專利名稱：Aod轉(zhuǎn)爐煙氣余熱回收裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種鋼鐵冶金和節(jié)能技術(shù)領域的冷卻余熱回收裝置， 特別是涉及一種AOD轉(zhuǎn)爐煙氣余熱回收裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)爐煉鋼模式由于爐氣量不大，煙氣溫度高，煙溫波動大，含 塵量高，故轉(zhuǎn)爐煙氣一般采用水冷處理。以AOD轉(zhuǎn)爐為例，請參閱圖l所 示，AOD轉(zhuǎn)爐冶煉所產(chǎn)生的煙氣從其爐頂抽出，經(jīng)水冷煙道冷卻后，再經(jīng) 機力空冷機或噴霧冷卻器降到約150°C,進入布袋除塵器凈化，并經(jīng)風機由 煙囪排往大氣。
由于傳統(tǒng)的AOD轉(zhuǎn)爐煙氣處理的冷卻設備均為工業(yè)水冷卻，進口水溫 在25 30。C，出口水溫在45 60。C。雖然循環(huán)的冷卻水進水處理冷卻塔后大 部分可反復利用，但每次循環(huán)均存在約3%的消耗損失，同時工業(yè)水的循環(huán) 消耗了大量的電能。此外，最關(guān)鍵的是AOD轉(zhuǎn)爐煙氣中的熱量卻完全沒有 回收利用。
以國內(nèi)現(xiàn)有的AOD轉(zhuǎn)爐為例，采用傳統(tǒng)水冷方式，每小時風吹、揮發(fā) 消耗循環(huán)水約50t,循環(huán)水電耗約400kW，運行費用約410元/小時。
此外，傳統(tǒng)的工業(yè)水冷卻時，水質(zhì)硬度較高，容易在冷卻構(gòu)件內(nèi)形成 水垢，使冷卻構(gòu)件發(fā)生過熱和燒壞。
由此可見，上述現(xiàn)有的AOD轉(zhuǎn)爐煙氣處理技術(shù)在能耗及技術(shù)上有嚴重 缺陷，已不適應現(xiàn)有的AOD轉(zhuǎn)爐技術(shù)，而亟待加以進一步改進。為回收 AOD轉(zhuǎn)爐煙氣熱量，減少噸鋼能耗指標，提高全廠的循環(huán)經(jīng)濟效益，相關(guān) 廠商莫不費盡心思來謀求解決之道,但長久以來一直未見適用的設計被發(fā)展 完成，而一般產(chǎn)品又沒有適切的結(jié)構(gòu)能夠解決上述問題,此顯然是相關(guān)業(yè)者 急欲解決的問題。因此如何能創(chuàng)設一種新型結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)爐余熱回收裝置，便 成了當前業(yè)界的首要目標。
有鑒于上述現(xiàn)有的AOD轉(zhuǎn)爐煙氣處理技術(shù)存在的缺陷,本設計人基于 從事此類產(chǎn)品設計制造多年豐富的實務經(jīng)驗及專業(yè)知識，并配合學理的運 用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設一種新型的AOD轉(zhuǎn)爐煙氣余熱回收裝置， 使其更具有經(jīng)濟效益。經(jīng)過不斷的研究、設計，并經(jīng)工程運用及改進后,終于 創(chuàng)設出確具實用價值的本實用新型。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于，克服現(xiàn)有AOD轉(zhuǎn)爐煙氣處理裝置的缺陷，而 提供一種新型結(jié)構(gòu)的AOD轉(zhuǎn)爐煙氣余熱回收裝置，所要解決的技術(shù)問題是 使其充分降低轉(zhuǎn)爐煙氣溫度。同時采用強制循環(huán)與自然循環(huán)相結(jié)合的汽水 循環(huán)方式，在保證裝置的壽命條件下，最大限度減少電能消耗，從而更加 適于實用。
