專利名稱：一種高爐煤氣中溫中壓余熱鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及節(jié)能環(huán)保的余熱回收設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種與3200m3高爐、熔巖爐配套，產(chǎn)生的煤氣余熱回收的中溫中壓余熱鍋爐。
背景技術(shù)：
目前，我國約有高爐1200多座，大于IOOOm3以上容積的高爐有100多座。3200m3高爐是大型規(guī)格的高爐之一。隨著裝備水平大型化，為進(jìn)一步提高高爐生產(chǎn)效率，單位時(shí)間內(nèi)向高爐鼓入更多的空氣和氧氣是解決途徑之一，但增加鼓風(fēng)要引起高爐內(nèi)煤氣上升 浮力的增加，這種浮力妨礙了爐料的正常均勻下降，限制了生產(chǎn)率的提高。若把爐頂壓力提高，高爐工作空間的壓力也相應(yīng)提高，使煤氣的體積縮小、流速降低，壓頭損失也隨之降低，從而促進(jìn)高爐順行，可以減少懸料、崩料，以及提高產(chǎn)量，減少單位生鐵的熱量損失和焦炭消耗。同時(shí)，由于頂壓的提高，使?fàn)t料和煤氣之間的物理化學(xué)過程加快，加速2C0=C02+C反應(yīng)向體積縮小方向進(jìn)行，有利于煤氣的化學(xué)能得到充分利用。因此，在冶煉過程中，會伴生出大量的含CO氣體的高溫高壓煤氣，此高溫高壓煤氣的余熱充分利用是亟待解決的問題。目前，我國的高溫高壓煤氣的余熱利用途徑主要采用濕法除塵或干法除塵，除塵后的凈煤氣送TRT透平裝置發(fā)電，從TRT透平裝置出來的低參數(shù)凈煤氣返回鋼鐵工藝回用。由于濕法除塵后的凈煤氣溫度只有 80°C，對后續(xù)的TRT透平裝置發(fā)電帶來不利影響，發(fā)電效率較低，逐步被干法除塵所替代。高爐煤氣采用干法除塵比濕法除塵，可以使發(fā)電量提高36%，且煤氣溫度每升高10°C，會使TRT發(fā)電透平機(jī)效率提高10%。但溫度的提高是有一定的限制，由于干法除塵采用的布袋除塵器入口溫度最高不能超過250°C，煤氣溫度如果高于250°C會使布袋變脆，甚至燒損。因此，250°C以上的高爐煤氣顯熱得不到有效利用。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有的余熱鍋爐中煤氣含塵引起的結(jié)焦和積灰問題的不足，本實(shí)用新型旨在提供一種高爐煤氣中溫中壓余熱鍋爐，該余熱鍋爐能有效承受高爐排出的高溫煤氣壓力，降低煤氣溫度，充分利用煤氣顯熱產(chǎn)生中溫中壓過熱蒸汽用于發(fā)電，達(dá)到余熱余能的充分利用，且不會結(jié)焦和積灰。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是一種高爐煤氣中溫中壓余熱鍋爐，該余熱鍋爐包括鍋爐本體和汽包；其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，所述鍋爐本體包括分別與汽包連通的沉降受熱面輻射冷卻室、過熱器受熱面對流室、蒸發(fā)器受熱面對流室和省煤器受熱面對流室；所述沉降受熱面輻射冷卻室與過熱器受熱面對流室之間、過熱器受熱面對流室與蒸發(fā)器受熱面對流室之間、蒸發(fā)器受熱面對流室與省煤器受熱面對流室之間均通過聯(lián)通管連通。以下為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案為了收集各室的灰塵然后集中排出，所述沉降受熱面輻射冷卻室、過熱器受熱面對流室、蒸發(fā)器受熱面對流室和省煤器受熱面對流室的底部均設(shè)置有灰斗。