[发明专利]一种加热炉煤气换热器检漏装置

说明书

本发明公开一种加热炉煤气换热器检漏装置，在加热炉烟道和烟囱之间设有过渡烟道，过渡烟道中部设有换热器烟道，换热器烟道的两侧分别设有第一旁通烟道和第二旁通烟道；过渡烟道内还设有能将换第一旁通烟道和第二旁通烟道入口封闭的第一闸板和将换第一旁通烟道和第二旁通烟道出口封闭的第二闸板，第一闸板和第二闸板能向过渡烟道的中部移动并分别将换热器烟道的入口和出口封闭，当换热器烟道封闭时，第一旁通烟道和第二旁通烟道开放；换热器烟道内设有煤气换热器和烟气成分测点。本发明不会受到外界因素的干扰，判断准确，不会出现误判的问题；可以在不影响排烟和煤气供应的条件下对煤气换热器进行检修或更换，不影响产线的正常生产。

技术领域

本发明属于冶金能源领域，特别涉及一种加热炉煤气换热器检漏装置。

背景技术

钢铁企业生产过程中，轧钢加热炉采用混合煤气作为燃料，为最大限度利用加热炉排出的高温烟气余热，通常在空气换热器后设置煤气换热器，即利用预热空气后的500℃左右的中温烟气对混合煤气进行预热，以进一步对烟气余热进行回收，换热后的250℃～300℃低温烟气通过烟囱排入到大气中。

煤气换热器在实际应用中存在一定的风险。由于流经煤气换热器换热的烟气为中低温烟气，烟气中含有大量的水蒸气和二氧化碳，同时烟气中还含有少量的SO₂，SO₂与水蒸气反应生产硫酸蒸汽，煤气换热器使用一段时间后，硫酸蒸汽对煤气换热器的钢管形成的低温腐蚀部位逐渐扩大，最终形成孔洞，引起煤气泄漏。如果不对煤气泄漏进行处理，大量的煤气就会不进入加热炉燃烧而直接经烟囱排入到大气环境中，这既是一种能源浪费，煤气中的CO等气体成分也会污染环境，而且排放到大气中的煤气轻则引起操作人员中毒，重则则会有爆炸危险。

解决煤气换热器泄漏需要解决两个难题，一是，如何准确判断煤气换热器是否泄漏。误判不仅会带来安全风险，而且会影响正常生产；二是，如果换热器破损泄漏，怎样才能在不影响生产的情况进行快速处理。

目前判断煤气换热器泄露的方法通常是检测经过煤气换热器前后烟气中的可燃成份变化。判断准则为：当换热器后的烟气中的可燃成份浓度比换热器前的高时，就认为煤气换热器泄露的煤气泄漏进入烟气中造成烟气中的可燃成份比例升高，换热器已经破损泄漏；当换热器后烟气中的可燃成份与换热器前烟气中的可燃成份相等时，就认为换热器状态正常。这种方法在实际应用中存在很大的局限性，主要有两方面原因：(一)由于普通热轧加热炉的通过烟道的烟气流量达到每小时7～10万立方米，煤气换热器的泄漏量即使达到1000m³/h，泄漏的煤气经大流量烟气稀释后，可燃成份的含量达到了ppm量级，而由前方加热炉过来的烟气中存在的煤气不完全燃烧产生的可燃成份也是ppm量级，换热器前后的可燃成份浓度在一个量级，差距较小，判断干扰影响较大；(二)烟道冷风稀释的问题。由于烟道内为负压运行，烟道通常为砌筑结构，很难做到密封很好，外界空气会经密封不严处进入烟道，吸入的空气与烟气混合后总烟气量加大，换热器后的可燃成份浓度会稀释降低。即使煤气换热器泄漏，泄漏引起的可燃成份浓度增加与吸风引起的可燃成份浓度降低相互抵消，从而出现换热器前后可燃成份浓度差不多甚至浓度降低的现象，这样就很容易错误判断换热器没有出现泄漏。事实上，这种方法只有在煤气换热器发生很大的泄漏时应用效果比较好，例如泄漏量达到每小时1万立方米以上，换热器前后的可燃成份浓度才会发生比较明显的变化，但这时整个系统已经处于非常危险的境地了。

煤气换热器出现问题时的维修或更换也是一个难题。由于烟道内温度达到400～500℃，当确定煤气换热器出现泄漏时，生产厂必须停炉降温才能维修或更换，但加热炉从停炉降温，维修/更换换热器到升温启炉的过程时间通常至少需要两天，而这对于24小时不间断的生产线来说，就会耽误上万吨的产量，这对热轧生产组织来说是很难接受的。

综上所述，现有技术存在以下三个主要问题：

(1)煤气换热器破损泄漏时，大量的煤气不进入加热炉燃烧而直接经烟囱排出造成巨大的能源浪费，排放到大气中的煤气轻则引起操作人员中毒，重则会有爆炸危险。