本實用新型專利技術涉及一種適于熱能回收的圓柱筒體型轉爐高溫煙氣冷卻器,包括汽包、圓柱筒體型冷卻器主體,其特征是:圓柱筒體型冷卻器主體由換熱段連接組成;換熱段的筒體由膜式壁構成,換熱段內設有獨立換熱區,獨立換熱區設置有換熱管,換熱管采用連續U形折彎管,相鄰連續U形折彎管錯位排列;在每段換熱段的筒體外部環繞有圓環形集水箱和圓環形集汽箱,集汽箱位于集水箱上方,每個膜式壁墻體的豎直膜式壁管的進、出口分別與集水箱、集汽箱連接;每根換熱管的進、出口分別與集水箱、集汽箱連接。其優點是:實現了不噴水冷卻、煙氣純干除塵、超低排放同步余熱回收、防爆。防爆。防爆。
【技術實現步驟摘要】
一種適于熱能回收的圓柱筒體型轉爐高溫煙氣冷卻器
[0001]本技術涉及一種適于熱能回收的圓柱筒體型轉爐高溫煙氣冷卻器,屬于煉鋼轉爐一次煙氣除塵、高溫煙氣熱能回收設備
技術介紹
[0002]當今,高爐鐵水經轉爐冶煉成鋼的流程,在全國以致全世界,仍為主流程。85%的鋼,是轉爐冶煉的。
[0003]轉爐冶煉過程,具有冶煉效率高、成本低,并已實現負能煉鋼。由于吹氧反應激烈,一次煙氣含塵濃度高、含CO高、溫度高,煙氣凈化成為難題。
[0004]目前,國內外典型的轉爐煙氣除塵工藝有OG工藝、 LT 工藝、半干法工藝。
[0005]無論哪種除塵工藝,在汽化煙道出口,對800~1000℃煙氣進行噴水,噴水的方式采用文氏管的為OG法或半干法、采用蒸發冷卻器的為LT法。
[0006]上述工藝流程的共性都是通過水的介入,實現轉爐煙氣的除塵凈化、煤氣回收。
[0007]轉爐煙氣噴水帶來的后果:
[0008]??
轉爐煙氣資源效能變得最小化:
[0009]??
煙氣熱能無法回收白白浪費掉;
[0010]??
回收的煤氣,變成含水煤氣,熱值降低;
[0011]??
分離的爐塵,變成含水爐塵,失去氧化物的特性,利用價值大大降低。
[0012]據此,本申請的專利技術人曾研發轉爐高溫煙氣不噴水冷卻工藝,通過一種截面為方形的直立煙道式余熱鍋爐,將轉爐800~1000℃的高溫煙氣降至170~220℃ ,見專利:《煉鋼轉爐煙氣純干法除塵與同步熱能回收工藝
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ZL201010603498.2》、《煉鋼轉爐煙氣余熱回收利用的純干法布袋除塵系統及工藝—ZL201510982881.6》《煉鋼轉爐煙氣帶余熱回收的新半干法除塵裝置和工藝—ZL2017100079525.2》。
[0013]在上述專利中首次提出利用一種直立煙道式余熱鍋爐冷卻轉爐高溫煙氣,同步實現余熱回收 ,并經在線轉爐工業試驗,取得成功。這種工藝無疑是巨大進步。
[0014]煉鋼轉爐煙氣具有極其特殊性:一是煙溫高,達到800~1000℃;二是含CO高,最高達80%;三是含塵濃度高,達到80~150g/Nm3;四是煙氣成分、煙塵成分、煙塵粒徑、煙氣量、煙氣溫度等呈周期性變化。因此,對余熱鍋爐要求十分苛刻,突出如下幾個方面:
[0015]·
煙氣氣流必須保持柱塞狀,在鍋爐內不能有死角和滯留區;
[0016]·
鍋爐必須具備可靠的防爆、抗爆性能;
[0017]·
鍋爐必須保持穩定的阻損;
[0018]·
鍋爐必須達到煙氣冷卻效果和產蒸汽效果;
[0019]·
鍋爐必須長壽,且不能出現漏水影響轉爐煉鋼。
[0020]在與鍋爐廠家結合時,余熱鍋爐的爐體結構,截面只能制成長方形。但截面為長方形的鍋爐 ,用戶有疑慮:
[0021]·
鍋爐四角煙氣流速不同步;
[0022]·
抗爆強度很難達到要求;
[0023]·
鍋爐出現漏水必定會影響轉爐煉鋼:
[0024]·
大中型轉爐難以實施。
[0025]上述原因,造成推廣困難。
[0026]為此,必須研發滿足轉爐煙氣特殊性的,且鍋爐廠家又能容易制造、用戶認可的新型轉爐高溫煙氣冷卻器。
技術實現思路
[0027]本技術的目的之一是提供一種適于轉爐煙氣特性不噴水冷卻同步余熱回收工藝的圓柱筒體型轉爐高溫煙氣冷卻器;本技術的目的之二是提供的圓柱筒體型轉爐高溫煙氣冷卻器適于各種大、中、小型轉爐煙氣特性的煙氣處理工藝流程,能夠實現煙氣純干除塵的同時實現超低排放。