[0009]為了防止聯(lián)通管內(nèi)積灰，所述聯(lián)通管傾斜布置，相對水平面的傾斜角大于45°。所述沉降受熱面輻射冷卻室的底部與過熱器受熱面對流室的底部連通；所述過熱器受熱面對流室的頂部與蒸發(fā)器受熱面對流室的頂部連通；所述蒸發(fā)器受熱面對流室的底部與省煤器受熱面對流室的底部連通。當(dāng)然，還可以是所述沉降受熱面輻射冷卻室底部的灰斗與過熱器受熱面對流室底部 的灰斗通過聯(lián)通管連通；所述蒸發(fā)器受熱面對流室底部的灰斗與省煤器受熱面對流室底部的灰斗通過聯(lián)通管連通。上述沉降受熱面輻射冷卻室優(yōu)選具有膜式水冷壁受熱面。上述過熱器受熱面對流室、蒸發(fā)器受熱面對流室和省煤器受熱面對流室優(yōu)選具有蛇形管受熱面。藉由上述結(jié)構(gòu)，一種3200m 高爐煤氣中溫中壓余熱鍋爐，與3200 m 高爐、熔巖爐配套，高溫高壓煤氣條件在下列范圍內(nèi)1)煤氣量37萬 38萬Nm /h ；2)余熱鍋爐進(jìn)口煤氣溫度700 800°C ;出口煤氣溫度180 200°C ; 3)高爐溫煤氣壓力 300KPa。利用煤氣顯熱產(chǎn)生約130t/h蒸汽(3.82MPa，過熱蒸汽溫度400°C)，控制余熱鍋爐出口煤氣溫度為約200°C。余熱鍋爐包括沉降受熱面輻射冷卻室、過熱器受熱面對流室、蒸發(fā)器受熱面對流室和省煤器受熱面對流室以及汽包、灰斗、聯(lián)通管和鍋爐鋼架。所述的余熱鍋爐為有效承受高爐排出的高溫煤氣壓力，保證密封不泄漏，采用圓筒形壓力容器結(jié)構(gòu)，圓筒內(nèi)設(shè)膜式水冷壁受熱面或蛇形管受熱面，分成沉降受熱面輻射冷卻室、過熱器受熱面對流室、蒸發(fā)器受熱面對流室和省煤器受熱面對流室4個(gè)部分。所述沉降受熱面輻射冷卻室的圓筒內(nèi)四周為膜式水冷壁結(jié)構(gòu)。沉降受熱面輻射冷卻室有效解決煤氣含塵引起的受熱面結(jié)焦積灰問題，本輻射段煤氣出口溫度控制在煤氣含塵熔點(diǎn)溫度以下。所述的對流室部分共分為三個(gè)部分，即過熱器受熱面對流室、蒸發(fā)器受熱面對流室和省煤器受熱面對流室，均為蛇形管受熱面，根據(jù)各段設(shè)計(jì)的溫度，確定各部分的傳熱面積和不同管束。過熱器出口產(chǎn)生中溫中壓過熱蒸汽(3.82MPa，400°C) 130t/h。所述的汽包用于產(chǎn)生中溫中壓飽和蒸汽(3. 82MPa，249°C)。本實(shí)用新型所述的灰斗和聯(lián)通管選用合適角度，保證煤氣流通順暢，不堵灰。所述的鍋爐鋼架支撐和懸吊余熱鍋爐本體的受熱面，保證鍋爐安全、穩(wěn)固。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型能有效承受高爐、熔巖爐排出的高溫、高壓煤氣壓力，降低煤氣溫度，充分利用煤氣顯熱產(chǎn)生中溫中壓過熱蒸汽用于發(fā)電，并從根本上解決了煤氣含塵引起的結(jié)焦和積灰問題，同時(shí)最大限度地利用了余熱資源，節(jié)約了能源，尤其適用于鋼鐵行業(yè)3200m 高爐煤氣的余熱利用。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步闡述。

圖I是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理圖；圖2是圖I的A— A展開視圖。在圖中I-沉降受熱面輻射冷卻室，2，4，6-聯(lián)通管，3-過熱器受熱面對流室，5_蒸發(fā)器受熱面對流室，7-省煤器受熱面對流室，8-汽包，9-灰斗，10-鍋爐鋼架。
具體實(shí)施方式
