本實(shí)用新型涉及鍋爐尤其是余熱鍋爐技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種轉(zhuǎn)爐爐氣余熱回收鍋爐。

背景技術(shù)：

轉(zhuǎn)爐煉鋼是當(dāng)今世界的主要煉鋼工藝，世界鋼產(chǎn)量的80％是由轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的，我國(guó)重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)轉(zhuǎn)爐約有900座。轉(zhuǎn)爐在煉鋼過程中會(huì)產(chǎn)生大量的溫度高達(dá)1600℃以上爐氣，這些爐氣一方面含有大量的顯熱，另外其成分中含有最高可達(dá)到80％濃度的CO，同樣蘊(yùn)含大量的化學(xué)熱，一般均采用爐氣回收工藝?，F(xiàn)有爐氣回收工藝主要為二大類：汽化冷卻+濕法除塵工藝(簡(jiǎn)稱OG法)；汽化冷卻+噴霧冷卻電除塵干法工藝(簡(jiǎn)稱LT法)。這兩種工藝的爐氣汽化冷卻出口溫度均在800～1000℃，而后都采用噴水急冷的方式對(duì)爐氣進(jìn)行快速冷卻以滿足后續(xù)煤氣回收的要求，在噴水降溫的過程中大量的熱量被浪費(fèi)掉。由于轉(zhuǎn)爐煉鋼具有周期性特點(diǎn)，爐氣中的CO濃度會(huì)在0～80％間周期變化，O2濃度與CO濃度反向周期性變化，這就決定了爐氣具有爆炸傾向性；轉(zhuǎn)爐煉鋼周期性變化，還會(huì)造成爐氣溫度劇烈變動(dòng)，吹氧時(shí)，爐氣溫度瞬間達(dá)到1600℃以上，非吹氧期，爐氣溫度只有100℃以下，溫度的劇烈變動(dòng)會(huì)使余熱回收鍋爐產(chǎn)生巨大的熱應(yīng)力；轉(zhuǎn)爐冶煉時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵，大部分被爐氣帶走，爐氣含塵量80～150g/m3，如此巨大的塵含量，會(huì)嚴(yán)重污染余熱回收鍋爐的受熱面導(dǎo)致余熱回收效能下降，甚至?xí)氯麪t氣通道。轉(zhuǎn)爐爐氣由于具有以上的特性，其800～1000℃以后的顯熱回收就成為了世界性難題，國(guó)內(nèi)外冶金行業(yè)從業(yè)者不斷探索深度余熱回收方法和工藝，但至今仍未有實(shí)施工程，主要技術(shù)障礙在于余熱鍋爐防爆抗爆、消除熱應(yīng)力和鍋爐受熱面清灰等方面。本專利方案介紹一種具有防爆功能、抗爆能力好、有效消除熱應(yīng)力和高效清灰的余熱鍋爐和系統(tǒng)，必將是轉(zhuǎn)爐煉鋼深度余熱回收方面的一次技術(shù)革命。

現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品狀況及其缺點(diǎn)：

轉(zhuǎn)爐煉鋼時(shí)排放爐氣具有高溫(高達(dá)1600℃)、高含塵量(80～150g/Nm3，主要為氧化鐵、氧化鈣等)、高CO含量(0～80％)等特點(diǎn)，且具有周期性變化的特性(冶煉周期基本在45分鐘左右)。所以，這就增加該部分爐氣余熱進(jìn)行回收利用的難度，現(xiàn)有技術(shù)僅對(duì)高溫(1600～800℃)部分余熱采用汽化冷卻煙道進(jìn)行回收，800℃以下的爐氣顯熱并未進(jìn)行回收，多數(shù)采用直接噴水方式進(jìn)行冷卻。

現(xiàn)有技術(shù)主要缺點(diǎn)：

1)800～1000℃高溫爐氣顯熱未進(jìn)行回收，高品質(zhì)余熱資源白白浪費(fèi)掉；

2)在降溫除塵過程中，大量的消耗水及電能；

3)由于采用噴水降溫，使得轉(zhuǎn)爐煤氣含水量增加，造成轉(zhuǎn)爐煤氣低位熱值下降，綜合利用受到影響；

4)爐氣中粉塵由于含水量增加，甚至經(jīng)過水洗，其特性發(fā)生變化，原為高價(jià)資源變成了廢物，造成巨大的資源浪費(fèi)。

而且傳統(tǒng)余熱鍋爐中的對(duì)流受熱面管一般采用直管或S型的曲線管，單管長(zhǎng)度有限，換熱面積較小。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型目的是：針對(duì)上述技術(shù)問題，提出一種熱回收效率高的轉(zhuǎn)爐爐氣余熱回收鍋爐。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種轉(zhuǎn)爐爐氣余熱回收鍋爐，包括：

