CN112680560A - 转炉干法除尘系统中的余热锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了转炉干法除尘系统中的余热锅炉，包括：活动烟罩、汽包、汽化冷却烟道，汽化冷却烟道包括：由下往上依次连通的炉口段烟道、中Ⅰ段烟道、中Ⅱ段烟道、中Ⅲ段烟道、尾部烟道，活动烟罩活动支撑在炉口段烟道的下端；炉口段烟道与中Ⅰ段烟道通过膨胀补偿器密封连接；倾斜设置的中Ⅰ段烟道、下段部分倾斜设置的中Ⅱ段烟道的底部中心母线向两侧对称扩展所形成的120°夹角范围内的各第一受热管中均设置有扰流板；汽化冷却烟道的各段采用了多种组合的冷却方式。该余热锅炉运行安全稳定、使用寿命较长、并且能方便地将尾部烟道输出的烟气温度控制在800℃~1000℃。

Description

转炉干法除尘系统中的余热锅炉

技术领域

本发明涉及转炉余热锅炉领域，具体涉及转炉干法除尘系统中的余热锅炉。

背景技术

现有技术中，转炉干法除尘系统的工作原理是：转炉在炼钢过程中会产生大量的温度高达1650℃的高温转炉烟气，该高温转炉烟气中包括：高温含尘烟气及煤气，高温转炉烟气经转炉余热锅炉换热冷却后温度为800℃~1000℃，经余热锅炉冷却后的高温转炉烟气再被进一步喷水冷却，将温度降到200℃左右，再采用电除尘器进行处理。如图1所示，转炉干法除尘系统主要包括：转炉余热锅炉、蒸发冷却器、静电除尘器、煤气切换站、煤气冷却器、放散系统、输灰系统等。采用干法除尘系统的高温转炉烟气经除尘后含尘量可被降至10mg/Nm³以内，炼钢吨钢能耗可降至10kg标煤以下，因此转炉干法除尘系统是转炉炼钢除尘的发展方向。

转炉余热锅炉一种烟道式余热锅炉，十分广泛地应用于回收钢厂转炉炼钢时产生的高温含尘烟气及煤气中的热量。转炉余热锅炉直接连锁于转炉炼钢的生产过程，作为钢厂炼钢工艺的一部分直接参与生产。目前的转炉余热锅炉包括：活动烟罩、汽包、汽化冷却烟道。汽化冷却烟道包括：由下往上依次连通的炉口段烟道、中Ⅰ段烟道、中Ⅱ段烟道、中Ⅲ段烟道、尾部烟道。炉口段烟道、中Ⅰ段烟道、中Ⅱ段烟道、中Ⅲ段烟道、尾部烟道中均包括：间隔设置的环形进口集箱和环形出口集箱，环形进口集箱和环形出口集箱之间设置有水冷壁，该水冷壁包括：若干根竖向设置、周向排列在环形进口集箱与环形出口集箱之间的第一受热管，每根第一受热管的两端分别与对应的环形进口集箱、环形出口集箱相连通。活动烟罩活动支撑在转炉炉口上方的炉口段烟道的下端，冶炼时，活动烟罩需要下降罩住炉口以控制空气进入，从而提高回收的煤气的质量；冶炼结束后，此时活动烟罩需要上升使转炉能自如旋转倾倒出钢水。

