一種耐腐蝕防粘結(jié)的軋鋼加熱爐煙氣余熱回收換熱器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于軋鋼工藝過程加熱爐煙氣余熱回收利用技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種耐腐蝕防粘結(jié)的軋鋼加熱爐煙氣余熱回收換熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的軋鋼加熱爐熱效率一般只有20%?30%，約有70%?80%的熱量損失，其中煙氣帶走的熱損失約為30%?35%。煙氣帶走的熱量通過煙囪排放至大氣，不但浪費(fèi)能源，也會(huì)對(duì)大氣造成熱污染。以某年產(chǎn)量1000萬噸鋼，年耗能50萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤的軋鋼企業(yè)為例，假設(shè)采用低溫?zé)煔庥酂嵘疃壤眉夹g(shù)后，把煙氣排放溫度從180°C降低至95°C，將會(huì)回收熱量5.25X10nkJ，相當(dāng)于每年節(jié)省17900噸標(biāo)準(zhǔn)煤，這些熱量回收用于生產(chǎn)熱水可以得到80°C的熱水約227萬噸，經(jīng)濟(jì)價(jià)值約一年1.14億元(按每噸熱水50元計(jì)算)。
[0003]目前鋼鐵企業(yè)中，乳鋼加熱爐設(shè)計(jì)及生產(chǎn)管理時(shí)已經(jīng)采取了一系列的節(jié)能措施:從源頭做起，設(shè)法降低煙氣出爐溫度和煙氣量；在煙道內(nèi)設(shè)置空氣預(yù)熱器、煤氣預(yù)熱器和蒸汽過熱器等設(shè)施回收煙氣余熱。這些節(jié)能措施實(shí)施后出預(yù)熱器的煙氣溫度仍然有250?330°C ;現(xiàn)在有些鋼鐵企業(yè)加大了節(jié)能的力度，如采用余熱鍋爐回收技術(shù)，利用煙氣余熱產(chǎn)生飽和蒸汽，供生產(chǎn)或生活利用。利用余熱鍋爐的方法，一般可以將煙氣溫度從250°C降到180°C左右。
[0004]余熱鍋爐的使用使得煙氣余熱得到了很好的回收利用，但是現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)于180°C以下的煙氣余熱利用技術(shù)研宄甚少，而且煙道內(nèi)預(yù)熱器及余熱鍋爐上的低溫表面腐蝕、堵灰和粘結(jié)問題一直嚴(yán)重制約了軋鋼加熱爐煙氣余熱的進(jìn)一步回收利用。
[0005]為了防止換熱器和余熱鍋爐上的低溫腐蝕、堵灰及粘結(jié)問題，常采取以下措施:從燃料及煙氣中除硫，防止三氧化硫的產(chǎn)生，以降低煙氣的露點(diǎn)溫度。但是從目前來看，該方法技術(shù)尚不成熟，實(shí)際應(yīng)用難度很大。美國石油學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)ANSI/API560-1996《一般煉油裝置用火焰加熱爐》中對(duì)煙氣尾部的抗露點(diǎn)腐蝕措施提出了幾種解決方案，即采用低合金耐蝕鋼以及采用有搪瓷層的傳熱表面，但是到目前為止還沒有找出一種可以有效抗低溫露點(diǎn)腐蝕的低合金鋼，應(yīng)用較多的09CrCuSb(ND鋼)其抗硫酸性能在實(shí)驗(yàn)室條件下也只是碳鋼的4?5倍，工業(yè)應(yīng)用情況下通常是碳鋼的3倍。而一旦進(jìn)入露點(diǎn)，對(duì)于1mm厚碳鋼也只能有2個(gè)月的壽命，大量的使用實(shí)踐驗(yàn)證了這個(gè)事實(shí)，進(jìn)入露點(diǎn)的ND鋼，其實(shí)際使用壽命均在半年左右。而對(duì)鋼鐵行業(yè)連續(xù)運(yùn)行的軋鋼加熱爐，這個(gè)使用壽命顯然是不能滿足要求的；316L合金鋼雖然有很好的耐腐蝕性能，在王水中也不會(huì)被腐蝕，但是其價(jià)格約是普碳鋼的8倍左右，使用成本太高；在加熱爐末端采用搪瓷表面，雖然解決了煙氣腐蝕、降低了末端溫度以及提高了加熱爐熱效率，但是對(duì)于搪瓷脆性與管式換熱器鋼材表面膨脹不協(xié)調(diào)的問題以及有搪瓷層換熱器焊接制作的問題，仍然沒有很好的解決，僅僅處于研宄階段。