一種高爐煤氣中溫中壓余熱鍋爐，如圖I和2所示，該余熱鍋爐包括鍋爐本體和汽包8 ;所述鍋爐本體包括分別與汽包8連通的沉降受熱面輻射冷卻室I、過熱器受熱面對流室3、蒸發(fā)器受熱面對流室5和省煤器受熱面對流室7 ;所述沉降受熱面輻射冷卻室I的底部與過熱器受熱面對流室3的底部通過聯(lián)通管2連通；所述過熱器受熱面對流室3的頂部與蒸發(fā)器受熱面對流室5的頂部通過聯(lián)通管4連通；所述蒸發(fā)器受熱面對流室5的底部與省煤器受熱面對流室7的底部通過聯(lián)通管6連通。所述聯(lián)通管2，4，6傾斜布置，相對水平面的傾斜角為>45°。在沉降受熱面輻射冷卻室I內(nèi)設(shè)有沉降室，在過熱器受熱面對流室3內(nèi)設(shè)有兩個(gè)過熱器和一個(gè)蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器受熱面對流室5內(nèi)設(shè)有一個(gè)蒸發(fā)器，在省煤器受熱面對流室7內(nèi)設(shè)有兩個(gè)省煤器。所述沉降受熱面輻射冷卻室I、過熱器受熱面對流室3、蒸發(fā)器受熱面對流室5和省煤器受熱面對流室7的底部均設(shè)置有灰斗9。所述沉降受熱面輻射冷卻室I具有膜式水冷壁受熱面，所述過熱器受熱面對流室3、蒸發(fā)器受熱面對流室5和省煤器受熱面對流室7具有蛇形管受熱面。本實(shí)用新型的煤氣系統(tǒng)的工作原理高溫高壓煤氣從高爐爐頂接至本余熱鍋爐進(jìn)口，首先進(jìn)入余熱鍋爐內(nèi)的沉降受熱面輻射冷卻室I降溫收塵，然后經(jīng)過聯(lián)通管2從下部引至過熱器受熱面對流室3進(jìn)行換熱，再從過熱器受熱面對流室3頂部經(jīng)過聯(lián)通管4引至蒸發(fā)器受熱面對流室5，在蒸發(fā)器受熱面對流室5內(nèi)進(jìn)一步換熱降溫，經(jīng)過聯(lián)通管6從下部引至省煤器受熱面對流室7再次換熱降溫。經(jīng)過四道工序的降溫收塵，在沉降受熱面輻射冷卻室I內(nèi)保證煤氣溫度降至共熔性金屬熔點(diǎn)溫度以下，達(dá)到金屬粉塵在沉降冷卻室析出并大部分沉降的目的；在煤氣流經(jīng)過熱器受熱面對流室3、蒸發(fā)器受熱面對流室5、省煤器受熱面對流室7時(shí)，滿足對流管束積灰但不結(jié)焦，容易清除；104°C給水經(jīng)7省煤器對流換熱，保證煤氣出口溫度控制在200°C左右。最后降溫后的煤氣從省煤器受熱面對流室7頂部引出送后續(xù)干法除塵工段凈化和TRT發(fā)電利用。熱力系統(tǒng)中鍋爐給水(104°C )先進(jìn)入省煤器受熱面對流室7，加熱后的給水一部分進(jìn)入汽包8，一部分進(jìn)入蒸發(fā)器受熱面對流室5的部分管束加熱后再進(jìn)入汽包8，汽包8中的爐水經(jīng)下降管再分配給蒸發(fā)器受熱面對流室5的部分管束和沉降受熱面輻射冷卻室I管束，加熱產(chǎn)生的汽水混合物又回到汽包8，經(jīng)汽包8分離后的飽和蒸汽進(jìn)入過熱器受熱面對流室3，加熱后過熱器出口產(chǎn)生中溫中壓過熱蒸汽(3. 82MPa，400°C ) 130t/h,過熱蒸汽進(jìn)入汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電，達(dá)到余熱資源的最大化利用。上述實(shí)施例闡明的內(nèi)容應(yīng)當(dāng)理解為這些實(shí)施例僅用于更清楚地說明本實(shí)用新型，而不用于限制本實(shí)用新型的范圍，在閱讀了本實(shí)用新型之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本實(shí)用新型的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。