目前，汽化冷却烟道中的各段烟道之间通常通过上、下两端设置的连接法兰及密封垫密封连接。由于通过汽化冷却烟道中的高温转炉烟气的温度较高，转炉炼钢时，各段烟道受热膨胀，尤其是进入炉口段烟道的高温转炉烟气的温度在1650°C左右，进入中Ⅰ段烟道的高温转炉烟气的温度在1200°C左右，使得炉口段烟道及中Ⅰ段烟道的轴向膨胀位移量较大，炉口段烟道及中Ⅰ段烟道采用常用的密封连接方式后，炉口段烟道及中Ⅰ段烟道易损坏。另外，由于中Ⅰ段烟道、中Ⅱ段烟道具有倾斜设置段，且进入中Ⅰ段烟道、中Ⅱ段烟道的高温转炉烟气的温度均在1000°C以上，这样，当位于中Ⅰ段烟道、中Ⅱ段烟道倾斜段底部的各第一受热管中内侧的冷却水由于高温转炉烟气直接冲刷第一受热管的内侧壁而受热迅速汽化后，产生的汽泡就会附在受热管的上部，而水的密度比汽大，就会位于受热管的下部，这样，中Ⅰ段烟道、中Ⅱ段烟道中的倾斜段底部第一受热管中就容易出现汽水分层现象，如果长时间这样受热冲刷，导致汽水混合物流动速度慢，会出现局部第一受热管的管内壁受高温蒸汽附着并管外壁受高温烟气冲刷的情况，使得中Ⅰ段烟道、中Ⅱ段烟道倾斜段底部的第一受热管易爆裂。以上的结构使得转炉余热锅炉运行极不稳定。还有，为满足干法除尘系统工作时的相关技术要求，如何确保从转炉余热锅炉的尾部烟道输出的烟气的温度在800~1000℃之间，也是本邻域十分关注的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于： 提供一种运行安全稳定、使用寿命较长、并且能方便地将尾部烟道输出的烟气温度控制在800~1000℃之间的转炉干法除尘系统中的余热锅炉。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：转炉干法除尘系统中的余热锅炉，包括：活动烟罩、汽包、汽化冷却烟道，高温转炉烟气能通过活动烟罩进入汽化冷却烟道，汽化冷却烟道的烟气出口能和蒸发冷却器连通，汽化冷却烟道包括：由下往上依次连通的炉口段烟道、中Ⅰ段烟道、中Ⅱ段烟道、中Ⅲ段烟道、尾部烟道，活动烟罩活动支撑在能位于转炉炉口上方的炉口段烟道的下端；炉口段烟道、中Ⅰ段烟道、中Ⅱ段烟道、中Ⅲ段烟道、尾部烟道中均包括：间隔设置的环形进口集箱和环形出口集箱，环形进口集箱与环形出口集箱之间设置有水冷壁，该水冷壁包括：若干根竖向设置、周向排列在环形进口集箱与环形出口集箱之间的第一受热管，每根第一受热管的两端分别与对应的环形进口集箱、环形出口集箱相连通；其特征在于：炉口段烟道与中Ⅰ段烟道通过膨胀补偿器密封连接；倾斜设置的中Ⅰ段烟道、下段部分倾斜设置的中Ⅱ段烟道的底部中心母线向两侧对称扩展所形成的120°夹角范围内的各第一受热管中均设置有扰流板；炉口段烟道采用高压强制循环的冷却方式，中Ⅰ段、中Ⅱ段烟道采用自然循环的冷却方式，中Ⅲ段烟道、尾部烟道采用高压强制循环的冷却方式。所述的自然循环的冷却方式为：冷却水从汽包的出水口通过下降管直接进入对应的环形进口集箱内，然后进入对应的第一受热管中进行热量交换，再进入对应的环形出口集箱，最后再进入汽包；所述的高压强制循环的冷却方式为：冷却水从汽包的出水口通过下降管进入高压强制循环泵后再进入对应的环形进口集箱，然后进入对应的第一受热管中进行热量交换，再进入对应的环形出口集箱，最后再进入汽包。

进一步地，上述转炉干法除尘系统中的余热锅炉，其中：所述的膨胀补偿器包括：下底座，下底座包括：内筒体，内筒体底端焊接有底部法兰，内筒体外侧的底部法兰上还焊接有由环板、外围板构成的环形的连接座，环板与底部法兰之间沿外围板周向间隔设置有若干个加强筋板，底部法兰能和炉口段烟道的环形出口集箱上的连接法兰螺栓可拆卸连接；上连接件，上连接件包括：外筒体，外筒体顶端焊接有顶部法兰，顶部法兰能和中Ⅰ段烟道的环形入口集箱上的连接法兰螺栓可拆卸连接，内筒体位于外筒体的内侧，并且内筒体的顶端向上伸入外筒体的底部，内筒体与外筒体之间具有间隙；在外筒体的外围还套设有软质的非金属复合层，非金属复合层的上端连接在顶部法兰上，非金属复合层的下端连接在环板上；内、外筒体之间以及非金属复合层与内筒体、外筒体之间均设有耐热密封棉。

进一步地，上述转炉干法除尘系统中的余热锅炉，其中：炉口段烟道的环形出口集箱上的连接法兰包括：固定在环形出口集箱上的第一法兰，第二法兰的内段焊接在第一法兰的底部，底部法兰位于第一法兰的上方、并通过倒环螺栓与第二法兰的外段可拆卸连接，且底部法兰与第二法兰的外段之间留有间隙；第二法兰的外段上方的底部法兰底部沿周向设置有圆钢，第二法兰的外段上沿周向间隔上设置有两个方钢，两个方钢之间填充有密封条，底部法兰通过倒环螺栓连接在第二法兰的外段后，圆钢抵靠在密封条的上表面上形成密封。

