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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113624019A(43)申请公布日2021.11.09(21)申请号202010387733.0(22)申请日2020.05.09(71)申请人北京建筑大学地址100044北京市西城区展览馆路1号申请人北京京大深能科技有限公司(72)发明人王随林穆连波蓝云成(74)专利代理机构北京鸿元知识产权代理有限公司11327代理人邸更岩(51)Int.Cl.F27D17/00(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称一种工业炉高温余热回收利用系统及其运行方法(57)摘要一种工业炉高温余热回收利用系统及其运行方法,包括工业炉、热回收系统、除尘器和脱硫装置和热用户。热回收系统包括高温辐射热回收换热装置、空气侧气‑水换热器、烟气侧气‑水换热器和蓄热水箱。高温辐射热回收换热装置的外形为拱形结构,依次包括三层换热面。运行时,高温热物料通过三层换热面吸收热量,形成热空气和热烟气;被热空气和热烟气加热后的热水提供给热用户使用。本发明可同时回收工业高温余热的辐射热和对流热,大幅提升余热回收率,有效降低热损失,实现高温余热的安全、高效、稳定与最大化回收利用。同时高温辐射热回收换热装置还可在多台中不同工业炉中循环使用,从而节约设备造价与运行成本。CN113624019ACN113624019A权利要求书1/2页1.一种工业炉高温余热回收利用系统,包括工业炉(15)、热回收系统、除尘器(5)和脱硫装置(8)和热用户(13),其特征在于:所述热回收系统包括高温辐射热回收换热装置(1)、空气侧气-水换热器(3)、烟气侧气-水换热器(7)、第一蓄热水箱(11a)和第二蓄热水箱(11b);所述的高温辐射热回收换热装置(1)的外形为拱形结构,安装在工业炉(15)内高温物料表面上方;该拱形结构包括拱形换热面和由拱形换热面围成的烟气风廊(16);拱形换热面依次包括第一层换热面(17)、第二层换热面(18)和第三层换热面(19);第二层换热面呈三角折型排布,该层换热面与第一层和第三层换热面之间形成具有三角形空腔结构的空气通道(20);所述空气通道的空气出口经空气侧风机(2)和空气侧气-水换热器(3)与烟气风廊(16)的烟气侧入口(23)相连;烟气风廊(16)的烟气出口(26)依次经烟气侧风机(4)、除尘器(5)、烟气侧气-水换热器(7)和脱硫装置(8)与烟气排出口(9)连接;所述空气侧气-水换热器(3)的水侧出口与烟气侧气-水换热器(7)的水侧入口相连;烟气侧气-水换热器(7)的水侧出口与第一蓄热水箱(11a)的入口连接;第一蓄热水箱(11a)的出口通过用户侧水泵(12)与热用户(13)连接;热用户(13)通过管路与第二蓄热水箱(11b)连接,第二蓄热水箱(11b)通过循环水泵(10)与空气侧气-水换热器(3)的水侧入口相连接。2.如权利要求1所述的一种工业炉高温余热回收利用系统,其特征在于:所述的高温辐射热回收换热装置还包括可拆卸的移动滑轨,该移动滑轨(24)采用凸凹槽嵌入式结构,位于所述拱形换热面两侧的下部,其凹槽安装在工业炉的上方两侧。3.如权利要求2所述的一种工业炉高温余热回收利用系统,其特征在于:在所述高温辐射热回收换热装置上设有吊耳(22),呈两侧多点对称布置。4.如权利要求1所述的一种工业炉高温余热回收利用系统,其特征在于:所述第一层换热面(17)采用吸收率大于0.9的材料加工而成的凹凸粗糙黑体表面,或采用在内壁涂有吸收率大于0.9涂层的平整黑体表面,且该层的耐受温度至少为400℃。5.如权利要求1所述的一种工业炉高温余热回收利用系统,其特征在于:第二层换热面(18)的材质采用铝合金材料,三角折型的三角形高度为0.1~0.2m,三角形底部长度为0.1~0.2m。6.如权利要求1所述的一种工业炉高温余热回收利用系统,其特征在于:所述的第三层换热面(19)的材质采用金属材料,其外侧设有绝热保温层。7.如权利要求1所述的一种工业炉高温余热回收利用系统,其特征在于,所述的空气侧气-水换热器(3)采用高肋化钢管铝翅片叉排结构的逆流换热间壁式换热器;所述的烟气侧气-水换热器(7)为不锈钢或哈氏合金换热管铝翅片叉排结构的逆流换热间壁式换热结构。8.如权利要求1或2所述的一种工业炉高温余热回收利用系统的运行方法,其特征在于该方法包括如下步骤:1)余热回收阶段:启动空气侧风机(2)和烟气侧风机(4),使室外空气进入高温辐射热回收换热装置(1)中的空气通道(20)内,通过三层换热面吸收热量后,部分热量被空气带走,被加热的空气进入空气侧气-水换热器(3)内,与来自第二蓄热水箱(11b)中的低温水进行热交换;降温后的空气作为助燃空气以2~3m/s风速进入烟气风廊(16)内,吸收对