權(quán)利要求1.ー種高爐煤氣中溫中壓余熱鍋爐，該余熱鍋爐包括鍋爐本體和汽包(8);其特征在于，所述鍋爐本體包括分別與汽包(8)連通的沉降受熱面輻射冷卻室(I)、過熱器受熱面對流室(3)、蒸發(fā)器受熱面對流室(5)和省煤器受熱面對流室(7);所述沉降受熱面輻射冷卻室(I)與過熱器受熱面對流室(3 )之間、過熱器受熱面對流室(3 )與蒸發(fā)器受熱面對流室(5)之間、蒸發(fā)器受熱面對流室(5)與省煤器受熱面對流室(7)之間均通過聯(lián)通管(2，4，6)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高爐煤氣中溫中壓余熱鍋爐，其特征在于，所述沉降受熱面輻射冷卻室(I)、過熱器受熱面對流室(3)、蒸發(fā)器受熱面對流室(5)和省煤器受熱面對流室(7)的底部均設(shè)置有灰斗(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高爐煤氣中溫中壓余熱鍋爐，其特征在于，所述聯(lián)通管(2，4，6)傾斜布置，相對水平面的傾斜角大于45°。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高爐煤氣中溫中壓余熱鍋爐，其特征在于，所述沉降受熱面輻射冷卻室(I)的底部與過熱器受熱面對流室(3)的底部連通；所述過熱器受熱面對流室(3)的頂部與蒸發(fā)器受熱面對流室(5)的頂部連通；所述蒸發(fā)器受熱面對流室(5)的底部與省煤器受熱面對流室(7)的底部連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高爐煤氣中溫中壓余熱鍋爐，其特征在于，所述沉降受熱面輻射冷卻室(I)底部的灰斗與過熱器受熱面對流室(3)底部的灰斗通過聯(lián)通管連通；所述蒸發(fā)器受熱面對流室(5)底部的灰斗與省煤器受熱面對流室(7)底部的灰斗通過聯(lián)通管連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求f5之一所述的高爐煤氣中溫中壓余熱鍋爐，其特征在于，所述沉降受熱面輻射冷卻室(I)具有膜式水冷壁受熱面。
7.根據(jù)權(quán)利要求I飛之一所述的高爐煤氣中溫中壓余熱鍋爐，其特征在于，所述過熱器受熱面對流室(3 )、蒸發(fā)器受熱面對流室(5 )和省煤器受熱面對流室(7 )具有蛇形管受熱面。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種高爐煤氣中溫中壓余熱鍋爐，為了解決現(xiàn)有的余熱鍋爐中煤氣含塵引起的結(jié)焦和積灰的問題，所述余熱鍋爐包括鍋爐本體和汽包；所述鍋爐本體包括分別與汽包連通的沉降受熱面輻射冷卻室、過熱器受熱面對流室、蒸發(fā)器受熱面對流室和省煤器受熱面對流室；所述沉降受熱面輻射冷卻室與過熱器受熱面對流室之間、過熱器受熱面對流室與蒸發(fā)器受熱面對流室之間、蒸發(fā)器受熱面對流室與省煤器受熱面對流室之間均通過聯(lián)通管連通。本實(shí)用新型降低了煤氣溫度，充分利用煤氣顯熱產(chǎn)生中溫中壓過熱蒸汽用于發(fā)電，并從根本上解決了煤氣含塵引起的結(jié)焦和積灰問題。
文檔編號F22B1/18GK202769619SQ20122049166
公開日2013年3月6日 申請日期2012年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月25日
發(fā)明者劉國雄, 陽紹偉 申請人:長沙有色冶金設(shè)計(jì)研究院有限公司