本發(fā)明屬于余熱回收利用，具體涉及一種混流式小端差軋鋼加熱爐煙氣熱回收裝置。

背景技術：

1、空氣預熱器是一種回收煙氣余熱、提升進入爐窯的空氣溫度、降低爐窯燃料消耗、改善燃燒狀況的常用爐窯輔助設備。國內外鋼鐵企業(yè)熱工爐窯現(xiàn)階段普遍采用的換熱器結構型式主要為帶內插件圓管換熱器和錯流板式換熱器等。傳統(tǒng)管式空氣預熱器較轉輪式空氣預熱器具有不易泄露、更換檢修容易等特點，但由于空氣入口溫度低，管式空氣預熱器的運行過程中常常會遇到低溫腐蝕和泄露問題，且高溫端差大，一般達到150～200℃，不僅不利于提高熱風爐整體熱效率，還嚴重影響到設備使用壽命和安全運行。另一方面，傳統(tǒng)管式空氣預熱器普遍采用直圓管，換熱能效低，體積龐大；且由于換熱器多為錯流式布置，為了降低管外煙氣側流動阻力，普遍采用了較低的煙氣流速，一方面降低了換熱器整體換熱系數(shù)，換熱系數(shù)普遍在20～30w/m2℃；另一方面錯流式布置受換熱溫差限制，空預器排煙溫度高，不僅降低了能源利用效率，而且形成局部熱污染，不利于減碳和減排，且未能實現(xiàn)最大限度的回收煙氣余熱要求。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為了克服傳統(tǒng)管式空氣預熱器端差過大等的不足，提供一種可避免低溫腐蝕的混流式小端差軋鋼加熱爐煙氣熱回收裝置。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種混流式小端差軋鋼加熱爐煙氣熱回收裝置，包括空氣預熱器，空氣預熱器包括換熱箱體，換熱箱體內并排布置有高溫箱體和低溫箱體，以及上管板和下管板，高溫箱體的右側面與低溫箱體的左側面之間有供煙氣流動的間隙；高溫箱體和低溫箱體的頂部固定在上管板上、底部固定在下管板上；第一煙氣入口段設置在高溫箱體左側上部，第一煙氣出口段設置在低溫箱體的右側中部，高溫箱體的右側下部開有第二煙氣出口段，低溫箱體左側上部開有第二煙氣入口段、左側下部開有第三煙氣入口段，使得高溫箱體的右側下部與低溫箱體左側上部和下部均相通。

3、進一步地，所述上管板與換熱箱體形成的上空腔中部布置有上隔板，將上空腔分隔成上高溫箱體空氣出氣腔、低溫箱體空氣進氣腔；所述下管板與換熱箱體形成的下空腔中部布置有下隔板，將下空腔分隔成上高溫箱體空氣進氣腔、低溫箱體空氣出氣腔。

4、進一步地，所述換熱箱體上板開有空氣進出的上通氣孔、下板開有空氣進出的下通氣孔。

5、進一步地，所述換熱箱體的底部布置有底部殼體，底部殼體與換熱箱體的下板圍成底部風箱。

6、進一步地，所述高溫箱體的左側面緊貼換熱箱體的左側壁，低溫箱體的右側面緊貼換熱箱體的右側壁。

7、進一步地，所述高溫箱體和低溫箱體內均豎直布置有間隔均勻的多根換熱管，換熱管之間的間隙構成煙氣流動通道，換熱管內構成空氣流動通道；換熱管的上端固定在上管板上、下端固定在下管板上，且上管板上開有與換熱管一一對應連通的上通孔，下管板上開有與換熱管一一對應連通的下通孔。

8、進一步地，所述換熱管為扭曲橢圓管、螺旋槽管或內部增加螺旋插入片的換熱管。

9、進一步地，所述高溫箱體及高溫箱體內的換熱管材質為耐高溫的材質。

10、進一步地，所述低溫箱體及低溫箱體內的換熱管材質為普通碳鋼管或耐高溫的材質。

11、進一步地，所述換熱管的兩端設置為直圓管，上管板的上通孔與換熱管之間的焊縫和下管板的下通孔與換熱管之間的焊縫用輕質澆注料進行高溫保護。

12、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果為：

13、1)采用雙管程雙殼程結構形式，從高溫箱體流出的煙氣分成上、下兩股進入低溫箱體，換熱后的煙氣從中段流出低溫換熱箱體，不僅大大改善了空氣預熱器的換熱性能，還克服了傳統(tǒng)管式空氣預熱器入口段受低溫腐蝕的風險和管束受氣流沖擊產生的振動磨損風險，且在低溫箱可以采用普通碳鋼管作為換熱管材料，降低空氣預熱器材料成本。

14、2)高溫段采用逆流式布置，可以最大限度的提高空氣預熱溫度；低溫段采用上下進中段出的煙氣流動方式，可以有效避免空氣入口端出現(xiàn)低溫腐蝕；而且高低溫分段布置可以實現(xiàn)最大限度的煙氣溫降，從而獲得最大的節(jié)能收益。