本實用新型的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下的技術(shù)方案來實現(xiàn) 的。依據(jù)本實用新型提出的一種AOD轉(zhuǎn)爐煙氣余熱回收裝置,其包括高 溫煙氣汽化冷卻裝置部，其包括爐口固定段煙道，設置于轉(zhuǎn)爐爐口上方； 中i段煙道，設置于上述爐口固定段煙道上方；中ii段煙道，設置于上述 中i段煙道上方；中iii段煙道，設置在上述中ii段煙道上方，并使煙氣由 豎直方向轉(zhuǎn)為水平方向；末段煙道，連接上述中ni段煙道，并使煙氣由水 平方向轉(zhuǎn)為豎直方向；汽包，其上側(cè)設有與上述爐口固定段煙道、中i段 煙道、中ii段煙道、中m段煙道及末段煙道相連通的上升管，汽包下側(cè)設 置對應的下降管；上述中i段煙道、中n段煙道、中in段煙道、末段煙道 與上述汽包及其上側(cè)連通的上升管和對應的下降管共同組成自然循環(huán)系
統(tǒng)；及高壓熱水循環(huán)泵，設置于上述汽包下側(cè)，并由下降管連通上述汽包 與上述爐口固定段煙道的下部，所述高壓循環(huán)泵使上述汽包中分離出來的 水向上述爐口固定段煙道內(nèi)泵入，形成高壓強制循環(huán)系統(tǒng)；以及低溫煙氣 余熱回收裝置部，與上述高溫煙氣汽化冷卻裝置部相連通，所述低溫煙氣 余熱回收裝置部包括預熱器，連接于上述末段煙道下方，煙氣由末段煙 道豎直向下進入預熱器，連接預熱器的上升管、下降管與上述汽包連通形 成自然循環(huán)；換熱器，設置于上述預熱器下方，連接換熱器的上升管、下 降管與上述汽包連通形成自然循環(huán)；省煤器，設置于上述換熱器下方，連 接省煤器的上升管與上述汽包連通；除氧器，通過設置于其上側(cè)的上升管 與上述預熱器連通，且通過設置于其下側(cè)的下降管將除氧器內(nèi)進行除氧處 理后的水輸出至上述預熱器及上述省煤器中；及給水泵，設置于上述除氧 器下側(cè)下降管與上述省煤器給水管中，用于將上述除氧器內(nèi)進行除氧處理 后的水經(jīng)過上述省煤器向上述汽包內(nèi)泵入。
本實用新型的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施來進一步 實現(xiàn)。
前述的AOD轉(zhuǎn)爐煙氣余熱回收裝置，所述的爐口固定段煙道包括氧槍 口和下料c 。
前述的AOD轉(zhuǎn)爐煙氣余熱回收裝置，所述的爐口固定段煙道的進口設 置有節(jié)流裝置。
前述的AOD轉(zhuǎn)爐煙氣余熱回收裝置，所述的爐.口固定段煙道、中I段
煙道、中n段煙道、中ni段煙道及末段煙道為圓筒形。前述的AOD轉(zhuǎn)爐煙氣余熱回收裝置，所述的爐口固定段煙道、中I段
煙道、中n段煙道、中in段煙道及末段煙道的內(nèi)壁設有膜式水冷壁。
前述的AOD轉(zhuǎn)爐煙氣余熱回收裝置，所述的膜式水冷壁在140~170° 間設有擾流板。
前述的AOD轉(zhuǎn)爐煙氣余熱回收裝置，其中在爐口固定段煙道與中I段 煙道之間設有煙道非金屬補償器。
前述的AOD轉(zhuǎn)爐煙氣余熱回收裝置，所述的預熱器、換熱器及省煤器 裝配在一起，在所述低溫煙氣余熱回收裝置部設置有箱體、人孔、清灰器 及灰斗。
前述的AOD轉(zhuǎn)爐煙氣余熱回收裝置，所述的高溫煙氣汽化冷卻裝置部 設置有多個進出口聯(lián)箱。
借由上述技術(shù)方案，本實用新型AOD轉(zhuǎn)爐煙氣余熱回收裝置至少具有 下列優(yōu)點 —
