一种燃烧熔融还原炉煤气的过热锅炉的制作方法

[0001]
本实用新型涉及一种燃烧煤气的锅炉，尤其是一种燃烧熔融还原炉煤气的过热锅炉。


背景技术：

[0002]
在我国钢铁企业生产过程中会产生大量的副产煤气，为了回收二次能源，减少环境污染，需要对这些煤气进行回收利用。高炉煤气是高炉炼铁过程中产生的副产品，其排放量很大，在产生的煤气总量中，高炉煤气排放量约占64％。从整个企业来看，高炉煤气所含能量约占企业总耗能的18％-24％。因此，高炉煤气的有效利用是钢铁企业节能降耗的重中之重。目前，高炉煤气除了在企业生产中自用一部分外，剩余部分都用于锅炉燃烧产生蒸汽来发电。
[0003]
熔融还原炉在生产过程中也会产生大量的煤气，这些煤气在经过降温和除尘后进入煤气管网。在煤气降温的过程中产生了大量的中压饱和蒸汽，为了提高发电效率需要把这些饱和蒸汽加热升温为过热蒸汽。现有的燃烧煤气的锅炉都是针对给水预热、蒸发和过热三个过程来进行设计的，而本工程的熔融还原炉煤气锅炉的主要作用是对外来饱和蒸汽进行升温过热，自产蒸汽要尽量少。同时为了保证整个熔融还原炉生产过程的安全和稳定，锅炉还要具备保安作用。因此，需要对现有煤气锅炉进行优化设计。


