專利名稱：礦熱爐爐蓋余熱鍋爐冷卻及余熱利用系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生產(chǎn)金屬硅、硅鐵合金、電石、硅鋁合金等產(chǎn)品的冶煉爐設(shè)備，尤其是一種礦熱爐爐蓋鍋爐設(shè)備。
背景技術(shù)：
礦熱爐爐蓋應(yīng)用于半密封或密閉式的各類礦熱爐上，其主要作用是1、收集電爐冶煉過程中產(chǎn)生的高溫有毒、含塵爐氣，以改善工作環(huán)境和節(jié)能減排；2、減少電爐內(nèi)的熱量散失，以保護工作環(huán)境；3、滿足礦熱爐冶煉電極插入、加料、收集排出爐氣、觀火搗料的結(jié)構(gòu)要求；4、爐蓋本身的降溫，以防止自身燒損，保護與其相連接的其它設(shè)備。但目前爐蓋(罩) 技術(shù)非常落后，使用壽命短、能耗高、耗水量大，以一個21MVA的礦熱電爐爐蓋為例，其形狀如一個多孔的鍋蓋(家用炒菜鍋蓋)一般采用簡單的水冷套結(jié)構(gòu)，罩在礦熱爐的熔池上 (熔池表面溫度高達2000°C )，為了防止爐蓋燒毀，在爐蓋內(nèi)通入400 600噸/小時的冷卻水，冷卻后水溫上升10 15°C，為了水的循環(huán)利用，在外部設(shè)有大型水池、冷卻塔、循環(huán)水泵系統(tǒng)、簡單的水處理系統(tǒng)、補水系統(tǒng)。于是大量的熱能和水資源被散失到大氣中，而且因為水冷套內(nèi)水循環(huán)差、易腐蝕、結(jié)垢燒壞使得爐蓋壽命短，同時該系統(tǒng)復(fù)雜、維護費用高、 能耗高、控制水平低下，在能源緊張、環(huán)境壓力大、水資源緊缺等多重壓力下，這種高耗能高污染的礦熱爐面臨淘汰或改進升級的壓力。目前礦熱爐行業(yè)中爐蓋及冷卻系統(tǒng)問題還存在如下問題一、爐蓋普遍采用水冷套結(jié)構(gòu)，因結(jié)構(gòu)或冷卻的需要，一般將爐蓋分隔為若干水冷單元，爐蓋上有復(fù)雜的連接管路回路，并配置簡單的水處理系統(tǒng)和龐大的循環(huán)水冷卻系統(tǒng)。二、冷卻水和補水的水質(zhì)差，僅簡單過濾和軟化處理(沒有除氧、除鹽)，在冷卻塔和水池循環(huán)過程中容易二次污染，水中的灰和鹽份容易造成水冷套結(jié)垢燒損，水中的氧氣容易使水冷套氧化和電化學(xué)腐蝕，最終造成礦熱爐停爐檢修(啟、停電爐費用大，周期長)。三、水冷套為簡單的鋼板夾層，存在許多水循環(huán)死角，內(nèi)部水流慢、均勻性差、循環(huán)不暢，容易引起局部過熱、局部結(jié)垢燒壞；平板結(jié)垢夾套結(jié)構(gòu)的承壓能力差。上述的這種冷卻方法、水質(zhì)、結(jié)構(gòu)決定了其冷卻液在爐蓋中不得沸騰或溫升太高， 一般控制溫升10 20°C (溫升太高容易沸騰或造成局部沸騰，將使沸騰區(qū)很快結(jié)垢燒損)，這樣就需要大量的冷卻水O萬KVA的電爐冷卻水量約400 600噸每小時，需要兩個大的循環(huán)水泵)，同時升溫后的水需要送到露天布置的冷卻塔中進行冷卻，以便循環(huán)利用， 可見這種系統(tǒng)的水耗、電耗、占地等均較大。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述存在的不足，提供一種環(huán)保、高效、節(jié)能的礦熱爐爐蓋余熱鍋爐冷卻及余熱利用系統(tǒng)。本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案來完成的，一種礦熱爐爐蓋余熱鍋爐冷卻及余熱利用系統(tǒng)，它包括