[0006]申請(qǐng)人安徽工業(yè)大學(xué)已遞交了焦?fàn)t荒煤氣余熱回收換熱單元的相關(guān)專利申請(qǐng)，其具體信息如下，申請(qǐng)?zhí)?2015101199017，發(fā)明創(chuàng)造名稱:一種抗粘結(jié)自流焦?fàn)t荒煤氣余熱回收換熱單元的施工方法，申請(qǐng)人:安徽工業(yè)大學(xué)，申請(qǐng)日:2015年3月18日，該申請(qǐng)案公開了一種抗粘結(jié)自流焦?fàn)t荒煤氣余熱回收換熱單元的施工方法，屬于煉焦工藝過程荒煤氣余熱回收利用技術(shù)領(lǐng)域。該申請(qǐng)案中余熱回收換熱單元的施工方法為:單排組件的焊接；單排組件的清底；氣霧噴涂不粘涂層；換熱單元的焊接，多個(gè)單排組件以相同間距排列并焊接固定在一起組成一個(gè)長方體結(jié)構(gòu)的換熱單元本體，所有的上換熱工質(zhì)輸送管上端口分別焊接連通在蒸汽排出管上，所有的下?lián)Q熱工質(zhì)輸送管下端口分別焊接連通在冷卻水入口管上，換熱單元本體在裝配時(shí)，換熱單元本體下側(cè)的絕熱板所在平面與水平面的夾角為15?45度。該申請(qǐng)案采用首先焊接單排組件，然后噴涂不粘涂層的施工形式，不僅易于不粘涂層充分均勻的噴涂，且避免了不粘涂層在焊接時(shí)遭到高溫及機(jī)械破壞。但是，該申請(qǐng)案中制造的余熱回收換熱單元還存在以下技術(shù)缺陷:該申請(qǐng)案中制造的余熱回收換熱單元僅僅適用于焦?fàn)t荒煤氣的余熱回收，將申請(qǐng)案中制造的余熱回收換熱單元應(yīng)用于軋鋼加熱爐時(shí)，會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的粘結(jié)或堵灰現(xiàn)象。
[0007]綜上所述，如何設(shè)計(jì)出一種能夠應(yīng)用于軋鋼加熱爐的煙氣余熱回收換熱器，克服現(xiàn)有煙氣余熱回收技術(shù)中遇到的低溫表面腐蝕、堵灰和粘結(jié)問題，是現(xiàn)有技術(shù)中一個(gè)亟需解決的技術(shù)問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]1.實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題
[0009]本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有煙氣余熱回收技術(shù)中遇到的低溫表面腐蝕、堵灰和粘結(jié)問題，提供了一種耐腐蝕防粘結(jié)的軋鋼加熱爐煙氣余熱回收換熱器，有效的解決了軋鋼加熱爐低溫?zé)煔獾挠酂峄厥罩械蜏芈饵c(diǎn)腐蝕、粘結(jié)和堵灰問題，既保證了換熱設(shè)備的高效性和使用性能，又節(jié)約了資源，保護(hù)了環(huán)境。
[0010]2.技術(shù)方案
[0011]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案為:
[0012]本實(shí)用新型的耐腐蝕防粘結(jié)的軋鋼加熱爐煙氣余熱回收換熱器，包括換熱豎管、換熱橫管和換熱工質(zhì)輸送管；
[0013]其中:所述的換熱橫管兩端口密封，換熱橫管包括上換熱橫管和下?lián)Q熱橫管；所述的換熱工質(zhì)輸送管包括上換熱工質(zhì)輸送管和下?lián)Q熱工質(zhì)輸送管；
[0014]換熱器本體為長方體結(jié)構(gòu)，換熱器本體包括兩個(gè)或兩個(gè)以上單排組件，上述兩個(gè)或兩個(gè)以上單排組件相互平行，且相鄰單排組件之間的間隙相同；
[0015]所述的單排組件包括換熱豎管、上換熱橫管、下?lián)Q熱橫管、上換熱工質(zhì)輸送管和下?lián)Q熱工質(zhì)輸送管，多根豎直設(shè)置的換熱豎管以相同的間距排列成一排，排列成一排的換熱豎管的上端口分別連通在一根水平設(shè)置的上換熱橫管側(cè)面上，排列成一排的換熱豎管的下端口分別連通在一根水平設(shè)置的下?lián)Q熱橫管側(cè)面上；所述的上換熱橫管右端連通一根豎直設(shè)置的上換熱工質(zhì)輸送管；所述的下?lián)Q熱橫管左端連通一根豎直設(shè)置的下?lián)Q熱工質(zhì)輸送管；
[0016]所有的單排組件表面均涂有不粘涂層。
[0017]作為本實(shí)用新型更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述的換熱器本體的上下側(cè)、前后側(cè)均安裝有絕熱板，絕熱板將換熱器本體上的單排組件固定在一起。
[0018]作為本實(shí)用新型更進(jìn)一步的改進(jìn)，所有的上換熱工質(zhì)輸送管上端口分別連通在蒸汽排出管上，所有的下?lián)Q熱工質(zhì)輸送管下端口分別連通在冷卻水入口管上。
[0019]作為本實(shí)用新型更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述的換熱器本體上相鄰單排組件之間的中心間距為60?12Ctam0
[0020]作為本實(shí)用新型更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述的單排組件上相鄰換熱豎管的中心間距為45 ?80mm。
[0021]作為本實(shí)用新型更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述的換熱豎管的直徑為25?50mm，換熱橫管的直徑為50?100mm，換熱工質(zhì)輸送管的直徑為30?50mm，換熱工質(zhì)輸送管的長度為150?500mm ;換熱器本體的總高度為1500?3500mm。
