本發明屬于軋鋼技術領域，具體涉及一種用于加熱爐的余熱回收裝置。
背景技術：
加熱爐是保證鋼材軋制溫度的重要熱工設備，它的作用是將鋼坯加熱到軋鋼機易于軋制的溫度。同時，加熱爐也是軋鋼生產過程中消耗能源較多的設備。加熱爐內的水梁因承載鋼坯重量需要進行冷卻，冷卻方式有兩種：一種是水冷卻，一種是汽化冷卻。兩種冷卻方式中采用汽化冷卻生產蒸汽方法可便于熱量回收，并且，汽化冷卻產生的蒸汽可以并入廠區蒸汽管網，用于發電、動力、采暖，起到節約能源，起到降低加熱鋼坯的能耗的作用。因此，汽化冷卻是較為常用的加熱爐冷卻方式。然而，目前對加熱爐進行汽化冷卻的過程中，仍然有很多的余熱資源得不到充分地回收利用，造成了能源的浪費。因此，如何充分回收并利用加熱爐汽化冷卻過程中的余熱資源是鋼材軋制工藝中一個亟待解決的問題。
技術實現要素：
基于上述問題，本發明的目的是提供一種用于加熱爐的余熱回收裝置，能夠更好地回收并利用加熱爐在汽化冷卻過程中產生的余熱資源，以減少能源的浪費。
本發明提供一種用于加熱爐的余熱回收裝置，其包括：除氧水箱，用于接收除鹽水并去除除鹽水中的溶解氧；帶有第一內置式換熱器的排污擴容器，所述第一內置式換熱器的除鹽水進口與除氧水箱的排出口相連；汽包，所述汽包的除鹽水入口與所述第一內置式換熱器的除鹽水出口相連，所述汽包的除鹽水出口與所述加熱爐的除鹽水入口相連，所述汽包的排污口與所述排污擴容器的進污口相連；其中，所述第一內置式換熱器能夠利用來自所述汽包的排污口的污水來非混合地加熱來自除氧水箱的除鹽水，使得該除鹽水被加熱后再進入到所述汽包內。
優選地，所述第一內置式換熱器的除鹽水出口還通過第一閥門與所述除氧水箱的回收口相連。
優選地，所述第一內置式換熱器的除鹽水出口還通過第二閥門與用戶取暖設備的進口相連，所述用戶取暖設備的出口與所述除氧水箱的回收口相連。
優選地，所述第一內置式換熱器的除鹽水出口還通過第三閥門與所述汽包的除鹽水入口相連。
優選地，所述排污擴容器的排污口通過電動閥與所述加熱爐的水封槽相連，所述水封槽上還設置有測量其液面高度的液位計；其中，所述電動閥能夠根據所述液位計的示數連通或切斷所述排污擴容器的排污口于所述水封槽之間的連接，以調節所述水封槽的液面高度。
優選地，還包括非接觸式換熱器，所述非接觸式換熱器的供熱源進口與所述加熱爐的冷卻水出口相連，而其供熱源出口用于排出已降溫的冷卻水，所述非接觸式換熱器的吸熱源進口用于接觸所述除鹽水，而其吸熱源出口用于連接所述除氧水箱。
優選地，還包括分配聯箱，所述分配聯箱的進口與所述汽包的除鹽水出口相連，其第一出口與所述加熱爐的除鹽水入口相連，而其第二出口與設于所述加熱爐的煙道內的第二內置式換熱器相連，所述第二內置式換熱器的出口與所述汽包的汽水混合物進口相連。
優選地，所述分配聯箱的第一出口與所述加熱爐的除鹽水入口之間通過第四閥門相連，所述，所述分配聯箱的第二出口與所述第二內置式換熱器之間通過第五閥門相連。
優選地，還包括設于所述煙道內且為所述加熱爐供應預熱后的燃氣的第一預熱器，所述第二內置式換熱器和所述第一預熱器沿著煙氣流動的方向依次排列。
優選地，還包括設于所述煙道內且能夠預熱即將加熱物料用的空氣的第二預熱器。
