RU2562549C2

RU2562549C2 - Device for heat recovery of effluent gases of blast-furnace air heaters unit

Info

Publication number: RU2562549C2
Application number: RU2011143193/02A
Authority: RU
Inventors: Леонид Петрович Грес; Сергей Анатольевич Карпенко; Александр Александрович Науменко; Александр Олегович Еремин; Юрий Моисеевич Флейшман; Юрий Сергеевич Кривченко; Виктор Николаевич Панин; Александр Сергеевич Гусаров; Олег Алексеевич Выбиванец
Original assignee: Концерн "СоюзЭнерго"
Priority date: 2011-05-16
Filing date: 2011-10-25
Publication date: 2015-09-10
Also published as: UA98741C2; RU2011143193A

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: invention relates to ferrous metallurgy, particularly it relates to the device for heat recovery of effluent gases of the blast-furnace air heaters. The device contains exhaust ducts supplying hot effluent gases to the heat exchangers of the gaseous fuel and air heating, the waste heat exchangers acts for this purpose, they contain the heat exchangers connected in the individual sections. Each exhaust duct supplying the hot effluent gases to the heat exchangers is connected with input to the heat exchanging elements of the section installed at side of supply of the hot effluent gases, and is equipped with exhaust duct bypassing the section, installed at side of supply of the hot effluent gases, and intermediate sections of heat exchangers, and is connected with input to the heat exchanging elements of the section installed at the side of cold air supply. Outputs of the heat exchanging elements of the section installed at the side of the cold air supply, and intermediate sections of each heat exchanger are connected by the secondary exhaust ducts with the intermediate smoke exhaust duct connected with pre-fabricated exhaust duct for cooled effluent gases return to the chimney. In the outgoing intermediate exhaust ducts from the section at the side of the cold air supply the temperature transmitters are installed, they are wired with the processor, connected with the actuators.

EFFECT: invention use ensures increased temperature of the effluent gases at the heat exchangers output, and service life of the heat exchangers.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к устройствам для утилизации тепла отходящих дымовых газов доменных воздухонагревателей и может быть использовано в энергетике, цветной металлургии и химической промышленности.The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to a device for recovering heat from flue gases of blast furnace air heaters and can be used in energy, non-ferrous metallurgy and chemical industry.

Известно устройство для утилизации тепла отходящих дымовых газов воздухонагревателей доменных печей (см. Грес Л.П. Высокоэффективный нагрев доменного дутья. - Днепропетровск: Пороги, 2008 г., с.366-368, фиг.6.13.), содержащее дымопроводы от воздухонагревателей с установленными за ними теплообменниками для подогрева газового топлива и воздуха, содержащие теплообменные элементы, объединенные в отдельные секции, установленные последовательно по движению подогреваемых компонентов сжигания, дымопроводы отвода отработанных отходящих дымовых газов после теплообменников, соединенных с дымовой трубой, причем в дымопроводе отвода дымовых газов из газового теплообменника установлен регулирующий дроссельный орган, изменяющий количество отходящих газов через указанный теплообменник (дроссель электрическими связями соединен с датчиком температуры, установленным на трубопроводе топлива после газового теплообменника), трубопроводы подвода топлива и воздуха к теплообменникам, трубопроводы подвода подогретых топлива и воздуха к горелкам воздухонагревателей, дымопровод, обходящий теплообменники и соединенный с дымовой трубой (байпас), снабженный регулирующим дросселем, соединенным электрически с датчиком температуры отходящих газов после слияния всех дымовых потоков перед дымовой трубой. В качестве теплообменников для подогрева компонентов горения установлены рекуператоры с перекрестно-противоточной схемой движения теплоносителей. В теплообменные элементы снизу вверх подается воздух (газ) горения, в пространство между теплообменными элементами - горячие дымовые газы, отходящие сверху вниз от воздухонагревателей. Теплообменники обеспечивают подогрев компонентов горения до 180°С.A device for recovering heat from the exhaust flue gases of blast furnace air heaters (see Gres L.P. Highly efficient heating of blast furnaces. - Dnepropetrovsk: Thresholds, 2008, p.366-368, Fig.6.13.), Containing chimneys from air heaters with heat exchangers installed behind them for heating gas gas and air, containing heat exchange elements combined in separate sections, installed sequentially by the movement of heated combustion components, chimneys for exhaust flue gas exhaust after heat exchangers connected to the chimney, moreover, a regulating throttle body is installed in the chimney of the flue gas exhaust from the gas heat exchanger, which changes the amount of exhaust gases through the specified heat exchanger (the throttle is electrically connected to a temperature sensor installed on the fuel pipeline after the gas heat exchanger), fuel supply pipelines and air to heat exchangers, pipelines for supplying heated fuel and air to burners of air heaters, chimney bypassing heat oobmenniki and connected with the chimney (bypass) provided with a regulating throttle connected electrically with the exhaust gas temperature sensor after merging of all streams prior to the flue chimney. Recuperators with a cross-countercurrent flow pattern of heat carriers are installed as heat exchangers for heating the combustion components. Combustion air (gas) is supplied from the bottom to the top of the heat exchange elements, and hot flue gases flowing from top to bottom from the air heaters to the space between the heat exchange elements. Heat exchangers provide heating of the combustion components to 180 ° C.

