔互相貫通構成第一內腔(10)，第一殼體(11)的外壁和第二殼體(12)的外壁之間通過膨脹節(3)連接，第二殼體(12)底端的排煙口通過法蘭和U型連接管(4)的進煙口連接，U型連接管(4)的出煙口通過法蘭和設于第一殼體(11)一側的第三殼體(13)底端的進煙口連接，第三殼體(13)的頂端設有出口煙箱(22)；
第一內腔(10)的中心處垂直地設有中心管(51)，中心管(51)的頂端伸出第一殼體(11)的頂端，中心管(51)的底端向U型連接管(4)敞開，中心管(51)的頂端和底端各設一個防爆門；
第一內腔(10)上部和下部的側壁上分別固有上管板(61)和下管板(62)，上管板(61)和下管板(62)都圍繞中心管(51)平均分布，相鄰的上管板(51)之間、相鄰的下管板(62)之間都襯有換熱管(52)；
第三殼體(13)內腔上部和下部的側壁上分別固有上管板(61)和下管板(62)，上管板(61)和下管板(62)都圍繞第三殼體(13)的中心軸線平均分布，相鄰的上管板(51)之間、相鄰的下管板(62)之間都襯有換熱管(52)；
第一殼體(11)、第二殼體(12)和第三殼體(13)的上部分別用至少一根上升管(53)和鍋筒(7)貫通連接，第一殼體(11)、第二殼體(12)和第三殼體(13)的下部分別用至少一根下降管(54)和鍋筒(7)貫通連接，鍋筒(7)內設有汽水分離器，鍋筒(7)頂部設有輸汽口，鍋筒(7)側面設有進水口。
2.如權利要求1所述的立式轉爐余熱鍋爐，其特征是：還包括節能器(8)，節能器(8)設于第三殼體(13)的頂端和出口煙箱(22)之間；
上升管(53)和鉛垂線之間的夾角在15°～30°；
上管板(61)...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李軍，方國紅，施國華，
申請(專利權)人：寶鋼工程技術集團有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31