本實用新型AOD轉(zhuǎn)爐煙氣余熱回收裝置具有降低轉(zhuǎn)爐煙氣溫度，余熱 回收節(jié)能降耗的優(yōu)點。其根據(jù)爐口固定段收集轉(zhuǎn)爐煙氣，通過高溫煙氣汽 化冷卻裝置部和低溫煙氣余熱回收裝置部，采用輻射換熱和對流換熱降低 煙氣溫度，產(chǎn)生的蒸汽可供企業(yè)生產(chǎn)生活使用。針對轉(zhuǎn)爐煙氣溫度高，煙 溫波動大，含塵量高的不利因素，水循環(huán)系統(tǒng)采用強制循環(huán)與自然循環(huán)相 結(jié)合的復合循環(huán)方式，膜式水冷壁配套設有節(jié)流裝置和擾流板。
此外，在換熱器下部設有灰斗，在預熱器、換熱器和省煤器內(nèi)設有清 灰器，這樣不僅避免了因水冷壁管局部受熱不均勻而發(fā)生的爆管現(xiàn)象，同 時降低了煙氣中的粉塵在換熱面上積累引發(fā)的換熱效率降低，保證了裝置 的運行效率與使用壽命。
綜上所述,本實用新型特殊結(jié)構(gòu)的AOD轉(zhuǎn)爐煙氣余熱回收裝置，在保證 煉鋼生產(chǎn)的前提下，降低了噸鋼能耗，回收蒸汽，提高了全廠經(jīng)濟效益， 具有諸多優(yōu)點及實用價值。且其在同類產(chǎn)品中未見有類似的結(jié)構(gòu)設計公開 發(fā)表或使用而確屬創(chuàng)新。不論在產(chǎn)品裝置、結(jié)構(gòu)或功能上本發(fā)明較現(xiàn)有的 轉(zhuǎn)爐煙氣處理技術(shù)皆有較大的改進，在技術(shù)上有較大的進步，并產(chǎn)生了好 用及實用的效果,具有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價值，誠為一新穎、進步、實用的新 設計。
上述說明僅是本實用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實 用新型的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本實用 新型的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施 例，并配合附圖,詳細i兌明如下。

圖l是現(xiàn)有技術(shù)的AOD轉(zhuǎn)爐煙氣處理裝置的示意圖。 圖2是本實用新型AOD轉(zhuǎn)爐煙氣余熱回收裝置的示意圖。 圖3A、 3B分別是本實用新型的高溫煙氣汽化冷卻裝置部的右視、主視 結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4A、 4B分別是本實用新型的低溫煙氣余熱回收裝置部的主視、右視 結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5A是本實用新型的煙道內(nèi)安裝有膜式水冷壁的結(jié)構(gòu)示意圖，及圖
5B是圖5A其II - II處的結(jié)構(gòu)放大圖。
圖6是本實用新型的節(jié)流裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7是本實用新型的煙道非金屬補償器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8A是本實用新型的進出口聯(lián)箱的結(jié)構(gòu)示意圖，及圖8B、 8C、 8D分
別是圖8A的A-A、 B-B、 C-C的剖面圖。
圖9A是本實用新型的下料口的結(jié)構(gòu)示意圖，圖9B是圖9A的A-A、
的剖面圖，及圖9C是圖9B的B-B剖面圖。 10:高溫煙氣汽化冷卻裝置部
11:爐口固定段煙道111:氧槍口
112:下料口113:節(jié)流裝置
12:中I段煙道121:煙道非金屬補償器
13:中n段煙道14:中III段煙道
15:末段煙道16:汽包
17:高壓循環(huán)泵18:膜式水冷壁
181:擾流板19:進出水聯(lián)箱
20: ^f氐溫煙氣余熱回收裝置部
21:預熱器
221:箱體
24:除氧器
26:清灰器
28:灰斗
22
23 25 27