Недостатком аналога является отсутствие контроля температуры дымовых газов после последней секции теплообменника и отсутствие регулирования этой температуры таким образом, чтобы она была выше температуры точки росы серной кислоты на 10-15°С, потому что отсутствие такого регулирования приводит к кислотной коррозии стальной поверхности последних по направлению движения дымовых газов теплообменных элементов теплообменников в осенне-зимний период, когда температура воздуха составляет -15 ÷ +10°С, а температура дымовых газов на выходе последней секции всегда ниже температуры точки росы серной кислоты. Это значительно снижает срок эксплуатации теплообменников.The disadvantage of the analogue is the lack of control of the temperature of the flue gases after the last section of the heat exchanger and the lack of regulation of this temperature so that it is higher than the dew point of sulfuric acid by 10-15 ° C, because the absence of such regulation leads to acid corrosion of the steel surface of the latter in the direction the movement of flue gases of heat exchanging elements of heat exchangers in the autumn-winter period, when the air temperature is -15 ÷ + 10 ° C, and the temperature of the flue gases at the outlet after section days are always below the dew point temperature of sulfuric acid. This significantly reduces the life of the heat exchangers.

Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности и достигаемому результату, является устройство для утилизации тепла отходящих газов воздухонагревателей доменных печей (см. заявку на полезную модель Украины № U 201010748 от 06.09.2010 г., МПК С21В 9/10), содержащее трубопроводы горячих отходящих газов, соединенные с теплообменниками подогрева газового топлива и воздуха, содержащими теплообменные элементы, объединенные в отдельные секции, установленные последовательно по движению компонентов сжигания, трубопроводы подвода и отвода газового топлива и воздуха к теплообменникам подогрева газового топлива и воздуха, сборные трубопроводы подвода горячих и отвода охлажденных отходящих газов и дымовую трубу, причем входное отверстие сборного трубопровода горячих отходящих газов размещено в основании дымовой трубы, а выходное отверстие сборного трубопровода отвода охлажденных отходящих газов размещено в верхней части дымовой трубы, при этом на сборном трубопроводе отвода охлажденных отходящих газов в дымовую трубу установлен дымосос.The closest to the proposed solution in terms of technical nature and the achieved result is a device for heat recovery of exhaust gases from blast furnace air heaters (see application for utility model of Ukraine No. U 201010748 dated 09/06/2010, IPC С21В 9/10) containing hot pipelines exhaust gases connected to heat exchangers for heating gas fuel and air, containing heat exchange elements combined into separate sections, installed sequentially by the movement of combustion components, supply and exhaust pipelines gas fuel and air to heat exchangers for heating gas gas and air, prefabricated pipelines for supplying hot and discharging cooled exhaust gases and a chimney, the inlet opening of the collection line of the hot exhaust gas is located at the base of the chimney, and the outlet of the collection line of the discharge of cooled exhaust gas is located in the upper part of the chimney, while a smoke exhauster is installed on the collection pipe for discharging cooled exhaust gases into the chimney.

Недостатком прототипа является отсутствие контроля температуры отходящих дымовых газов доменных воздухонагревателей после последней секции теплообменника и отсутствие регулирования этой температуры таким образом, чтобы она была выше температуры точки росы серной кислоты на 10-15°С.The disadvantage of the prototype is the lack of temperature control of the flue gases of blast furnace air heaters after the last section of the heat exchanger and the lack of regulation of this temperature so that it is higher than the dew point of sulfuric acid by 10-15 ° C.