根據本發明的用于加熱爐的余熱回收裝置，除氧水箱中的除鹽水經過汽包后被送入加熱爐內，吸收加熱爐內的熱量，且部分蒸發形成蒸汽，得到的汽水混合物又進入汽包，并在汽包中完成汽水分離得到可用于發電采暖的低壓飽和蒸汽。在上述過程中，為減少汽包中水垢的生成，其中的除鹽水需要定期或連續地作為污水并從排污口排出，從汽包排出的污水的溫度一般溫度較高，該部分污水的余熱需要被回收利用。通過將汽包的排污口與帶有第一內置式換熱器的排污擴容器相連，從汽包排出的污水首先在排污擴容器中經絕熱膨脹后能夠再次分離出蒸汽，該蒸汽也可被收集利用。此外，分離出蒸汽后依然還具有較多余熱的污水與第一內置式換熱器中溫度較低的除鹽水進行非混合地換熱，將來自除氧水箱的除鹽水加熱，使得該除鹽水被加熱后再進入到汽包內，能夠減少除鹽水與汽包的內壁的溫差，起到保護汽包的作用。因此，本發明的用于加熱爐的余熱回收裝置利用加熱爐的余熱資源來保護汽包，無需再使用其他設備來預熱即將進入汽包的除鹽水，既保障設備的安全運行，又減少了能源的浪費。另外，根據本發明的用于加熱爐的余熱回收裝置的結構簡單，操作便利，便于廣泛地推廣應用。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。在所有附圖中，類似的元件或部分一般由類似的附圖標記標識。附圖中，各元件或部分并不一定按照實際的比例繪制。
圖1是根據本發明實施例的用于加熱爐氣化冷卻系統的余熱回收裝置的結構示意圖。
附圖標記說明：1、除氧水箱；2、排污擴容器；3、汽包；4、加熱爐；5、分配聯箱；6、非接觸式換熱器；7、第一閥門；8、第二閥門；9、第三閥門；10、第四閥門；11、第五閥門；201、第一內置式換熱器；301、排污口；401、第二內置式換熱器；402、第一預熱器；403、第二預熱器。
具體實施方式
下面將結合附圖對本發明技術方案的實施例進行詳細的描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發明的技術方案，因此只作為示例，而不能以此來限制本發明的保護范圍。
圖1是根據本發明實施例的用于加熱爐的余熱回收裝置的結構示意圖。如圖1所示，該余熱回收裝置沿著除鹽水的循環流動方向具體包括除氧水箱1、帶有第一內置式換熱器201的排污擴容器2和汽包3。除氧水箱1用于接收除鹽水并去除除鹽水中的溶解氧，而且還能除去除鹽水中游離的nh3、h2s等腐蝕性氣體，以保護除鹽水的運輸管路。排污擴容器2中的第一內置式換熱器201的除鹽水進口與除氧水箱1的排出口相連，其除鹽水出口與汽包3的除鹽水入口相連。而汽包3的除鹽水出口與加熱爐4的除鹽水入口相連，汽包3的排污口301與排污擴容器2的進污口相連。