換； 省〗 給；
人二、
UPD:
上升管
DND:下降管
具體實施方式
為更進一步闡述本實用新型為達成預定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及 功效,
以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本實用新型提出的AOD轉(zhuǎn)爐煙 氣余熱回收裝置其具體實施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效,詳細說明如后。
器氣泵
汰〔某^比請參閱圖2、圖3A及圖3B所示，圖2是本實用新型AOD轉(zhuǎn)爐煙氣余 熱回收裝置的示意圖，圖3A、 3B分別是本實用新型的高溫煙氣汽化冷卻裝 置部的右視、主視結(jié)構(gòu)示意圖。本實用新型AOD轉(zhuǎn)爐煙氣余熱回收裝置包 括高溫煙氣汽化冷卻裝置部10和低溫煙氣余熱回收裝置部20。
高溫煙氣汽化冷卻裝置部10,如圖2所示，其包括爐口固定段煙道11, 具體結(jié)構(gòu)采用膜式水冷壁煙道，可耐高溫及熱強度大的煙氣，進口為豎直 向上方向，在煙道上下兩端設置環(huán)形配水、匯集聯(lián)箱及對應的進出口聯(lián)箱 19 (如圖8A 8D所示)，進水聯(lián)箱入口處設有節(jié)流裝置113 (如圖6所示)， 汽水混合物經(jīng)爐口固定段煙道11上端的出口聯(lián)箱匯集通過上升管UPD導 入汽包16中，并在汽包16內(nèi)將蒸汽與水分離，通過相對應的下降管DND 將汽包16中分離出來的水導入高壓循環(huán)泵17,加壓后進入爐口固定段煙道 ll下端的進水聯(lián)箱，完成整個強制循環(huán)過程。
另外，汽包16上側(cè)還設有多條蒸汽管(圖中未式)，通過這些蒸汽管 將汽包16中分離出的蒸汽輸出。煙氣向上流經(jīng)中I段煙道12、中II段煙道 13、中III段煙道14、末段煙道15，并于中III段煙道14出口轉(zhuǎn)向為水平流 向，經(jīng)末段煙道15再次轉(zhuǎn)向為豎直向下方向流出高溫煙氣汽化冷卻裝置部 10,其中各段在煙氣進出口處均設置環(huán)形配水、匯集聯(lián)箱及對應的進出口 聯(lián)箱19,汽水混合物經(jīng)各段煙道出口聯(lián)箱匯集通過上升管UPD導入汽包 16中，并在汽包16內(nèi)將蒸汽與水分離，通過相對應的下降管DND將汽包 16中分離出來的水導入各段煙道進水聯(lián)箱，完成各段自然循環(huán)過程。
在爐口固定段煙道11和中I段煙道12之間設有一煙道非金屬補償器 121 (如圖7所示)，用以吸收膜式水冷壁煙道的熱膨脹；爐口固定段煙道 還設置有氧4&口、副槍口及下料口 (如圖9A 9C所示)。
所述的爐口固定段煙道11、中I段煙道12、中II段煙道13、中III段煙 道14及末段煙道15皆為圓筒形，且其內(nèi)壁皆為膜式水冷壁結(jié)構(gòu)，在膜式 水冷壁18的140 170° ,優(yōu)選為165°間設有擾流板181，(如圖5A、 5B 所示)。
低溫煙氣余熱回收裝置部20,如圖2、圖4A及圖4B所示，其包括預 熱器21，煙氣從末段煙道15豎直向下進入預熱器21,汽水混合物進、出 口通過下降管DND、上升管UPD與除氧器24連通。預熱器21釆用進口 溫度較低的除氧水對高溫煙氣進行換熱。此部分最大的優(yōu)點是降低了煙溫， 回收了熱量，同時減少了除氧器24自身除氧蒸汽的消耗量。煙氣豎直向下 流經(jīng)換熱器22，采用自然循環(huán)，即汽水混合物進、出口均通過下降管DND、 上升管UPD與汽包16連通，利用蒸汽和水的密度差產(chǎn)生壓頭循環(huán)流動。 自然循環(huán)中管道內(nèi)汽水混合物流動的速度隨著轉(zhuǎn)爐冶煉周期不同時間段內(nèi) 不同煙溫下吸收熱量的不同而相應變化，具有才及強的自調(diào)節(jié)性。煙氣從換熱器22出來經(jīng)過省煤器23流出低溫煙氣余熱回收裝置部20,汽水混合物 進口通過下降管DND與除氧器24連通，出口通過上升管UPD與汽包16 連通。預熱器21、換熱器22及省煤器23裝配在一起，設有公用的箱體221、 人孔27、清灰器26及灰斗28等，形成低溫煙氣余熱回收裝置本體。