Этот недостаток приводит к появлению кислотной коррозии стальной поверхности последних по направлению движения компонентов сжигания теплообменных элементов теплообменников в осенне-зимний период, когда температура воздуха составляет -15 ÷ +10°С, а температура дымовых газов на выходе последней секции всегда ниже температуры точки росы серной кислоты. Это значительно снижает срок эксплуатации теплообменников.This drawback leads to the appearance of acid corrosion of the steel surface of the latter in the direction of movement of the combustion components of the heat exchanging elements of the heat exchangers in the autumn-winter period, when the air temperature is -15 ÷ + 10 ° C, and the temperature of the flue gases at the outlet of the last section is always lower than the temperature of the sulfuric dew point acids. This significantly reduces the life of the heat exchangers.

В основу изобретения поставленная задача усовершенствовать устройство для утилизации тепла отходящих дымовых газов блока доменных воздухонагревателей путем повышения температуры отходящих дымовых газов выше точки росы серной кислоты в последних по направлению движения дымовых газов теплообменных элементах теплообменников за счет оборудования их вспомогательным дымопроводом, по которому в эти теплообменные элементы подают отходящие дымовые газы с температурой, существенно выше температуры точки росы серной кислоты на 120-140°С. Это позволяет повысить температуру дымовых газов на выходе из теплообменников и надежно обеспечить защиту стальных теплообменных элементов от кислотной коррозии и повысить срок службы теплообменников.The basis of the invention is the task to improve a device for recovering heat from the flue gases of a blast furnace unit by raising the temperature of the exhaust gases above the dew point of sulfuric acid in the latter in the direction of movement of the flue gases of the heat exchanging elements of the heat exchangers by equipping them with an auxiliary chimney through which these heat exchanging elements they supply exhaust flue gases with a temperature substantially higher than the dew point of sulfuric acid by 120-140 ° C. This allows you to increase the temperature of the flue gases at the outlet of the heat exchangers and reliably protect the steel heat exchange elements from acid corrosion and increase the life of the heat exchangers.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для утилизации тепла отходящих дымовых газов блока доменных воздухонагревателей 5, содержащем дымопроводы 3, 4 подвода горячих отходящих дымовых газов к теплообменникам подогрева газового топлива 1 и воздуха 2, в качестве которых установлены рекуператоры с перекрестно-противоточной схемой движения теплоносителей, содержащие теплообменные элементы, соединенные в отдельные секции, газопровод 6 и воздухопровод 7 подвода соответственно холодных газового топлива и воздуха к теплообменникам подогрева газового топлива 1 и воздуха 2, и газопровод 8 и воздухопровод 9 отвода нагретых газового топлива и воздуха к горелкам 10 воздухонагревателей 5, сборный 26 дымопровод отбора горячих отходящих газов, входное отверстие которого размещено в основании дымовой трубы 24, и оборудовано средством 22 создания разряжения, сборный 23 дымопровод возврата охлажденных отходящих дымовых газов к дымовой трубе 24, выходное отверстие которого размещено над входным отверстием сборного дымопровода 26, согласно изобретению каждый дымопровод 3, 4 подвода горячих отходящих дымовых газов к теплообменникам 1, 2 соединен со входом теплообменных элементов секции 14, установленной со стороны подвода горячих отходящих газов, и оборудован дымопроводом 12, обходящим секцию 14, установленную со стороны подвода горячих отходящих газов, и обходящим