一余熱鍋爐系統(tǒng)，包括有爐蓋受熱面、連接管道和鍋筒連接構(gòu)成；一冷卻系統(tǒng)，包括有用水和汽水混合物進行冷卻的爐蓋冷卻裝置；一余熱利用系統(tǒng)，包括有蒸汽用戶；所述的礦熱爐爐蓋余熱鍋爐冷卻及余熱利用系統(tǒng)，所述的爐蓋受熱面采用膜式水冷壁組結(jié)構(gòu)，它主要由蓋形水冷壁、設(shè)置于蓋形水冷壁下底兩端的分配集箱、設(shè)置在蓋形水冷壁兩側(cè)的檢查門和支撐架、設(shè)置在蓋形水冷壁上端的爐氣接口、加料接口和電極接口和包裹在蓋形水冷壁外部的外保溫殼組成。所述的蓋形水冷壁、爐氣接口、加料接口、電極接口均采用鍋爐管加扁鋼焊制而成。所述的蒸汽用戶可以是汽輪發(fā)電系統(tǒng)。本發(fā)明用礦熱爐爐蓋余熱鍋爐冷卻及余熱利用系統(tǒng)來代替目前高水耗、高能耗、 易燒損的礦熱爐爐蓋及其冷卻循環(huán)系統(tǒng)，爐蓋采用鍋爐給水或汽水混合物進行冷卻的冷卻方式(或介質(zhì))，并將爐蓋及煙道系統(tǒng)的余熱充分利用起來，用于發(fā)電或其它工業(yè)用熱，最終降低礦熱爐冶煉系統(tǒng)的水耗、電耗、減少環(huán)境污染。大力推進礦熱爐爐蓋余熱鍋爐冷卻及余熱利用系統(tǒng)在礦熱爐行業(yè)(尤其是金屬硅、硅鐵合金、硅鋁合金、電石、錳硅合金、鎳鈦合金冶煉行業(yè))的應(yīng)用，革命性地推進礦熱爐熔煉行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)。
圖1是本發(fā)明的礦熱爐爐蓋余熱鍋爐冷卻及余熱利用系統(tǒng)示意圖；圖2是本發(fā)明所述的礦熱爐爐蓋余熱鍋爐結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明所述的爐蓋受熱面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明做詳細的介紹如圖1-3所示一種礦熱爐爐蓋余熱鍋爐冷卻及余熱利用系統(tǒng)，它包括一余熱鍋爐系統(tǒng)，包括有爐蓋受熱面A、連接管道C和鍋筒B連接構(gòu)成；一冷卻系統(tǒng)，包括有用水和汽水混合物進行冷卻的爐蓋冷卻裝置；一余熱利用系統(tǒng)，包括有蒸汽用戶D ；所述的爐蓋受熱面A是由膜式水冷壁組構(gòu)成，經(jīng)設(shè)計和制造成礦熱爐爐蓋所要求的外形尺寸和接口條件的爐蓋形輻射受熱面，管內(nèi)流被加熱的水或蒸汽，爐蓋下部管外流高溫含灰爐氣，并吸收熔池輻射熱，其主要有以下五點作用1、將爐氣側(cè)的高溫物理熱和熔池的輻射熱高效地傳遞給管內(nèi)的水或蒸汽，使管內(nèi)的水或蒸汽具有一定利用價值的熱能或勢能。2、其蓋(罩)形結(jié)構(gòu)能收集冶煉過程中產(chǎn)生的高溫含灰爐氣。3、能滿足冶煉工藝中電極插入、加料用孔、觀察用孔、搗料用孔需求。4、高品質(zhì)的鍋爐用水和良好的鍋爐水循環(huán)系統(tǒng)提高了爐蓋壽命。5、取代目前高水耗、易燒損的礦熱爐爐蓋及其冷卻水循環(huán)系統(tǒng)。所述的鍋筒B，它用于收集和分離爐蓋受熱面A所產(chǎn)生的汽水混合物，并將分離出來的水送入并循環(huán)冷卻爐蓋受熱面A，這樣循環(huán)冷卻爐蓋并產(chǎn)生高溫蒸汽D，蒸汽被送往蒸汽用戶D，蒸汽在蒸汽用戶D中做功后經(jīng)冷凝器被冷凝成水，水泵將冷凝水再次送入鍋筒， 用于循環(huán)冷卻爐蓋，這樣水在這個系統(tǒng)中冷卻-吸熱-做功-冷凝-再冷卻，往復(fù)循環(huán)利用， 鍋筒B內(nèi)的水位由鍋爐補給水調(diào)整裝置來維持一定高度。所述的連接管道C，用于連接爐蓋受熱面A和鍋筒B，主要作用是負責(zé)將鍋筒B中的冷卻水連續(xù)送入爐蓋受熱面A中，并將爐蓋受熱面A中產(chǎn)生的汽水混合物連續(xù)送入鍋筒 B中。所述的爐蓋受熱面A主要由由蓋形水冷壁2、設(shè)置于蓋形水冷壁2下底兩端的分配集箱1、設(shè)置在蓋形水冷壁2兩側(cè)的檢查門6和支撐架7、設(shè)置在蓋形水冷壁2上端的爐氣接口 3、加料接口 4和電極接口 5和包裹在蓋形水冷壁2外部的外保溫殼8組成，分配集箱1負責(zé)將冷卻水均勻地分配到這個整體受熱面中；蓋形水冷壁2形成整個礦熱爐密閉水冷爐蓋；爐氣接口 3為熔池中產(chǎn)生的高溫爐氣引接口，與外圍煙道柔性連接，有吸熱降溫作用；加料接口 4為向熔池添加原料的接口 ；電極接口 5為礦熱爐電極插入接口，內(nèi)套絕緣密封體，確保電極能不斷插入，且防止短路和減少泄漏；檢查門6為礦熱爐檢查、觀火、搗料用孔，是一個活動的門；支撐架7分布在爐蓋受熱面的四周，負責(zé)支撐、固定整個爐蓋受熱面； 外保溫殼8由輕型保溫材料構(gòu)成，覆蓋在整個爐蓋受熱面的外側(cè)，起保溫作用。