此外，低溫煙氣余熱回收裝置部20另包括除氧器24,其通過設置于其 上側(cè)的上升管UPD與上述預熱器21連通，且在下側(cè)設有將除氧器24內(nèi)進 行除氧處理后的水輸出至上述預熱器21及省煤器23的下降管DND,以及 給水泵25,設置于上述除氧器24下側(cè)與省煤器23的汽水混合物進口相連 通的下降管DND中，使上述除氧器24內(nèi)進行除氧處理后的水向上述省煤 器23內(nèi)泵入。
本實用新型AOD轉(zhuǎn)爐煙氣余熱回收裝置，為了避免高溫煙氣的高溫腐 蝕和積灰，設置特殊形式的輻射受熱面，采用汽化冷卻方式降低煙溫，同 時可沉降大顆?；覊m，最后通過對流受熱面充分吸收低溫煙氣的熱量，選 擇適當?shù)呐艧煖囟缺荛_低溫腐蝕。本實用新型具有降低AOD轉(zhuǎn)爐煙氣溫度 及回收蒸汽的優(yōu)點，與傳統(tǒng)AOD轉(zhuǎn)爐煙氣水冷方式相比，更具有減少噸鋼 能耗，提高經(jīng)濟效益的顯著特征，其可根據(jù)不同工作環(huán)境及結(jié)構(gòu)特點而采 用不同的設備結(jié)構(gòu)及汽水循環(huán)方式。
的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施:j揭露如上，然而并非用以限定i發(fā):月， 任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當可利用上 述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是 未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作 的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種AOD轉(zhuǎn)爐煙氣余熱回收裝置，其特征在于其包括高溫煙氣汽化冷卻裝置部，其包括爐口固定段煙道，設置于轉(zhuǎn)爐爐口上方；中I段煙道，設置于上述爐口固定段煙道上方；中II段煙道，設置于上述中I段煙道上方；中III段煙道，設置在上述中II段煙道上方，并使煙氣由豎直方向轉(zhuǎn)為水平方向；末段煙道，連接上述中III段煙道，并使煙氣由水平方向轉(zhuǎn)為豎直方向；汽包，其上側(cè)設有與上述爐口固定段煙道、中I段煙道、中II段煙道、中III段煙道及末段煙道相連通的上升管，汽包下側(cè)設置對應的下降管；上述中I段煙道、中II段煙道、中III段煙道、末段煙道與上述汽包及其上側(cè)連通的上升管和對應的下降管共同組成自然循環(huán)系統(tǒng)；及高壓循環(huán)泵，設置于上述汽包下側(cè)，并由下降管連通上述汽包與上述爐口固定段煙道的下部，所述高壓熱水循環(huán)泵使上述汽包中分離出來的水向上述爐口固定段煙道內(nèi)泵入，形成高壓強制循環(huán)系統(tǒng)；以及低溫煙氣余熱回收裝置部，與上述高溫煙氣汽化冷卻裝置部相連通，所述低溫煙氣余熱回收裝置部包括預熱器，連接于上述末段煙道下方，煙氣由末段煙道豎直向下進入預熱器，連接預熱器的上升管、下降管與上述汽包連通形成自然循環(huán)；換熱器，設置于上述預熱器下方，連接換熱器的上升管、下降管與上述汽包連通形成自然循環(huán)；省煤器，設置于上述換熱器下方，連接省煤器的上升管與上述汽包連通；除氧器，通過設置于其上側(cè)的上升管與上述預熱器連通，且通過設置于其下側(cè)的下降管將除氧器內(nèi)進行除氧處理后的水輸出至上述預熱器及上述省煤器中；及給水泵，設置于上述除氧器下側(cè)下降管與上述省煤器給水管中，用于將上述除氧器內(nèi)進行除氧處理后的水經(jīng)過上述省煤器向上述汽包內(nèi)泵入。