также промежуточные секции 15 теплообменников, и соединен со входом теплообменных элементов секции 13, установленной со стороны подвода холодного газа (воздуха), причем в каждом теплообменнике 1, 2 теплообменные элементы секции 14, установленной со стороны подвода горячих отходящих дымовых газов, и промежуточные секции 15, установленные следующими по направлению движения горячих отходящих дымовых газов, соединены коллектором 16, а выход теплообменных элементов секции 13, установленной со стороны подвода холодного газа (воздуха), и промежуточных секций 15 каждого теплообменника вспомогательными дымопроводами соответственно 29 и 30 соединены с промежуточным дымопроводом 31, соединенным со сборным 23 дымопроводом возврата охлажденных отходящих дымовых газов в дымовую трубу, причем вспомогательные дымопроводы 12 оборудованы дроссельными клапанами 17, а на отводящих от секций 13, установленных со стороны подвода холодного газа (воздух), промежуточных дымопроводах 29 установлены датчики температуры 19, которые электрическими связями соединены с процессором 20, соединенным с исполнительными механизмами 21, поворачивающими дроссельные клапаны 17, а на сборном 26 дымопроводе отбора горячих отходящих газов установлен дроссельный клапан 27.The problem is solved in that in a device for heat recovery of exhaust flue gases of a blast furnace unit 5, comprising chimneys 3, 4 for supplying hot exhaust fumes to heat exchangers for heating gas fuel 1 and air 2, which are equipped with recuperators with a cross-counter flow pattern heat carriers containing heat exchange elements connected in separate sections, a gas pipe 6 and an air pipe 7 for supplying cold gas fuel and air to heat exchangers, respectively heating gas fuel 1 and air 2, and gas pipe 8 and air pipe 9 for discharging heated gas fuel and air to burners 10 of air heaters 5, a prefabricated 26 chimney for selecting hot exhaust gases, the inlet of which is located at the base of the chimney 24, and is equipped with a vacuum generating means 22 , prefabricated 23 chimney return of the cooled exhaust flue gases to the chimney 24, the outlet of which is located above the inlet of the chimney 26, according to the invention, each chimney 3, 4 supply cell exhaust gas to the heat exchangers 1, 2 is connected to the input of the heat exchange elements of the section 14 installed on the side of the hot exhaust gas supply, and is equipped with a chimney 12 bypassing the section 14 installed on the side of the hot exhaust gas supply, and also bypassing the intermediate sections 15 of the heat exchangers, and connected to the input of the heat exchange elements of section 13 installed on the supply side of the cold gas (air), and in each heat exchanger 1, 2 the heat exchange elements of section 14 installed on the supply side hot flue gases, and the intermediate sections 15, installed next in the direction of movement of the hot flue gases, are connected by a collector 16, and the output of the heat exchange elements of the section 13 installed on the supply side of the cold gas (air), and the intermediate sections 15 of each heat exchanger with auxiliary chimneys, respectively 29 and 30 are connected to an intermediate chimney 31 connected to a prefabricated 23 chimney to return the cooled exhaust flue gases to the chimney, with auxiliary chimney the gadgets 12 are equipped with throttle valves 17, and temperature sensors 19 are installed on the outgoing sections 13 installed on the cold gas supply side (air), intermediate chimneys 29, which are electrically connected to a processor 20 connected to actuators 21 that turn the throttle valves 17 and throttle valve 27 is installed on the pre-assembled chimney 26 for the selection of hot exhaust gases.