15、3)可以采用扭曲橢圓三維變形管、螺旋槽管或內部增加螺旋插入片的換熱管作為換熱元件，提高煙氣側流速和強化管內外換熱，從而提高整體換熱效果和熱回收水平，降低余熱回收綜合成本，達到更好的節(jié)能減排效果。

技術特征：

1.一種混流式小端差軋鋼加熱爐煙氣熱回收裝置，其特征在于：包括空氣預熱器，空氣預熱器包括換熱箱體(13)，換熱箱體(13)內并排布置有高溫箱體(2)和低溫箱體(9)，以及上管板(6)和下管板(11)，高溫箱體(2)的右側面與低溫箱體(9)的左側面之間有供煙氣流動的間隙；高溫箱體(2)和低溫箱體(9)的頂部固定在上管板(6)上、底部固定在下管板(11)上；第一煙氣入口段(1)設置在高溫箱體(2)左側上部，第一煙氣出口段(8)設置在低溫箱體(9)的右側中部，高溫箱體(2)的右側下部開有第二煙氣出口段(3)，低溫箱體(9)左側上部開有第二煙氣入口段(7)、左側下部開有第三煙氣入口段(4)，使得高溫箱體(2)的右側下部與低溫箱體(9)左側上部和下部均相通。

2.根據權利要求1所述混流式小端差軋鋼加熱爐煙氣熱回收裝置，其特征在于：所述上管板(6)與換熱箱體(13)形成的上空腔中部布置有上隔板(14)，將上空腔分隔成上高溫箱體空氣出氣腔(16)、低溫箱體空氣進氣腔(17)；所述下管板(11)與換熱箱體(13)形成的下空腔中部布置有下隔板(15)，將下空腔分隔成上高溫箱體空氣進氣腔(18)、低溫箱體空氣出氣腔(19)。

3.根據權利要求2所述混流式小端差軋鋼加熱爐煙氣熱回收裝置，其特征在于：所述換熱箱體(13)上板開有空氣進出的上通氣孔、下板開有空氣進出的下通氣孔。

4.根據權利要求1所述混流式小端差軋鋼加熱爐煙氣熱回收裝置，其特征在于：所述換熱箱體(13)的底部布置有底部殼體(12)，底部殼體(12)與換熱箱體(13)的下板圍成底部風箱(5)。

5.根據權利要求1所述混流式小端差軋鋼加熱爐煙氣熱回收裝置，其特征在于：所述高溫箱體(2)的左側面緊貼換熱箱體(13)的左側壁，低溫箱體(9)的右側面緊貼換熱箱體(13)的右側壁。

6.根據權利要求1所述混流式小端差軋鋼加熱爐煙氣熱回收裝置，其特征在于：所述高溫箱體(2)和低溫箱體(9)內均豎直布置有間隔均勻的多根換熱管(10)，換熱管(10)之間的間隙構成煙氣流動通道，換熱管(10)內構成空氣流動通道；換熱管(10)的上端固定在上管板(6)上、下端固定在下管板(11)上，且上管板(6)上開有與換熱管一一對應連通的上通孔，下管板(11)上開有與換熱管一一對應連通的下通孔。

7.根據權利要求6所述混流式小端差軋鋼加熱爐煙氣熱回收裝置，其特征在于：所述換熱管(10)為扭曲橢圓管、螺旋槽管或內部增加螺旋插入片的換熱管。

8.根據權利要求6所述混流式小端差軋鋼加熱爐煙氣熱回收裝置，其特征在于：所述高溫箱體(2)及高溫箱體(2)內的換熱管(10)材質為耐高溫的材質。

9.根據權利要求6所述混流式小端差軋鋼加熱爐煙氣熱回收裝置，其特征在于：所述低溫箱體(9)及低溫箱體(9)內的換熱管(10)材質為普通碳鋼管或耐高溫的材質。

10.根據權利要求6所述混流式小端差軋鋼加熱爐煙氣熱回收裝置，其特征在于：所述換熱管(10)的兩端設置為直圓管，上管板(6)的上通孔與換熱管(10)之間的焊縫和下管板(11)的下通孔與換熱管(10)之間的焊縫用輕質澆注料進行高溫保護。

技術總結
本發(fā)明公開一種混流式小端差軋鋼加熱爐煙氣熱回收裝置，包括空氣預熱器，空氣預熱器包括換熱箱體、高溫箱體、低溫箱體、上管板和下管板；高溫箱體和低溫箱體的頂部固定在上管板上、底部固定在下管板上；第一煙氣入口段設置在高溫箱體左側上部，第一煙氣出口段設置在低溫箱體的右側中部，高溫箱體的右側下部開有第二煙氣出口段，低溫箱體左側上部開有第二煙氣入口段、左側下部開有第三煙氣入口段。采用雙管程雙殼程結構形式，從高溫箱體流出的煙氣分成上、下兩股進入低溫箱體，換熱后的煙氣從中段流出低溫換熱箱體，不僅大大改善了空氣預熱器的換熱性能，還克服了傳統(tǒng)管式空氣預熱器入口段受低溫腐蝕的風險和管束受氣流沖擊產生的振動磨損風險。

技術研發(fā)人員：朱善合,朱冬生,丁翠嬌,涂愛民,羅巍,劉世杰
受保護的技術使用者：武漢鋼鐵有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/4/10