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的AOD轉(zhuǎn)爐煙氣余熱回收裝置，其特征在于 所述的爐口固定段煙道包括氧槍口和下料口。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的AOD轉(zhuǎn)爐煙氣余熱回收裝置，其特征在于所述的爐口固定段煙道的進口設置有節(jié)流裝置。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的AOD轉(zhuǎn)爐煙氣余熱回收裝置，其特征在于所述的爐口固定段煙道、中i段煙道、中n段煙道、中in段煙道及末段煙道 為圓筒形。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的AOD轉(zhuǎn)爐煙氣余熱回收裝置,其特征在于所述的爐口固定段煙道、中i段煙道、中n段煙道、中m段煙道及末段煙道 的內(nèi)壁設有膜式水冷壁。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的AOD轉(zhuǎn)爐煙氣余熱回收裝置，其特征在于所 述的膜式水冷壁在140 170°間設有擾流板。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的AOD轉(zhuǎn)爐煙氣余熱回收裝置,其特征在于其 中在爐口固定段煙道與中I段煙道之間設有煙道非金屬補償器。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的AOD轉(zhuǎn)爐煙氣余熱回收裝置,其特征在于所 述的預熱器、換熱器及省煤器裝配在一起，在所述低溫煙氣余熱回收裝置 部設置有箱體、人孔、清灰器及灰斗。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的AOD轉(zhuǎn)爐煙氣余熱回收裝置，其特征在于所 述的高溫煙氣汽化冷卻裝置部設置有多個進出口聯(lián)箱。
專利摘要本實用新型是關(guān)于一種AOD轉(zhuǎn)爐煙氣余熱回收裝置，包括高溫煙氣汽化冷卻裝置部及低溫煙氣余熱回收裝置部。高溫煙氣汽化冷卻裝置部包括依次順序連通的爐口固定段煙道、中I段煙道、中II段煙道、中III段煙道、末段煙道及汽包，上述中I段煙道、中II段煙道、中III段煙道、末段煙道與上述汽包及其上側(cè)連通的上升管和對應的下降管共同組成自然循環(huán)系統(tǒng)；低溫煙氣余熱回收裝置部，包括預熱器、換熱器、省煤器、除氧器、給水泵，預熱器和除氧器通過相連接的上升管和下降管形成自然循環(huán)將除氧器內(nèi)的水加熱除氧，節(jié)省蒸汽消耗，給水泵將除氧水通過省煤器向汽包泵入，可充分降低煙溫，回收熱量，另外由于換熱器不單獨增加循環(huán)泵，節(jié)約電能。
文檔編號C21C5/28GK201148443SQ20082007840
公開日2008年11月12日 申請日期2008年1月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月2日
發(fā)明者吳仕明, 周春麗, 朱惠民, 李國盛, 楊明華, 楊源滿, 石瑞松, 胡志韜, 偉 黃 申請人:中冶京誠工程技術(shù)有限公司