Кроме того, суммарное сечение теплообменных элементов для прохода дыма секций 13, установленных со стороны подвода холодного газа (воздуха), в каждом теплообменнике составляет 35-45% суммарного сечения теплообменных элементов для прохода дыма промежуточных 15 и секции 13, установленной со стороны подвода холодного газа (воздуха), а суммарное сечение теплообменных элементов для прохода дыма секции 14, установленной со стороны подвода горячих отходящих газов, равняется суммарному сечению теплообменных элементов для прохода дыма промежуточных секций 15.In addition, the total cross section of the heat exchange elements for smoke passage sections 13 installed on the side of the supply of cold gas (air) in each heat exchanger is 35-45% of the total cross section of heat exchange elements for the passage of smoke intermediate 15 and section 13 installed on the side of the cold gas supply (air), and the total cross-section of the heat-exchange elements for the passage of smoke of the section 14 installed on the side of the hot exhaust gas supply is equal to the total cross-section of the heat-exchange elements for the passage of intermediate smoke projections of 15.

Причинно-следственная связь между существенными признаками заявляемого технического решения, и достигаемым техническим результатом, заключается в следующем.The causal relationship between the essential features of the proposed technical solution, and the achieved technical result, is as follows.

Оборудование каждого теплообменника устройства для утилизации тепла отходящих дымовых газов вспомогательным трубопроводом и установка на выходе из секции, установленной со стороны подвода холодного газа (воздуха) датчиков температуры, соединенных электрическими связями с процессором, соединенным с исполнительными механизмами и дроссельными клапанами, установленными на вспомогательном трубопроводе, обеспечивает повышение температуры отходящих дымовых газов выше точки росы серной кислоты в последних по направлению движения дымовых газов теплообменных элементах теплообменников.The equipment of each heat exchanger of the device for heat recovery of exhaust flue gases with an auxiliary pipeline and the installation at the outlet of the section installed on the supply side of the cold gas (air) of temperature sensors connected by electrical connections to a processor connected to actuators and throttle valves installed on the auxiliary pipeline, provides an increase in temperature of the exhaust flue gases above the dew point of sulfuric acid in the latter in the direction of movement of the flue x gases heat exchanging elements of heat exchangers.

Объединение теплообменных труб теплообменников в секции, причем первая и промежуточные секции по направлению движения горячих отходящих газов соединены коллектором, а каждый дымопровод горячих отходящих газов перед теплообменниками газа и воздуха оборудован вспомогательным дымопроводом, обходящим первую и промежуточные секции теплообменника по направлению движения горячих отходящих газов, и соединенный со входом его последней секции со стороны подвода компонентов сжигания, обеспечивает подачу на вход последней секции дымовых газов с температурой 240-280°С.The combination of the heat exchanger tubes of the heat exchangers in sections, the first and intermediate sections in the direction of movement of the hot exhaust gases are connected by a collector, and each chimney of hot exhaust gases in front of the gas and air heat exchangers is equipped with an auxiliary chimney bypassing the first and intermediate sections of the heat exchanger in the direction of movement of the hot exhaust gases, and connected to the input of its last section from the side of the supply of combustion components, provides the input to the input of the last section of the flue gas at a temperature of 240-280 ° C.

Согласно изобретению сечение секции, установленной со стороны подвода холодного газа (воздуха), по теплообменным элементам которой идут дымовые газы, составляет 35-45% от суммарного сечения промежуточных секций 15 и секции 13, установленной со стороны подвода холодного газа (воздуха).According to the invention, the cross section of the section installed on the side of the cold gas (air) supply, through the heat exchange elements of which flue gases flow, is 35-45% of the total section of the intermediate sections 15 and the section 13 installed on the cold gas (air) side.

Если указанное сечение будет меньше чем 35%, то, как показали тепловые расчеты, часть теплообменных элементов промежуточных секций, смежных с тепловыми элементами секции, установленной со стороны подвода холодного газа (воздуха), будет в зоне кислотной коррозии: температура дыма на выходе промежуточной секции будет меньше температуры точки росы серной кислоты (кислотная коррозия трубок промежуточной секции).If the indicated section is less than 35%, then, as shown by thermal calculations, some of the heat exchange elements of the intermediate sections adjacent to the thermal elements of the section installed on the side of the supply of cold gas (air) will be in the zone of acid corrosion: smoke temperature at the outlet of the intermediate section will be lower than the dew point temperature of sulfuric acid (acid corrosion of the tubes of the intermediate section).

Если же указанное сечение будет больше 45% суммарного сечения промежуточных секций и секции со стороны подвода холодного воздуха (газа), то тепла (количества) дымовых газов, которые остались для секции, установленной со стороны подвода горячих отходящих газов, и промежуточных секций, будет недостаточно, чтобы достичь температуры подогрева воздуха и топливного газа 160-180°С для обеспечения температуры под куполом воздухонагревателей 1350°С.If the indicated section is more than 45% of the total section of the intermediate sections and the section on the side of the cold air (gas) supply, then the heat (quantity) of flue gases left for the section installed on the side of the hot exhaust gas supply and the intermediate sections will not be enough to achieve a temperature of heating the air and fuel gas of 160-180 ° C to ensure a temperature under the dome of the air heaters 1350 ° C.

Изменение схемы движения теплоносителей в теплообменниках (рекуператорах с перекрестно-противоточной схемой движения теплоносителей) на такую, в которой в теплообменные элементы подаются горячие дымовые отходящие газы, а в пространство между теплообменными элементами - компоненты сжигания, обеспечивает более благоприятные условия эксплуатации теплообменников.Changing the movement pattern of heat carriers in heat exchangers (recuperators with a cross-countercurrent flow pattern of heat carriers) to one in which hot flue exhaust gases are supplied to the heat exchange elements, and combustion components are introduced into the space between the heat exchange elements, provides more favorable operating conditions for heat exchangers.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 схематически представлено устройство для утилизации тепла отходящих дымовых газов блока доменных воздухонагревателей.The invention is illustrated in the drawing, where Fig.1 schematically shows a device for heat recovery of exhaust flue gases of a blast furnace unit.