上集箱；

下集箱；

密封連接在所述上集箱和所述下集箱之間的鍋爐外壁；

形成于所述上集箱、下集箱和鍋爐外壁之間，且具有進(jìn)煙口和出煙口的鍋爐煙道；以及

設(shè)置于所述鍋爐煙道內(nèi)、且其端部密封穿透于所述鍋爐外壁外部而與所述上集箱和下集箱相連通的對(duì)流受熱面管；

所述對(duì)流受熱面管為螺旋形盤管。

本實(shí)用新型在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，還包括以下優(yōu)選方案：

所述對(duì)流受熱面管包括多段螺旋形管段，同一螺旋形管段布置在同一水平平面內(nèi)。

所述鍋爐外壁由分體式結(jié)構(gòu)的左半壁和右半壁構(gòu)成，所述左半壁和右半壁通過緊固件可拆卸連接。

所述螺旋形盤管的徑向內(nèi)側(cè)形成有位于所述鍋爐煙道內(nèi)的檢修井。

所述檢修井設(shè)置在所述鍋爐煙道的徑向中心位置。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：

1、鍋爐受熱面管采用螺旋形盤管結(jié)構(gòu)，而非傳統(tǒng)鍋爐使用的S型曲管結(jié)構(gòu)，增大了鍋爐受熱面管整體長(zhǎng)度和換熱面積以提高余熱鍋爐熱回收效率的同時(shí)，還能夠保證其內(nèi)的水能夠順暢流動(dòng)。

2、鍋爐外壁采用圓筒形結(jié)構(gòu)而非傳統(tǒng)的方形或其他形狀，具有較高的抗爆能力。

3、鍋爐外壁為管板全焊接結(jié)構(gòu)，確保鍋爐整體的密封性能，也減少空氣漏入造成爆炸的可能。

4、對(duì)流受熱面盤管結(jié)構(gòu)，最大限利用鍋爐內(nèi)部腔體空間同時(shí)，很好的解決了熱應(yīng)力問題；

5、對(duì)流受熱面管與外壁管的連接采用穿墻式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得外壁管內(nèi)的絕大部分水流均能夠進(jìn)入鍋爐煙道中的對(duì)流受熱面管，提高鍋爐的熱回收效率，并且解決了對(duì)流受熱面管故障檢修的方便性。

6、鍋爐中心的檢修井結(jié)構(gòu)，確保鍋爐所有的受熱面可檢修性能。

7、鍋爐受熱面管上的積灰清理采用機(jī)械振打方式，能耗低、效果好。

8、檢修井通道正常運(yùn)行時(shí)作為鍋爐清灰裝置振打連桿布置通道，大大節(jié)約鍋爐設(shè)備布置空間。

9、鍋爐設(shè)有旁通煙道，即使鍋爐在正常運(yùn)行過程中，該旁通煙道也可以開啟運(yùn)行(或關(guān)閉)，以確保鍋爐不會(huì)因爐氣過冷造成熱量損失和更大的冷應(yīng)力。

10、鍋爐外壁設(shè)計(jì)為可開啟式，解決了鍋爐對(duì)流受熱面管可更換的問題。

11、一方面，外壁管內(nèi)的水也能夠與鍋爐煙道內(nèi)高溫的轉(zhuǎn)爐爐氣發(fā)生熱交換，而吸收轉(zhuǎn)爐爐氣的熱量，從而提高了該鍋爐的換熱面積。另一方面，外壁管內(nèi)的水流能夠?qū)﹀仩t外壁進(jìn)行冷卻降溫，防止鍋爐外壁溫度過高；

12、鍋爐外壁采用圓筒形結(jié)構(gòu)，其內(nèi)的煤氣流通順暢，具有防止煤氣聚集出現(xiàn)爆炸的可能。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步介紹：

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例這種轉(zhuǎn)爐爐氣余熱回收鍋爐的立面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的A部放大圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例這種轉(zhuǎn)爐爐氣余熱回收鍋爐的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖3的B部放大圖；

圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例這種轉(zhuǎn)爐爐氣余熱回收鍋爐的煙氣系統(tǒng)示意圖；

圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例這種轉(zhuǎn)爐爐氣余熱回收鍋爐的水系統(tǒng)示意圖；

其中：1-上集箱，2-下集箱，3-外壁管，4-扁鋼條，5-鍋爐外壁，6-對(duì)流受熱面管，7-傳動(dòng)桿，8-檢修井，9-鍋爐煙道，10-旁通煙道，11-三通閥，12-汽包，13-強(qiáng)制循環(huán)泵，14-緊固件。