加熱爐4的汽化冷卻過程為：除鹽水從除氧水箱1中經過汽包3后又被送入加熱爐4內。除鹽水吸收加熱爐4內的熱量，且部分蒸發形成蒸汽，得到的汽水混合物又進入汽包3，并在汽包3中完成汽水分離得到低壓飽和蒸汽。該低壓飽和蒸汽將會被送入軋鋼廠區的蒸汽管網，可用于發電、采暖等。在上述汽化冷卻的過程中，汽包3中的除鹽水需要定期或連續地從排污口301作為污水排出，以降低汽包3內除鹽水的堿度和含鹽量，減少水垢的生成。從汽包3排出的污水的溫度一般溫度較高，該部分污水的余熱需要被回收利用。通過將汽包3的排污口301與帶有第一內置式換熱器201的排污擴容器2相連，從汽包3排出的污水首先在排污擴容器2中經絕熱膨脹后能夠再次分離出蒸汽，該蒸汽也可被收集利用。此外，分離出蒸汽后依然還具有較多余熱的污水與第一內置式換熱器201中溫度較低的除鹽水進行非混合地換熱，將來自除氧水箱1的除鹽水加熱，使得該除鹽水被加熱后再進入到汽包3內，能夠減少除鹽水與汽包3的內壁的溫差，起到保護汽包3的作用。因此，本發明的用于加熱爐的余熱回收裝置利用加熱爐4的余熱資源來保護汽包3，無需再使用其他設備來預熱即將進入汽包3的除鹽水，既保障設備的安全運行，又減少了能源的浪費。
另外，排污擴容器2中的污水經絕熱膨脹產生的蒸汽被收集后可以輸送到除氧水箱1中，對除氧水箱1進行進一步的加熱和除氧。蒸汽通入除氧水箱1中加熱其中的除鹽水，在加熱過程中，除鹽水表面上的水蒸氣的分壓力逐漸增加，而其它氣體的分壓力逐漸降低，使得除鹽水中的溶解氧及其他氣體不斷地分離析出。當除鹽水被加熱到除氧水箱1壓力下的飽和溫度時，除鹽水表面以上的空間全部被水蒸氣充滿，氧氣及其他氣體的分壓力趨于零，此時除鹽水中各種氣體的溶解度均下降，使得除鹽水中的的溶解氧及其他氣體被除去。
第一內置式換熱器201的除鹽水出口還通過第一閥門7與除氧水箱1的回收口相連，以及通過第二閥門8與用戶取暖設備的進口相連，用戶取暖設備的出口與除氧水箱1的回收口相連。在第一內置式換熱器201中被加熱的除鹽水進入汽包3的流量可以通過控制第一閥門7和第二閥門8來進行調節。在實際的應用過程中，當汽包3的除鹽水需求量較大時，將第一閥門7和第二閥門8同時關閉；當汽包3的除鹽水需求量不大，且冬季需要采暖時，關閉第一閥門7，打開第二閥門8，部分溫度較高的除鹽水先流到軋鋼區域的用戶取暖設備進行供熱，之后再返回到除氧水箱1中；當汽包3的除鹽水需求量不大，且夏季不需要采暖時，打開第一閥門7，關閉第二閥門8，部分溫度較高的除鹽水則直接返回到除氧水箱1中。通過這樣的設置，不僅可以回收加熱爐4汽化冷卻過程中汽包3中排出的污水的余熱資源，而且還可以利于該余熱資源來滿足軋鋼作業區冬季采暖的需求，大大節約了軋鋼廠區的冬季采暖能耗。
優選地，第一內置式換熱器201的除鹽水出口還通過第三閥門9與汽包3的除鹽水入口相連。而第一、第二和第三閥門7,8,9的共同作用下能夠根據環境溫度的變化來改變和平衡流入汽包3、流入用戶取暖設備和直接回流除氧水箱1的除鹽水的量，使得整個加熱爐4的余熱資源得到最大限度的利用。
在本實施例中，排污擴容器2的排污口301通過電動閥與加熱爐4的水封槽相連，水封槽上還設置有測量其液面高度的液位計。電動閥能夠根據液位計的示數打開或關閉，調節水封槽的液面高度。將污水用于加熱爐4的水封槽的供水，避免了水資源的浪費。另外，加熱爐4中的冷卻水也能夠作為水封槽的供水，在汽包3的排污口301排出的污水量較少的時候，依然可以保證水封槽的液面高度處于理想狀態。