Устройство для утилизации тепла отходящих дымовых газов блока доменных воздухонагревателей состоит из теплообменников для подогрева газового топлива 1 и воздуха 2, к которым подводятся дымопроводы отходящих дымовых газов 3, 4 воздухонагревателей 5, газопровода 6 и воздухопровода 7 подвода холодных газового топлива и воздуха к теплообменникам 1, 2 и отвода нагретых газового топлива 8 и воздуха 9 к горелкам 10 воздухонагревателей 5. Воздух сжигания подается на вход теплообменника 2 с помощью вентилятора 11. Подвод дымовых газов на каждый теплообменник 1, 2 осуществляется двумя дымопроводами: основные 3, 4 соединяются со входом секции 14, установленной со стороны входа горячих отходящих дымовых газов и соединенной коллектором 16 с промежуточными секциями 15, установленными следующими по направлению движения горячих отходящих газов, а второй вспомогательный дымопровод 12 - с секцией 13, установленной со стороны подвода холодного газа (воздуха). Секция 14, установленная со стороны подвода горячих отходящих газов, и промежуточные 15 секции теплообменников 1, 2 соединяются коллектором 16. Вспомогательный дымопровод 12 оборудован дроссельным клапаном 17, выход 18 из секции 13, установленной со стороны подвода холодного газа (воздуха) - датчиками температуры 19, соединенными электрически с помощью процессора 20 с исполнительными механизмами 21 и дроссельными клапанами 17. Отработанные дымовые газы из теплообменников 1, 2 с помощью дымососа 22 направляются через дымопровод 23 в дымовую трубу 24. На общем дымопроводе 3 устанавливается дроссельный клапан 27 с исполнительным механизмом 32, электрически связанным с процессором 20.A device for heat recovery of exhaust gas from a blast furnace unit consists of heat exchangers for heating gas fuel 1 and air 2, to which exhaust gas ducts 3, 4 of the air heaters 5, gas pipeline 6 and air duct 7 for supplying cold gas fuel and air to heat exchangers 1 are supplied, 2 and the removal of heated gas fuel 8 and air 9 to the burners 10 of the air heaters 5. The combustion air is supplied to the input of the heat exchanger 2 using a fan 11. Supply of flue gases for each heat exchange Casing 1, 2 is carried out by two chimneys: the main 3, 4 are connected to the inlet of section 14 installed on the inlet side of the hot flue gases and connected to the collector 16 with intermediate sections 15 installed next in the direction of movement of the hot flue gases, and the second auxiliary chimney 12 with section 13 installed on the side of the supply of cold gas (air). Section 14, installed on the hot exhaust gas supply side, and intermediate 15 sections of heat exchangers 1, 2 are connected by a collector 16. The auxiliary chimney 12 is equipped with a throttle valve 17, the outlet 18 from section 13, installed on the cold gas (air) supply side, is equipped with temperature sensors 19 electrically connected by means of a processor 20 with actuators 21 and throttle valves 17. Exhaust flue gases from heat exchangers 1, 2 are sent through a chimney 22 through a chimney 23 to a chimney 24. 3 is set favorably dymoprovode throttle valve 27 to the actuator 32 is electrically connected with the processor 20.

Сечение секции 13, установленной со стороны подвода холодного газа (воздуха), по теплообменным элементам которой идут дымовые газы, составляет 35-45% от суммарного сечения промежуточных секций 15 и секции 13, установленной со стороны подвода холодного газа (воздуха).The section of the section 13 installed on the side of the supply of cold gas (air), through the heat exchange elements of which flue gases flow, is 35-45% of the total cross section of the intermediate sections 15 and section 13 installed on the side of the supply of cold gas (air).

Устройство для утилизации тепла отходящих дымовых газов блока воздухонагревателей доменных печей работает следующим образом.A device for heat recovery of flue gases of a block of air heaters of blast furnaces operates as follows.