具體實(shí)施方式

圖1至圖6示出了本實(shí)用新型這種轉(zhuǎn)爐爐氣余熱回收鍋爐的一個(gè)具體實(shí)施例，其包括：上集箱1；下集箱2；密封連接在所述上集箱和所述下集箱之間的鍋爐外壁5；以及形成于所述上集箱、下集箱和鍋爐外壁之間，且具有進(jìn)煙口和出煙口的鍋爐煙道9。

本實(shí)施例中，所述鍋爐外壁5為圓筒形結(jié)構(gòu)，其由許多根外壁管3和許多塊扁鋼條4構(gòu)成，這些外壁管3豎直連通在所述上集箱和下集箱之間，并且這些外壁管3沿圓形均勻間隔分布，而且任意相鄰的兩根外壁管3之間均密封焊接有一塊所述的扁鋼條4，即該鍋爐外壁采用管板全焊接結(jié)構(gòu)。鍋爐煙道9內(nèi)設(shè)置有對(duì)流受熱面管6，對(duì)流受熱面管6的端部密封穿透于鍋爐外壁外、并與外壁管3密封連通。

并且在本實(shí)施例中，所述對(duì)流受熱面管6進(jìn)、出水端的管徑小于外壁管3的管徑，而且對(duì)流受熱面管6的進(jìn)、出水端交叉貫穿所述外壁管后，再與所述外壁管內(nèi)部連通。其中，對(duì)流受熱面管6進(jìn)水端與外壁管3的連通部位處于對(duì)流受熱面管6進(jìn)水端與外壁管3貫穿部位的下方(即外壁管內(nèi)水流的上游側(cè))；而對(duì)流受熱面管6出水端與外壁管3的連通部位處于對(duì)流受熱面管6處水端與外壁管3貫穿部位的上方(即外壁管內(nèi)水流的下游側(cè))。以此來保證從下集箱2進(jìn)入外壁管3中的絕大部分水(一般在90％以上)均會(huì)流入鍋爐煙道內(nèi)的對(duì)流受熱面管6，再由對(duì)流受熱面管6出水端流入外壁管3上端部，然后進(jìn)入上集箱1；而進(jìn)入外壁管3中的一小部分水直接沿著外壁管3向上流入上集箱1。對(duì)流受熱面管6與外壁管3的這種連接結(jié)構(gòu)，我們稱之為“穿墻連接結(jié)構(gòu)”。

具體地，所述外壁管3包括豎直布置的主管段3a以及水平密封貫穿于所述主管段的至少兩個(gè)套管3b(不難看出，套管3b與主管段3a垂直布置)，所述對(duì)流受熱面管6的進(jìn)、出水端穿過所述套管3b后，再與所述主管段3a相連通。如此可方便對(duì)流受熱面管6的安裝和拆除。套管3b的外徑小于主管段3a的內(nèi)徑。

因該鍋爐外壁采用立式圓筒型結(jié)構(gòu)而非傳統(tǒng)的方形結(jié)構(gòu)，鍋爐內(nèi)無爐氣死角，爐氣流動(dòng)通暢，不會(huì)形成滯留，確保不會(huì)出現(xiàn)爆炸情況，提高了鍋爐的抗爆能力。外壁為管板全焊接結(jié)構(gòu)，扁鋼條4與相鄰的兩根外壁管3進(jìn)行雙面焊接，確保了鍋爐外壁的密封性能和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，有效防止外部空氣滲入鍋爐內(nèi)部。

參照?qǐng)D6所示，該鍋爐的水系統(tǒng)主要包括汽包12、強(qiáng)制循環(huán)泵13、上集箱1、下集箱2、外壁管3和對(duì)流受熱面管6。

實(shí)際應(yīng)用時(shí)，轉(zhuǎn)爐爐氣通過鍋爐煙道9的進(jìn)煙口流入鍋爐煙道9內(nèi)，再?gòu)腻仩t煙道9的出煙口排出。與此同時(shí)，鍋爐汽包12內(nèi)的水首先由管路送強(qiáng)制循環(huán)泵13，加壓后送到鍋爐下集箱1，再被分配送入外壁管3，進(jìn)入外壁管3內(nèi)的水大部分流入對(duì)流受熱面管6(一小部分水直接經(jīng)過外壁管3向上流入上集箱1)，水在對(duì)流受熱面管6中與進(jìn)入上述鍋爐煙道9內(nèi)的轉(zhuǎn)爐爐氣完成換熱，吸收熱量后的水再進(jìn)入外壁管3，經(jīng)外壁管3到余熱鍋爐上集箱2匯集后回到余熱鍋爐汽包12進(jìn)行汽水分離，汽由蒸汽管路外送供使用，水再次回到系統(tǒng)進(jìn)行換熱，消耗掉的水由外部供應(yīng)到汽包。