[0028]本技術的目的通過以下方式實現的:
[0029]本技術包括汽包、圓柱筒體型冷卻器主體,其特征是:圓柱筒體型冷卻器主體由6~7段換熱段連接組成;換熱段的筒體由圓柱筒體膜式壁構成,每段換熱段的筒體由兩個獨立的橫截面為半圓形的弧面膜式壁墻體對接組成,每個半圓形的弧面墻體內分成1~2個獨立換熱區,獨立換熱區設置有換熱管,換熱管采用連續U形折彎管,每組連續U形折彎管均設置在一個與換熱段軸向平行的平面內,且各組連續U形折彎管所在平面相互平行、相鄰連續U形折彎管的U形橫管壁相互上下錯位;在每段換熱段的筒體外部環繞有圓環形集水箱和圓環形集汽箱,集汽箱位于集水箱上方,每個膜式壁墻體的豎直膜式壁管的進、出口分別與集水箱、集汽箱連接;每根換熱管的進、出口分別與集水箱、集汽箱連接。
[0030]在所述圓柱筒體型冷卻器主體的頂部連接有帶絕熱層的錐臺體;
[0031]在所述圓柱筒體型冷卻器主體的底部連接有倒錐臺段;
[0032]在所述圓柱筒體型冷卻器主體的外圍設有供水立管和出汽立管;
[0033]在所述圓柱筒體型冷卻器主體的外圍設有鍋爐支撐架;
[0034]在圓柱筒體型冷卻器主體的換熱段的上部和下部分別設有由耐熱鋼制成的且帶水冷的換熱管支撐板狀梁;
[0035]所述換熱管用縱向連接鋼帶與換熱管支撐板狀梁固定;
[0036]所述6~7段換熱段按7段從圓柱筒體型冷卻器主體底部計起,分別為:低溫Ⅰ段、低溫Ⅱ段;中溫Ⅰ段、中溫Ⅱ段;高溫Ⅰ段、高溫Ⅱ段、高溫Ⅲ段;
[0037]所述換熱段筒體內設置的換熱管的U形橫管段長度是不相等的,從筒體中心到側壁間換熱管的U形橫管段長度逐漸變短;
[0038]一個獨立換熱區內的換熱管的橫截面在1/4圓或半圓內排列;
[0039]所述每段換熱段的筒體由兩個獨立的橫截面為半圓形的弧面膜式壁墻體對接組成,其安裝時兩個半圓墻體通過膜式壁管端部“『”形板條對齊,中間加金屬石墨密封帶,用螺栓固緊;
[0040]所述換熱段的筒體外部箍有鋼板條圍成環形加固帶;
[0041]所述換熱段之間安裝有金屬石墨密封環,用螺栓連接固牢。
[0042]本技術的優點是: 實現了不噴水冷卻同步余熱回收;圓柱筒體型高溫煙氣冷
卻器,冷卻器內無死角和滯留區,煙氣分布更有助于保持柱塞狀特性,煙氣氣流分布均勻;換熱管采用U形橫管壁水平錯排方式布管,有效實現圓柱截面布管問題;轉爐煙氣含有CO ,對冷卻器(余熱鍋爐)的抗爆性要求極高。方形爐體的四個面是平面,爐內一旦發生CO爆炸,平面爐墻易產生變形;而圓柱筒體型則受力均勻,不存在爐墻變形。特別是在爐墻圓周,加裝環形加固帶,這種爐體則形成極高的抗爆性能,鋼廠用戶使用更放心;換熱段分體制作,便于運輸、更換;換熱管分區設置,即使出現漏水,也便于檢查、處理;落丸在爐體內分布更均勻,有助于換熱管提升換熱效率;本技術的圓柱筒體型轉爐高溫煙氣冷卻器研制成功,將加速轉爐高溫煙氣不噴水冷卻同步余熱回收工藝的推廣應用。
附圖說明
[0043]圖1是本技術的結構示意圖;
[0044]圖2是本技術適用于120噸以下轉爐的冷卻器主體的橫向剖視圖;
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【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種適于熱能回收的圓柱筒體型轉爐高溫煙氣冷卻器,包括汽包、圓柱筒體型冷卻器主體,其特征是:圓柱筒體型冷卻器主體由6~7段換熱段連接組成;換熱段的筒體由圓柱筒體膜式壁構成,每段換熱段的筒體由兩個獨立的橫截面為半圓形的弧面膜式壁墻體對接組成,每個半圓形的弧面墻體內分成1~2個獨立換熱區,獨立換熱區設置有換熱管,換熱管采用連續U形折彎管,每組連續U形折彎管均設置在一個與換熱段軸向平行的平面內,且各組連續U形折彎管所在平面相互平行、相鄰連續U形折彎管的U形橫管壁相互上下錯位;在每段換熱段的筒體外部...
【專利技術屬性】
技術研發人員:劉海永,趙尚武,王瑞軍,王永富,劉宇,趙純逸,王一鳴,
申請(專利權)人:劉海永,
類型:新型
國別省市:
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