Отходящие дымовые газы из воздухонагревателей 5 попадают в дымопровод 28, далее в дымовую трубу 24. Горячие отходящие дымовые газы отбирают в основании дымовой трубы 24 и дальше по сборному дымопроводу 26, а потом по дымопроводам 3 и 4 направляют к теплообменникам для нагрева газа 1 и воздуха 2. Дальше дымовые газы делятся на два потока: первый, основной, проходит на вход секции 14, установленной со стороны подвода горячих отходящих газов к теплообменникам 1, 2, а второй поток проходит по вспомогательному дымопроводу 12, обходящему секцию 14, установленную со стороны подвода горячих отходящих газов, обходит промежуточные секции 15 теплообменников и попадает в секцию 13, установленную со стороны подвода холодного газа (воздуха).The exhaust flue gases from the air heaters 5 fall into the chimney 28, then into the chimney 24. The hot flue gases are taken off at the base of the chimney 24 and further through the collection chimney 26, and then through the chimneys 3 and 4 are directed to heat exchangers for heating gas 1 and air 2. Next, the flue gases are divided into two streams: the first, main, passes to the inlet of section 14 installed on the side of the hot exhaust gas supply to the heat exchangers 1, 2, and the second stream passes through the auxiliary chimney 12, bypassing section 14, installed hydrochloric by supplying the hot flue gas bypasses the intermediate section 15 and enters the heat exchanger section 13 mounted by the cold gas inlet (air).

Поток дыма, попадающий в секцию 14, по коллектору 16 попадает в промежуточные секции 15. Основная часть дымовых газов с температурой 240-280°С проходит в середине теплообменных элементов теплообменников 1, 2 через секцию 14 и промежуточные секции 15.The smoke stream entering the section 14, through the collector 16 enters the intermediate sections 15. The bulk of the flue gases with a temperature of 240-280 ° C passes in the middle of the heat exchange elements of the heat exchangers 1, 2 through section 14 and the intermediate sections 15.

Свежие дымовые газы также с температурой 240-280°С направляются по дымопроводу 12 в секцию 13. Далее отработанные отходящие дымовые газы из теплообменников 1, 2 с помощью дымососа 22 направляются через вспомогательные дымопроводы 29 и 30, соединенные с промежуточным дымопроводом 31, соединенным со сборным 23 дымопроводом возврата охлажденных отходящих дымовых газов к дымовой трубе, в дымовую трубу 24. Количество дымовых газов, попадающее в теплообменники 1, 2, регулируется с помощью дроссельных клапанов 25, устанавливаемых соответственно на дымопроводах 3, 4. Температура дымовых газов на выходе из секции 13 измеряется датчиком 19 и она должна быть на 15-20°С больше температуры точки росы серной кислоты. Если указанная температура дыма будет меньше этих значений или меньше температуры точки росы серной кислоты, то с помощью дросселя 17 увеличивается количество вспомогательных свежих дымовых газов.Fresh flue gases with a temperature of 240-280 ° C are also sent through a chimney 12 to section 13. Next, the exhaust flue gases from heat exchangers 1, 2 are sent through a smoke exhauster 22 through auxiliary chimneys 29 and 30 connected to an intermediate chimney 31 connected to the prefabricated 23 chimney return of the cooled exhaust flue gases to the chimney, to the chimney 24. The amount of flue gases entering the heat exchangers 1, 2, is regulated by throttle valves 25, installed respectively on the chimney dah 3, 4. The temperature of the flue gases at the outlet of section 13 is measured by the sensor 19 and it should be 15-20 ° C higher than the temperature of the dew point of sulfuric acid. If the indicated smoke temperature is less than these values or less than the temperature of the dew point of sulfuric acid, then with the help of a choke 17, the amount of auxiliary fresh flue gases increases.

Регулировка температуры на выходе из секции 13, установленной со стороны подвода холодного газа (воздуха) осуществляется системой: температурный датчик 19 - процессор 20 - дроссель 17 - исполнительный механизм 21. Холодный воздух вентилятором 11 подается в теплообменник 2, где он проходит через пространство между теплообменными элементами и нагревается. Холодный доменный газ аналогично нагревается в газовом теплообменнике 1. Нагретые до температуры 160-180°С компоненты сжигания через трубопроводы 8, 9 подаются в горелки 10 воздухонагревателей 5.The temperature control at the outlet of the section 13 installed on the cold gas (air) supply side is carried out by the system: temperature sensor 19 - processor 20 - throttle 17 - actuator 21. Cold air is supplied by the fan 11 to the heat exchanger 2, where it passes through the space between the heat exchangers elements and heats up. Cold blast furnace gas is similarly heated in a gas heat exchanger 1. The combustion components heated to a temperature of 160-180 ° C are fed through pipelines 8, 9 to burners 10 of air heaters 5.