[0022]3.有益效果
[0023]采用本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯著效果:
[0024](I)本實(shí)用新型的耐腐蝕防粘結(jié)的軋鋼加熱爐煙氣余熱回收換熱器，是根據(jù)軋鋼加熱爐煙氣余熱回收的具體應(yīng)用場合而設(shè)計(jì)的，首先，換熱器本體上相鄰單排組件之間留有一定間隙，能夠使軋鋼加熱爐煙氣更順利的通過換熱器本體，大大避免了單排組件上形成堵灰和粘結(jié)現(xiàn)象；其次，單排組件上相鄰換熱豎管之間的排布是疏松排布結(jié)構(gòu)，有利于對(duì)軋鋼加熱爐煙氣進(jìn)行高效換熱。
[0025](2)本實(shí)用新型的耐腐蝕防粘結(jié)的軋鋼加熱爐煙氣余熱回收換熱器，在所有單排組件的表面均涂有不粘涂層，申請(qǐng)人經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)該納米防腐不粘涂層能夠有效防止煙氣低溫腐蝕現(xiàn)象，且對(duì)煙氣中的灰塵等顆粒具有不粘性；本實(shí)用新型中不粘涂層的設(shè)置有效的解決了軋鋼加熱爐煙氣余熱回收利用過程中換熱管表面低溫露點(diǎn)腐蝕的問題，又能防止煙氣中的灰塵等顆粒粘結(jié)到換熱管表面，提高了換熱器的使用壽命，且使用的不粘涂層成本較低，容易產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
[0026](3)本實(shí)用新型的耐腐蝕防粘結(jié)的軋鋼加熱爐煙氣余熱回收換熱器，換熱過程中，所有的單排組件內(nèi)始終充滿換熱工質(zhì)，且換熱工質(zhì)的溫度不低于80°C，既保證了換熱過程的高效、穩(wěn)定和連續(xù)，又保證了單排組件表面溫度不會(huì)過低，防止單排組件表面出現(xiàn)低溫?zé)煔饴饵c(diǎn)腐蝕。
[0027](4)現(xiàn)有的軋鋼加熱爐煙氣余熱回收利用技術(shù)只是將煙氣溫度降低至180°C左右，而95°C到180°C之間的余熱沒有得到有效的回收利用，造成了能源的浪費(fèi)，而且煙氣直接排放對(duì)環(huán)境也不利；同時(shí)在回收180°C左右的煙氣過程中，仍不可避免的造成換熱器表面低溫腐蝕，嚴(yán)重影響余熱資源的回收；本實(shí)用新型的耐腐蝕防粘結(jié)的軋鋼加熱爐煙氣余熱回收換熱器，有效的解決了煙氣余熱回收過程中換熱器表面低溫露點(diǎn)腐蝕和粘灰問題，提高了換熱器的使用性能和壽命，且可將煙氣換熱后的排出溫度降低到95°C左右，大大提高了煙氣余熱的利用效率，充分回收了煙氣的有效顯熱，避免了熱量的浪費(fèi)，符合節(jié)能減排的要求。
【附圖說明】
[0028]圖1為本實(shí)用新型的耐腐蝕防粘結(jié)的軋鋼加熱爐煙氣余熱回收換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2為本實(shí)用新型中換熱器本體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖3為本實(shí)用新型中單排組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖4為本實(shí)用新型中換熱器本體的左視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖中的標(biāo)號(hào)說明:1、換熱豎管；201、上換熱橫管；202、下?lián)Q熱橫管；301、上換熱工質(zhì)輸送管；302、下?lián)Q熱工質(zhì)輸送管；4、冷卻水入口管；5、蒸汽排出管；6、絕熱板。
【具體實(shí)施方式】
[0033]為進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的內(nèi)容，結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)描述。
[0034]實(shí)施例1
[0035]結(jié)合圖1、圖2、圖3和圖4，本實(shí)施例的耐腐蝕防粘結(jié)的軋鋼加熱爐煙氣余熱回收換熱器，包括換熱豎管1、換熱橫管和換熱工質(zhì)輸送管，其中:換熱橫管兩端口密封，換熱橫管包括上換熱橫管201和下?lián)Q熱橫管202 ;換熱工質(zhì)輸送管包括上換熱工質(zhì)輸送管301和下?lián)Q熱工質(zhì)輸送管302 ;換熱器本體為長方體結(jié)構(gòu)，換熱器本體包括五個(gè)單排組件，五個(gè)單排組件相互平行，且相鄰單排組件之間的間隙相同。換熱器本體在裝配時(shí)根據(jù)實(shí)際煙道需要調(diào)整角