一种加热炉烟气相变-间壁式组合换热系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103438743A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103438743103438743A(43)申请公布日2013.12.11(21)申请号201310406690.6C21D9/70(2006.01)(22)申请日2013.09.06(71)申请人鞍钢股份有限公司地址114021辽宁省鞍山市铁西区鞍钢厂区内(72)发明人贾丽娣马光宇郝博张大奎张天赋王向峰袁玲(74)专利代理机构鞍山华惠专利事务所21213代理人赵长芳(51)Int.Cl.F28D20/02(2006.01)F28D7/10(2006.01)F23L15/00(2006.01)F23J15/06(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图1页附图1页(54)发明名称一种加热炉烟气相变-间壁式组合换热系统及方法(57)摘要本发明提供一种加热炉烟气相变-间壁式组合换热系统及方法，在加热炉烟道内串接轴控换向烟闸、相变空气换热器和金属间壁式煤气换热器，相变空气换热器通过隔墙分成两个填有相变蓄热材料的换热室。进入的高温烟气将热量释放给相变蓄热材料，使其由固态转变为液态后，通过调节轴控换向烟闸使烟气进入另一换热室进行热量转换；同时冷空气进入热的换热室，相变蓄热材料遇冷由液态转变为固态并放出热量，冷空气吸热后温度升高至600℃以上，用于预热加热炉助燃空气。本发明从根本上解决了现有金属空气换热器高温侧易被烧坏的问题，可大幅度提高空气预热温度，提高烟气余热回收效率，稳定空气和煤气预热温度，提高换热器系统使用寿命。CN103438743ACN103487ACN103438743A权利要求书1/1页1.一种加热炉烟气相变-间壁式组合换热系统，其特征在于，在加热炉烟道内、烟气流动方向设置一相变空气换热器，相变空气换热器后面串联一个金属间壁式煤气换热器，金属间壁式煤气换热器内均布有煤气换热管，相变空气换热器通过隔墙分成两个对应的换热室A和换热室B，换热室A和换热室B内均填充有相变蓄热材料，在相变空气换热器前部设有轴控换向烟闸，通过轴控换向烟闸形成两个烟气通道。2.根据权利要求1所述的加热炉烟气相变-间壁式组合换热系统，其特征在于，所述煤气换热管采用光管金属换热管。3.一种应用权利要求1所述加热炉烟气相变-间壁式组合换热系统的方法，其特征在于，具体换热过程为：两个换热室之间通过耐火隔墙分隔形成各自独立的通道，烟气只能从其中的一个通道进入其中一个换热室内，从加热炉排出的高温烟气，先流入其中一个换热室，将烟气自身热量释放给换热室内的相变蓄热材料，直接与相变蓄热材料进行换热，相变蓄热材料吸热达到相变温度开始由固态转变为液态，将热量储存；经过9-11分钟，出相变空气换热器的温度降到450℃左右；换热结束后，通过调节轴控换向烟闸，转换烟气流动方向，使烟气进入另外一个换热室，进行同样的热量转换；同时冷空气进入热的换热室内，相变蓄热材料遇到冷空气开始放热，由液态转变为固态，相变蓄热材料相变过程中放出大量热量，冷空气吸热后温度升高至600℃以上，热空气出相变空气换热器用于预热加热炉烧嘴的助燃空气，两个换热室通过不断交替转换，连续进行烟气预热回收；而从相变空气换热器出来的450℃烟气，则进入金属间壁式煤气换热器，采用金属管间壁式换热方式，烟气走煤气换热管外，煤气走煤气换热管内，连续将烟气热量传递给冷煤气，使煤气温度达到280～300℃。4.根据权利要求3所述的加热炉烟气相变-间壁式组合换热方法，其特征在于，所述相变蓄热材料为硫酸盐Na2SO2，系以Al2O3、SiO2陶瓷材料为载体，采用混合烧结法或自发熔融浸渗法制成球状或通道式蓄热材料，其相变温度为850～880℃，相变潜热为83.73J．g-1。2CN103438743A说明书1/4页一种加热炉烟气相变-间壁式组合换热系统及方法技术领域[0001]本发明属于工业炉预热回收技术领域，尤其涉及一种用于轧钢加热炉的高温烟气相变-间壁式组合换热系统及其换热方法。背景技术[0002]轧钢加热炉排出烟气带出的热量约占35%左右，占热损失中的比例最大。目前普遍采用的烟气余热回收方法是：在炉尾烟道中设置间壁式空气换热器及煤气换热器，将烟气余热回收，预热加热炉烧嘴用的助燃空气或助燃空气和煤气同时预热，降低加热炉燃耗，节约能源。由于加热炉排出的烟气进入空气换热器前温度一般在850℃左右，换热器高温侧几排换热管经常受高温冲刷、炉尾烟道壁的高温辐射，以及实际运行中出现烟气气流分配不均等现象，都会造成换热管损坏。[0003]为提高换热器寿命，一般采取在空气换热器高温侧采用耐高温含Cr钢质、弯曲换热管、换热管上防热涂料、改变换热管内外的传热结构、增加冷风保护管组等方法，同时设置