在本實施例中，用于加熱爐4的余熱回收裝置還包括非接觸式換熱器6，非接觸式換熱器6的供熱源進口與加熱爐4的冷卻水回水出口相連，而其供熱源出口用于排出已降溫的冷卻水回水，非接觸式換熱器6的吸熱源進口用于接收除鹽水，而其吸熱源出口用于連接除氧水箱1。冷卻水的作用是對加熱爐中的其他設備進行冷卻降溫，在對設備進行冷卻降溫前，其被稱為冷卻水供水，在對設備進行冷卻降溫后，其被稱為冷卻水回水。由于加熱爐4的冷卻水回水在排出的時候溫度依然較高，在夏季可達到47℃以上，而在冬季也可達到20℃以上，因此利用加熱爐4排出的冷卻水回水來將除鹽水先預熱，能夠防止除氧水箱1中的除鹽水結冰，以及防止除鹽水運輸管路在冬季由于溫度較低而破裂，有利于除鹽水運輸管路在冬季的安全運行。
本發明的用于加熱爐4的余熱回收裝置還包括分配聯箱5，分配聯箱5的進口與汽包3的除鹽水出口相連，其第一出口與加熱爐4的除鹽水入口相連，而其第二出口與設于加熱爐4的煙道內的第二內置式換熱器401相連，第二內置式換熱器401的出口與汽包3的汽水混合物進口相連。分配聯箱5將一部分除鹽水從加熱爐4的除鹽水入口分配到加熱爐4的水梁的多個循環回路，而另外一部分除鹽水被分配到第二內置式換熱器401中，用于對高溫煙氣進行降溫。本實施例在煙道內設置第二內置式換熱器401，利用除鹽水來降低煙氣的溫度，吸收煙氣溫度的除鹽水部分轉化為蒸汽，該汽水混合物也會被送入汽包3中進行汽水分離。這樣的設置不但有利于煙氣后續的回收利用，而且能夠提高蒸汽的產量。在一個優選的實施例中，分配聯箱5的第一出口與加熱爐4的除鹽水入口之間通過第四閥門10相連，分配聯箱5的第二出口與第二內置式換熱器401之間通過第五閥門11相連。通過對第四閥門10和第五閥門11可以調節流入加熱爐4的除鹽水入口和第二內置式換熱器401的除鹽水的流量大小。
在本實施例中，還包括設于煙道內且為加熱爐4供應預熱后的燃氣的第一預熱器402，其中第二內置式換熱器401和第一預熱器402沿著煙氣流動的方向依次排列。第一預熱器402將煤氣預熱后再送入加熱爐4中，能夠提高加熱爐4的燃燒效率。
優選地，加熱爐4的煙道內還設有能夠預熱空氣的第二預熱器403，被預熱后的空氣用于加熱物料。該第二預熱器403可沿著煙氣流動方向設在第一預熱器402的下游。通常經過第一預熱器402后的煙氣溫度仍然較高，煙氣帶走的余熱資源較多，因此設置第二預熱器403來進一步利用該余熱資源。第二預熱器403的空氣入口與風機相連，而其空氣出口則設置在加熱爐4的上料區域。風機向第二預熱器403中引入大量的常溫空氣，常溫空氣吸收煙氣的余熱后溫度升高，并被噴吹到上料區域存放的物料，即常溫待軋鋼坯。通過與預熱后的空氣接觸，進入加熱爐4前的物料的溫度能夠升高到80℃以上，因此可以有效節約加熱爐4的燃耗并提高加熱效率。
在本申請中，除非另有明確的規定和限定，“相連”、“連接”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
雖然已經參考優選實施例對本發明進行了描述，但在不脫離本發明的范圍的情況下，可以對其進行各種改進并且可以用等效物替換其中的部件。尤其是，只要不存在結構沖突，各個實施例中所提到的各項技術特征均可以任意方式組合起來。本發明并不局限于文中公開的特定實施例，而是包括落入權利要求的范圍內的所有技術方案。