技术实现要素：

[0004]
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：
[0005]
一种燃烧熔融还原炉煤气的过热锅炉，燃烧熔融还原炉煤气的过热锅炉包括：炉膛和烟道，所述炉膛分为下炉膛(2)和上炉膛(6)，所述烟道分为水平烟道和尾部烟道，所述下炉膛(2)，上炉膛(6)，水平烟道，尾部烟道依次连通，上炉膛(6)设置在上炉膛(2)上方，所述炉膛内设置有燃烧器，炉膛顶部设置有顶棚过热器(9)，第一炉膛折焰角(16)上部设有屏式过热器(7)，所述屏式过热器(7)后面的水平烟道设有高温过热器(10)和低温过热器(11)，尾部烟道设有scr脱硝装置(13)，所述scr脱硝装置(13)后设有省煤器(14)和空气预热器(15)，所述空气预热器(15)的热风出口与燃烧器的热风口连通。
[0006]
进一步地，所述水平烟道与尾部烟道垂直设置，所述尾部烟道方向为竖直方向。
[0007]
进一步地，所述炉膛采用矩形炉膛，全焊接的膜式水冷壁。
[0008]
进一步地，在炉膛出口处的水冷壁向内凸出形成第一炉膛折焰角(16)。
[0009]
进一步地，在所述水冷壁中部前后墙均向内凸出形成第二炉膛折焰角(17)，形成双炉膛结构，第二炉膛折焰角(17)上部为上炉膛(6)，下部为下炉膛(2)。
[0010]
进一步地，在所述上炉膛燃烧器燃烧区域水冷壁四周敷设有卫燃带(4)。
[0011]
进一步地，在所述炉膛前墙布置了三层共六只低氮燃烧器，其中上层燃烧器(5)和中层燃烧器(3)布置在上炉膛(6)，下层燃烧器(1)布置在下炉膛(2)。
[0012]
进一步地，上层燃烧器(5)与熔融还原炉煤气源连接，中层燃烧器(3)与熔融还原
炉煤气源和焦炉煤气源连接，下层燃烧器(1)与焦炉煤气源连接。
[0013]
进一步地，所述顶棚过热器(9)、屏式过热器(7)、高温过热器(10)和低温过热器(11)组成锅炉的过热器系统，外来饱和蒸汽和自产饱和蒸汽在顶棚过热器(9)出口联箱(12)中汇合后依次经过低温过热器(11)、屏式过热器(7)和高温过热器(10)变为过热蒸汽。
[0014]
进一步地，省煤器(14)装设在尾部烟道中，单级布置，水与烟气成逆流，采用错列结构，给水先进入省煤器(14)，与烟气换热后，经过炉外的连接管引至汽包(8)。
[0015]
本实用新型的优点及效果：过热锅炉炉膛水冷壁中部前后墙均向内凸出形成折焰角形成双炉膛结构，保证纯烧焦炉煤气工况(即保安工况)锅炉安全运行。在上炉膛标高8620-16200区域水冷壁四周敷设卫燃带(4)，以减少炉膛吸热量，从而减少锅炉自产蒸汽量，提高炉膛出口温度，保证过热蒸汽温度。在炉膛前墙布置三层共六只低氮燃烧器，其中上层和中层燃烧器(3)布置在上炉膛(6)，下层燃烧器(1)布置在下炉膛(2)。上层两只燃烧器为纯烧熔融还原炉煤气，中层两只燃烧器混烧熔融还原炉煤气和焦炉煤气，下层两只燃烧器纯烧焦炉煤气。在保证过热蒸汽参数的前提下，过热锅炉可以自产少量蒸汽满足保安工况的需求，将过热锅炉和保安锅炉的功能有效地融和在一台锅炉中。
[0016]
本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书来实现和获得。
附图说明
[0017]
图1是本实用新型的熔融还原炉煤气循环利用装置示意图。
[0018]
1-下层燃烧器；2-下炉膛；3-中层燃烧器；4-卫燃带；5-上层燃烧器；6-上炉膛；7-屏式过热器；8-汽包；9-顶棚过热器；10-高温过热器；11-低温过热器；12-顶棚过热器出口联箱；13-scr脱硝装置；14-省煤器；15-空气预热器，16-第一炉膛折焰角；17-第二炉膛折焰角。
具体实施方式
[0019]
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0020]
以下结合具体实施例，对本实用新型的技术方案作进一步的解释和说明。
[0021]
实施例1
[0022]
一种新型燃烧熔融还原炉煤气的过热锅炉，燃烧熔融还原炉煤气的过热锅炉包括：炉膛和烟道。所述炉膛四周布满了膜式水冷壁，炉膛顶部设有顶棚过热器9，第一炉膛折焰角16上部设有屏式过热器7，所述屏式过热器7后面的水平烟道设有高温过热器和低温过热器，尾部烟道设有scr脱硝装置13，所述scr脱硝装置13后设有省煤器14和空气预热器15。
[0023]
述所炉膛采用矩形炉膛，全焊接的膜式水冷壁，以保证燃烧室的严密性。后水冷壁上部在炉膛出口处向内凸出形成折焰角，以改善炉膛上部烟气动力场，水冷壁下部前向后折形成底部密封。
[0024]
在所述水冷壁中部前后墙均向内凸出形成折焰角形成双炉膛结构，形成第二炉膛折焰角17，以保证纯烧焦炉工况即保安工况锅炉安全运行。
[0025]
在所述上炉膛标高8620-16200mm区域水冷壁四周敷设有卫燃带4，以减少炉膛吸热量，从而减少锅炉自产蒸汽量，提高炉膛出口温度，保证过热蒸汽温度。
[0026]
在所述炉膛前墙布置了三层共六只低氮燃烧器，其中上层和中层燃烧器3布置在上炉膛6，下层燃烧器1布置在下炉膛2。上层两只燃烧器纯烧熔融还原炉煤气，中层两只燃烧器混烧熔融还原炉煤气和焦炉煤气，下层两只燃烧器纯烧焦炉煤气。
[0027]
所述顶棚过热器9、屏式过热器7、高温过热器(10)和低温过热器11组成锅炉的过热器系统。外来饱和蒸汽和自产饱和蒸汽在顶棚过热器9出口联箱12中汇合后依次经过低温过热器11、屏式过热器7和高温过热器10变为过热蒸汽，过热蒸汽压力为3.82mpa，温度为450℃。
[0028]
所述scr脱硝装置13布置于尾部烟道，保证锅炉排放烟气nox浓度≤50mg/nm3。
[0029]
所述省煤器14装设在尾部烟道中，单级布置，水与烟气成逆流，采用错列结构。给水先进入省煤器14，与烟气换热后，经过炉外的连接管引至汽包8。
[0030]
所述空预器布置在所述省煤器14后，立式管箱结构，单级布置，烟气在管内作纵向冲刷，空气在管外作横向冲刷，冷空气由空预器冷风入口进入，热空气通过热风道引向燃烧器内，与煤气一起送入炉膛燃烧。
[0031]
上述燃烧熔融还原炉煤气的过热锅炉的使用方法，包括以下工艺步骤：
[0032]
(1)熔融还原炉煤气和焦炉煤气经过煤气管网进入燃烧器与来自空气预热器15的热空气混合后在炉膛中燃烧产生高温烟气，高温烟气在炉膛中通过水冷壁与水换热后在炉膛上部与顶棚过热器9和屏式过热器7换热，然后进入水平烟道与高温过热器10和低温过热器11换热，最后进入尾部烟道经过scr装置脱硝后依次经过省煤器14和空气预热器15后排出。在所述水冷壁中部前后墙均向内凸出形成折焰角形成双炉膛结构，在保安工况下没有外来饱和蒸汽进入过热锅炉，只投运布置于下炉膛2的下层纯烧焦炉煤气的燃烧器。在有外来饱和蒸汽的工况下，优先投运布置于上炉膛6的上层的纯烧熔融还原炉煤气的燃烧器，然后是中层混烧两种煤气的燃烧器，下层燃烧器1不投入运行，以保证产生熔融还原炉煤气全部燃烧，同时在炉膛水冷壁上敷设卫燃带4减少炉膛吸热量，熔融还原炉煤气不足时，补燃焦炉煤，保证外来饱和蒸汽全部被加热为过热蒸汽。
[0033]
(2)给水经过给水系统进入省煤器14，在省煤器14中经过预热后进入汽包8，然后进入水冷壁，在水冷壁中吸热变为汽水混合物后回到汽包8，在汽包8中经过汽水分离后饱和水回到汽包8水空间，饱和蒸汽进入顶棚过热器9，在顶棚过热器9出口联箱12与外来饱和蒸汽汇合后依次经过低温过热器11、屏式过热器7、高温过热器10变为过热蒸汽后用于发电。
[0034]
本实用新型的优点及效果：过热锅炉炉膛水冷壁中部前后墙均向内凸出形成折焰角形成双炉膛结构，保证纯烧焦炉煤气工况即保安工况锅炉安全运行。在上炉膛标高8620-16200区域水冷壁四周敷设卫燃带4，以减少炉膛吸热量，从而减少锅炉自产蒸汽量，提高炉膛出口温度，保证过热蒸汽温度。在炉膛前墙布置三层共六只低氮燃烧器，其中上层和中层燃烧器3布置在上炉膛6，下层燃烧器1布置在下炉膛2。上层两只燃烧器为纯烧熔融还原炉煤气，中层两只燃烧器混烧熔融还原炉煤气和焦炉煤气，下层两只燃烧器纯烧焦炉煤气。在
保证过热蒸汽参数的前提下，过热锅炉可以自产少量蒸汽满足保安工况的需求，将过热锅炉和保安锅炉的功能有效地融和在一台锅炉中。
[0035]
虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

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