[发明专利]一种基于助燃空气分级加热的轧钢加热炉余热利用系统

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁节能技术领域，具体地说，涉及一种基于助燃空气分级加热的轧钢加热炉余热利用系统。

背景技术

在钢铁企业各冶炼工序中，轧钢工序是钢铁生产流程中非常重要的一个环节，轧钢工序的能耗水平对于钢铁工业吨钢综合能耗有着不可忽视的影响。

轧钢加热炉是将初轧坯或连铸坯再加热，以满足轧制所需温度的设备。加热炉也是轧钢工序中最大的用能设备，因此轧钢加热炉的节能对于轧钢工序乃至整个钢厂的节能降耗工作都具有重要的推动作用。当下钢铁行业处于相对低谷期，许多钢厂都处于微盈利甚至亏本的状态。在这种情况下，各个冶炼子工序上主设备如轧钢加热炉的余热利用、节能增效已引起各钢厂的重视。

目前，轧钢加热炉的炉体设备以及加热炉控制系统等方面的技术都已经比较成熟，对于轧钢加热炉来说，节能的主要方向应该在加热炉辅助系统烟气热量优化利用，余热回收等方面挖掘潜能。对于蓄热式加热炉，目前加热炉最终排烟温度可以降低至150℃以下，但是对于常规加热炉，尤其是仅采用空气预热技术的加热炉，大多数排烟温度为300～400℃左右，烟气品位稍低。而另外一方面，对于常规加热炉而言，空气预热系统是冷空气直接在空气预热器中一次性加热到设定温度，由于烟气侧温度非常高(最高可达900℃以上)，而冷空气均接近于常温，这种超大温差的换热造成了过大的换热损，能量有效利用率大打折扣。如果能设计一种空气预热系统和烟气余热回收兼顾的热力系统，将空气预热系统和蒸汽回收系统统筹考虑，对轧钢加热炉的烟气余热资源进行优化利用，在保证空气预热效果的情况下提高烟气余热品位和余热回收系统的合理性，必然能收获可观的经济收益，具有重要的实用价值。

发明内容

本发明提供了一种基于助燃空气分级加热的轧钢加热炉余热利用系统，以至少解决相关技术中空气和煤气换热效率差的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种基于助燃空气分级加热的轧钢加热炉余热利用系统，包括轧钢加热炉、炉底水梁汽化冷却装置、烟气余热回收烟道、低压锅筒-除氧器、中压锅筒、高压锅筒，在烟气余热回收烟道中沿烟气流向顺次布置有第三级空气预热器、高压过热器、高压蒸发器、中压过热器、高压省煤器、第二级空气预热器、中压省煤器、低压蒸发器、第一级空气预热器、低压省煤器，加热炉炉膛排出的烟气进入烟气余热回收烟道中，炉底水梁汽化冷却装置、烟气余热回收烟道结合低压锅筒-除氧器、中压锅筒和高压锅筒形成低压汽水系统、中压汽水系统、高压汽水系统，产生蒸汽驱动汽轮机做功，并且外来冷空气依次经第一级空气预热器、第二级空气预热器、第三级空气预热器加热至设定温度后，通往轧钢加热炉的烧嘴。

优选地，低压锅筒-除氧器通过第一下降管与所述烟气余热回收烟道中的低压蒸发器的进水口连通，而低压蒸发器的出汽口通过第一上升管与所述低压锅筒-除氧器的上升管口连通，形成一个自然循环回路，并且，所述低压锅筒-除氧器通过第一出水管与中压给水泵的进水口连通，中压给水泵的出水口与中压省煤器的进水口连通，中压省煤器通过管路向中压锅筒供水；所述中压锅筒通过第二下降管与中压循环泵的进水口连通，所述中压循环泵的出水口与所述炉底水梁汽化冷却装置的进水口连通，所述炉底水梁汽化冷却装置的出汽口通过第二上升管与所述高压锅筒的上升管口连通，形成一个强制循环回路，并且，低压锅筒-除氧器通过第二出水管与高压给水泵的进水口连通，所述高压给水泵的出水口与高压省煤器的进水口连通，高压省煤器通过管路向高压锅筒供水，高压锅筒通过第三下降管与所述高压蒸发器的进水口连通，高压蒸发器的出汽口通过第三上升管与所述高压锅筒的上升管口连通，形成一个自然循环回路，所述汽轮机是补汽式汽轮机，所述高压锅筒的出汽口与高压过热器的进汽口连通，高压过热器的出汽口与汽轮机的主蒸汽进口连通，而中压锅筒的出汽口与中压过热器的进汽口连通，中压过热器的出汽口与汽轮机的补汽进口连通。

优选地，在轧钢加热炉的出口烟道中还设置有前置蒸发冷却器，高压锅筒通过第四下降管与高压循环泵的进水口连通，高压循环泵的出水口与前置蒸发冷却器的进水口连通，前置蒸发冷却器的出汽口通过第四上升管与高压锅筒的上升管口连通。

优选地，汽轮机与凝汽器、凝结水泵、低压省煤器以及低压锅筒-除氧器的进水口沿汽水流程依次连通。

优选地，所述烟气余热回收烟道中的高压过热器、高压蒸发器、中压过热器、高压省煤器、中压省煤器、低压蒸发器、低压省煤器均采用逆流布置。

优选地，所述烟气余热回收烟道是内置换热面的烟道，或集成的余热锅炉。