С помощью дросселя 27 на дымопроводе 3 регулируется сопротивление между выхлопом и всасом дымососа 22, чтобы не допустить "короткого замыкания" между его всасом и выхлопом, когда дымовые газы непосредственно циркулируют по указанному кольцу, и чтобы после выхлопа через дымовой канал дымопровода 23 дым поднимался по дымовой трубе 24 на выход в атмосферу.Using a throttle 27 on the chimney 3, the resistance between the exhaust and the inlet of the smoke exhauster 22 is regulated so as to prevent a “short circuit” between its inlet and exhaust when the flue gases directly circulate in the indicated ring, and so that after exhaust through the smoke channel of the chimney 23 the smoke rises along chimney 24 to the atmosphere.

Оборудование теплообменников нагрева компонентов сжигания воздухонагревателей доменных печей вспомогательным дымопроводом, по которому в их теплообменные элементы подают отходящие дымовые газы с температурой, существенно выше температуры точки росы серной кислоты на 120-140°С, позволяет повысить температуру отходящих дымовых газов на выходе из теплообменников и надежно обеспечить защиту стальных теплообменных элементов от кислотной коррозии и повысить срок службы теплообменников.The equipment of the heat exchangers for heating the components of the burning of air heaters of blast furnaces with an auxiliary chimney, through which exhaust flue gases are supplied to their heat exchangers with a temperature substantially higher than the dew point of sulfuric acid by 120-140 ° C, allows to increase the temperature of the exhaust flue gases at the outlet of the heat exchangers and reliably protect steel heat-exchange elements from acid corrosion and increase the life of heat exchangers.

Claims

1. A device for recovering heat from the flue gas of a blast furnace unit, comprising chimneys for supplying hot flue gases to heat exchangers for heating gas fuel and air, which are equipped with recuperators with a cross-countercurrent flow diagram of heat carriers containing heat exchange elements connected in separate sections, gas pipeline and air pipe for supplying cold gas fuel and air to heat exchangers for heating gas fuel and air, respectively, and gas a gadget and an air duct for discharging heated gas fuel and air to burners of air heaters, a prefabricated chimney for selecting hot exhaust gases, the inlet opening of which is located at the base of the chimney, and a collection chimney equipped with means for creating a vacuum, for returning cooled exhaust fumes to the chimney, the outlet of which is located above inlet of a prefabricated chimney for selection of hot exhaust gases, characterized in that each chimney for supplying hot exhaust flue gases to t the heat exchanger is connected to the inlet of the heat exchange elements of the section installed on the side of the hot exhaust gas supply, and is equipped with a chimney bypassing the section installed on the side of the hot exhaust gas supply and intermediate sections of the heat exchangers, and is connected to the inlet of the heat exchange elements of the section installed on the cold air supply side moreover, in each heat exchanger the heat exchange elements of the section installed on the supply side of the hot flue gas, and the intermediate sections installed investigating in the direction of movement of the hot exhaust flue gases, they are connected by a collector, and the outputs of the heat exchange elements of the section installed on the cold air supply side and the intermediate sections of each heat exchanger are connected by auxiliary chimneys with an intermediate chimney connected to the collection chimney for returning the cooled exhaust fumes to the chimney, moreover, the auxiliary chimneys are equipped with throttle valves, and on the discharge from the sections installed on the supply side, cold air, intermediate chimneys are equipped with temperature sensors, electrically connected to a processor connected to actuators capable of turning the throttle valves, while a throttle valve is installed on the collection chimney for the selection of hot exhaust gases.

2. The device according to claim 1, characterized in that the total cross section of the heat exchange elements for the passage of smoke of the sections installed on the side of the cold air supply in each heat exchanger is 35-45% of the total cross section of the heat exchange elements for the passage of smoke of the intermediate sections and the section installed with cold air supply side, and the total cross-section of heat-exchange elements for smoke passage of the section installed on the hot exhaust gas supply side is equal to the total cross-section of heat-exchange elements for smoke passage n omezhutochnyh sections.