[发明专利]立式转炉余热锅炉及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及热载体为热气体蒸汽的蒸汽锅炉领域，具体为一种立式转炉余热锅炉及其使用方法。

背景技术

现在转炉比较常见的烟气冷却方式有两种，即湿法除尘和干法除尘。湿法除尘是将转炉炉口溢出的温度在1700℃以上的高温烟气先经汽化冷却烟道收集冷却降温至约900℃，再经过一文、二文、脱水器降温、除尘，最后通过风机送至煤气柜或烟囱燃烧排放；干法除尘是将转炉炉口溢出的高温烟气先经汽化冷却烟道收集冷却降温至约900℃，再经过蒸汽冷却器继续降温至约200℃，然后再经过电除尘器降除尘，最后通过风机送至煤气柜或烟囱燃烧排放。

上述两种转炉烟气冷却回收的方式虽然均设置了汽化冷却烟道，回收了900℃以上烟气的高温显热，但却存在以下缺点。1. 未能回收250℃～900℃之间的高温烟气显热，而这部分显热约占可回收总显热的38%，造成较大的热能浪费；2. 需消耗蒸汽和水进行后续冷却处理，吨钢能耗较高；3. 设备数量、能源介质种类较多，运维成本较高。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，提供一种热能利用率高、后续处理简单、运行成本低的烟气余热利用设备，本发明公开了一种立式转炉余热锅炉及其使用方法。

本发明通过如下技术方案达到发明目的：

一种立式转炉余热锅炉，包括汽化烟道，汽化烟道的进烟口和转炉顶部的排烟口连接，其特征是：还包括入口烟箱、出口烟箱、膨胀节、U型连接管、中心管、换热管、上升管、下降管、上管板、下管板和锅筒，

汽化烟道的出烟口通过法兰连接设于第一壳体顶端的入口烟箱，第一壳体的内腔和第二壳体的内腔互相贯通构成第一内腔，第一壳体的外壁和第二壳体的外壁之间通过膨胀节连接，第二壳体底端的排烟口通过法兰和U型连接管的进烟口连接，U型连接管的出烟口通过法兰和设于第一壳体一侧的第三壳体底端的进烟口连接，第三壳体的顶端设有出口烟箱，所述法兰都采用榫槽密封结构；

第一内腔的中心处垂直地设有中心管，中心管的顶端伸出第一壳体的顶端，中心管的底端向U型连接管敞开，中心管的顶端和底端各设一个防爆门；

第一内腔上部和下部的侧壁上分别固有上管板和下管板，上管板和下管板都围绕中心管平均分布，相邻的上管板之间、相邻的下管板之间都衬有换热管；

第三壳体内腔上部和下部的侧壁上分别固有上管板和下管板，上管板和下管板都围绕第三壳体的中心轴线平均分布，相邻的上管板之间、相邻的下管板之间都衬有换热管；

第一壳体、第二壳体和第三壳体的上部分别用至少一根上升管和锅筒贯通连接，第一壳体、第二壳体和第三壳体的下部分别用至少一根下降管和锅筒贯通连接，锅筒内设有汽水分离器，锅筒顶部设有输汽口，锅筒侧面设有进水口。

所述的立式转炉余热锅炉，其特征是：还包括节能器，节能器设于第三壳体的顶端和出口烟箱之间；

上升管和铅垂线之间的夹角在15°～30°，上升管倾斜布置可减少蒸汽停滞；

上管板为蝶形，下管板为平板，上管板和下管板上都设置防磨措施；

入口烟箱、出口烟箱和U型连接管上都设有人孔，以方便设备定期维护，所述人孔采用榫槽密封结构，所述人孔上的垫片采用金属缠绕垫圈；

在各个壳体的下部和底部中心各设一根排污管，以防水垢在中心管、换热管、上管板和下管板等处集聚；在各个壳体的四周设置平台和扶梯，所述平台采用方格栅架结构，所述扶梯采用栅架踏板结构，方便运行过程中的检修及后期的维护；在各个壳体下部、中部和上部各设至少3个手孔，以便于检查并疏通流道；

第一内腔和第三壳体的上部都设有水堰槽，以保证汽水混合物对上管板的冲刷和冷却，防止上管板和下管板的壁温过高；

U型连接管的下部设有输灰系统，输灰系统将高温烟气中飘落的烟尘先收集至储灰仓内然后利用气密管输送至除尘室集中处理。

所述的立式转炉余热锅炉的使用方法，其特征是：按如下步骤实施：

a. 烟气流程：

从转炉顶部逸出的温度在1700℃以上并含有大量CO等可燃气体的高温烟气经汽化烟道输入入口烟箱，经入口烟箱进入第一内腔，高温烟气在第一内腔内自上而下流动，即依次流经第一壳体、膨胀节和第二壳体后进入U型连接管，高温烟气在第一内腔内的下降过程中，在释放热量的同时，随着流速变化，混杂在高温烟气中的烟尘飘落至U型连接管内，去除了烟尘的高温烟气经U型连接管输入第三壳体，高温烟气在第三壳体内继续释放热量，随后从第三壳体顶端的出口烟箱排出，高温烟气经多次释放热量后从出口烟箱排出时的温度不超过250℃，满足后续布袋除尘或电除尘进行除尘排放及回收的需要；