所述的蓋形水冷壁2、爐氣接口 3、加料接口 4、電極接口 5均采用鍋爐管加扁鋼焊制而成，其形狀、扁鋼的寬度以及鍋爐管的規(guī)格均根據(jù)礦熱爐接口條件和熱負荷強度經(jīng)過計算分別確定的，使他們形成一個有機的整體受熱面，整體焊接結(jié)構(gòu)，且汽水系統(tǒng)相互貫通。所述的蒸汽用戶D可以是汽輪發(fā)電系統(tǒng)。礦熱爐爐蓋余熱鍋爐冷卻及余熱利用系統(tǒng)，爐蓋采用鍋爐給水或汽水混合物進行冷卻的冷卻方式(或介質(zhì))。將礦熱爐爐蓋冶煉工藝設(shè)計和余熱鍋爐設(shè)計有機的融合在一起，不但能回收余熱，更能滿足和優(yōu)化礦熱爐冶煉工藝，使礦熱爐冶煉工藝的水耗、電耗、維護費等成本等大幅下降，同時減少了環(huán)境污染，這種特殊的余熱鍋爐必將大力推進了礦熱爐熔煉行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)的發(fā)展。
權(quán)利要求
1.一種礦熱爐爐蓋余熱鍋爐冷卻及余熱利用系統(tǒng)，其特征在于它包括一余熱鍋爐系統(tǒng)，包括有爐蓋受熱面(A)、連接管道(C)和鍋筒(B)連接構(gòu)成；一冷卻系統(tǒng)，包括有用水和汽水混合物進行冷卻的爐蓋冷卻裝置；一余熱利用系統(tǒng)，包括有蒸汽用戶(D)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦熱爐爐蓋余熱鍋爐冷卻及余熱利用系統(tǒng)，其特征在于所述的爐蓋受熱面(A)采用膜式水冷壁組結(jié)構(gòu)，它主要由蓋形水冷壁O)；設(shè)置于蓋形水冷壁 (2)下底兩端的分配集箱(1)；設(shè)置在蓋形水冷壁( 兩側(cè)的檢查門(6)和支撐架(7)；設(shè)置在蓋形水冷壁( 上端的爐氣接口(3)、加料接口(4)和電極接口( 和包裹在蓋形水冷壁⑵外部的外保溫殼⑶組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的礦熱爐爐蓋余熱鍋爐冷卻及余熱利用系統(tǒng)，其特征在于所述的蓋形水冷壁O)、爐氣接口(3)、加料接口 0)、電極接口(5)均采用鍋爐管加扁鋼焊制而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦熱爐爐蓋余熱鍋爐冷卻及余熱利用系統(tǒng)，其特征在于所述的蒸汽用戶(D)可以是汽輪發(fā)電系統(tǒng)。
全文摘要
一種礦熱爐爐蓋余熱鍋爐冷卻及余熱利用系統(tǒng)，它主要由爐蓋受熱面、連接管道、鍋筒連接構(gòu)成，本發(fā)明用礦熱爐爐蓋余熱鍋爐冷卻及余熱利用系統(tǒng)冷卻及余熱利用系統(tǒng)來代替目前高水耗、高能耗、易燒損的礦熱爐爐蓋及其冷卻循環(huán)系統(tǒng)，并將爐蓋及煙道系統(tǒng)的余熱充分利用起來，用于發(fā)電或其它工業(yè)用熱，最終降低礦熱爐冶煉系統(tǒng)的水耗、電耗、減少環(huán)境污染。大力推進礦熱爐爐蓋余熱鍋爐冷卻及余熱利用系統(tǒng)冷卻及余熱利用系統(tǒng)在礦熱爐行業(yè)，尤其是金屬硅、硅鐵合金、硅鋁合金、電石、錳硅合金、鎳鈦合金冶煉行業(yè)的應(yīng)用，革命性地推進礦熱爐熔煉行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)。
文檔編號F27D1/18GK102192654SQ20101011850
公開日2011年9月21日 申請日期2010年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月4日
發(fā)明者敖玉華, 王峻, 魏建明 申請人:杭州杭鍋工業(yè)鍋爐有限公司