對(duì)流受熱面管6與外壁管3相連接，二者采用穿墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接，保證流受熱面管6損壞漏水時(shí)，可及時(shí)在鍋爐外部進(jìn)行處理。而且在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，外壁管3內(nèi)的水也能夠與鍋爐煙道9內(nèi)高溫的轉(zhuǎn)爐爐氣發(fā)生熱交換，而吸收轉(zhuǎn)爐爐氣的熱量，從而提高了該鍋爐的換熱面積。同時(shí)，外壁管3內(nèi)的水流能夠?qū)﹀仩t外壁5進(jìn)行冷卻降溫，防止鍋爐外壁5溫度過高。

本實(shí)施例中，所述對(duì)流受熱面管6采用長(zhǎng)度較大的螺旋形盤管結(jié)構(gòu)，以增大其換熱面積，提高轉(zhuǎn)爐爐氣的熱回收效率。并且該對(duì)流受熱面管6能很好的吸收熱應(yīng)力，不會(huì)造成對(duì)流受熱面管6熱脹冷縮受限情況。

具體地，上述螺旋形盤管的螺旋管段位于同一水平平面內(nèi)，類似“蚊香”的結(jié)構(gòu)。

本實(shí)施例中的所述鍋爐外壁5由分體式結(jié)構(gòu)的左半壁和右半壁構(gòu)成，所述左半壁和右半壁通過緊固件14可拆卸連接。當(dāng)鍋爐對(duì)流受熱面管6達(dá)到使用壽命時(shí)，可打開鍋爐外壁5進(jìn)行內(nèi)部對(duì)流受熱面管6的更換，可維修性高。

為了方便對(duì)鍋爐受熱面管6上的積灰進(jìn)行清理，本實(shí)施例還設(shè)置了用于抖動(dòng)對(duì)流受熱面管6的對(duì)流受熱面管振打裝置。高對(duì)流受熱面管振打裝置包括與所述對(duì)流受熱面管6相連的傳動(dòng)桿7以及用于帶動(dòng)所述傳動(dòng)桿抖動(dòng)的驅(qū)動(dòng)設(shè)備，其中驅(qū)動(dòng)設(shè)備布置在鍋爐外壁5的外部。工作時(shí)，驅(qū)動(dòng)設(shè)備提供動(dòng)力以帶動(dòng)傳動(dòng)桿7震動(dòng)，而帶動(dòng)對(duì)流受熱面管6高頻抖動(dòng)，進(jìn)而使鍋爐受熱面管6上的積灰脫離落下。

而且，螺旋形對(duì)流受熱面管6的徑向內(nèi)側(cè)形成了位于鍋爐煙道9內(nèi)的檢修井8(對(duì)流受熱面管6圍繞在該檢修井8的外圍，也可以說檢修井8借助對(duì)流受熱面管6的特殊結(jié)構(gòu)而形成)，并且檢修井8豎向布置在所述鍋爐煙道9內(nèi)的徑向中心位置，在鍋爐停爐期間可以進(jìn)行鍋爐內(nèi)部檢查和維修，增加鍋爐檢查及維修性能。上述傳動(dòng)桿7具體布置在該檢修井8中，而且傳動(dòng)桿7為可拆卸式結(jié)構(gòu)，對(duì)鍋爐內(nèi)部進(jìn)行檢修時(shí)，需事先拆去傳動(dòng)桿7，然后再由檢修人員進(jìn)入檢修井8進(jìn)行檢修。

此外，參照?qǐng)D5所示，本實(shí)施例還設(shè)置有位于鍋爐外壁5外側(cè)的旁通煙道10，該旁通煙道10的一端與所述鍋爐煙道9的進(jìn)煙端相連通，另一端通過三通閥11與所述鍋爐煙道9的出煙端相連通。該旁通煙道10為絕熱煙道，與余熱鍋爐自身的鍋爐煙道9形成相互獨(dú)立的煙氣通道，通過對(duì)三通閥11的控制，可實(shí)現(xiàn)：煙氣流經(jīng)鍋爐煙道9時(shí)，該旁通煙道10關(guān)閉；煙氣流經(jīng)該旁通煙道10時(shí)，鍋爐煙道9關(guān)閉。一般來說，在轉(zhuǎn)爐爐氣溫度較高時(shí)，轉(zhuǎn)爐爐氣通過鍋爐煙道9進(jìn)行冷卻，旁通煙道10關(guān)閉；當(dāng)轉(zhuǎn)爐爐氣溫度較低時(shí)，爐氣直接經(jīng)旁通煙道10流過，鍋爐煙道關(guān)閉。

當(dāng)然，上述實(shí)施例只為說明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓人們能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本實(shí)用新型主要技術(shù)方案的精神實(shí)質(zhì)所做的等效變換或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。