进一步地，上述转炉干法除尘系统中的余热锅炉，其中：各扰流板均为螺旋上升形状。

进一步地，上述转炉干法除尘系统中的余热锅炉，其中：活动烟罩包括：烟罩本体，烟罩本体包括：圆台形水冷壁，进水集箱和出水集箱位于该水冷壁的左右两侧，该圆台形水冷壁由若干水平布置的环形的第二受热管竖向叠加而成，每根第二受热管上均伸出进水连接管连接进水集箱、还伸出出水连接管连接出水集箱；活动烟罩采用低压强制循环的冷却方式，所述低压强制循环的冷却方式为：冷却水通过低压强制循环泵进入进水集箱，然后进入各第二受热管中，最后从出水集箱流出。

进一步地，上述转炉干法除尘系统中的余热锅炉，其中：炉口段烟道包括：竖直设置且能位于转炉炉口上方的炉口段烟道下段、倾斜设置的炉口段烟道上段；炉口段烟道的各第一受热管的进口端均设置有节流孔板，节流孔板的节流孔的孔径小于炉口段烟道的第一受热管的内径；炉口段烟道下段上设置有下料口装置，炉口段烟道上段上设置有用于转炉氧枪吹氧的氧枪口装置、副枪口装置；炉口段烟道通过设置在炉口段烟道上段后侧的第一滑动支撑架能活动支撑在厂房平台上、并通过设置在炉口段烟道下段上的固定支座能固定在移动台车上。

进一步地，上述转炉干法除尘系统中的余热锅炉，其中：中Ⅰ段烟道的烟气进口处设置有第一测温测压环管；中Ⅰ段烟道通过设置在中Ⅰ段烟道上的第一恒力碟簧支吊架能固定在厂房平台上，通过设置在中Ⅰ段烟道上的第二滑动支撑架能滑动支撑在厂房的平台上。

进一步地，上述转炉干法除尘系统中的余热锅炉，其中：中Ⅱ段烟道包括：倾斜设置的下段及竖直设置的上段；中Ⅱ段烟道通过设置在中Ⅱ段烟道下段上的铰接支座能固定在厂房平台上。

进一步地，上述转炉干法除尘系统中的余热锅炉，其中：中Ⅲ段烟道包括：竖直设置的下段和倾斜设置的上段；在中Ⅲ段烟道的上段上设置有检修人孔；中Ⅲ段烟道通过设置在中Ⅲ段烟道上的第二恒力碟簧支吊架能固定在厂房平台上。

进一步地，上述转炉干法除尘系统中的余热锅炉，其中：尾部烟道包括：倾斜设置的上段和竖直设置的下段；汽化冷却烟道的烟气出口设置在尾部烟道的下段底部，尾部烟道的下段上设置有第二测温测压环管；位于测温测压环管下方的尾部烟道的下段上沿周向均匀间隔设置有若干个喷淋孔；尾部烟道通过设置在尾部烟道上的第三恒力碟簧支吊架能固定在厂房平台上。

本发明的有益效果是：一、炉口段烟道、中Ⅰ段烟道之间通过膨胀补偿器连接，使得炉口段烟道、中Ⅰ段烟道能够具有轴向膨胀余量，最大轴向位移量可达120mm，满足了汽化冷却烟道受热膨胀的轴向位移需求，延长了转炉余热锅炉的使用寿命。二、活动裙罩采用低压强制循环的冷却方式，炉口段烟道采用高压强制循环的冷却方式，中Ⅰ段烟道、中Ⅱ段烟道采用自然循环的冷却方式，中Ⅲ段烟道、尾部烟道采用高压强制循环的冷却方式；上述多种组合的冷却方式能方便地将经转炉余热锅炉冷却后的高温转炉烟气的温度控制在800℃~1000℃，便于后续高温转炉烟气的除尘处理。三、中Ⅰ段烟道、中Ⅱ段烟道的后侧底部的第一受热管中沿汽水流向均设置有螺旋上升状的扰流板，以上的结构一方面能有效防止所述各第一受热管爆裂而使得转炉余热锅炉稳定运行，另一方面也提高了高温转炉烟气的热量转换利用率。

附图说明

图1为本发明的背景技术中所述的转炉干法除尘系统的流程示意图；

图2为本发明所述的转炉干法除尘系统中的余热锅炉结构示意图；

图3为活动烟罩的结构示意图；

图4为图2中炉口段烟道Z向的结构示意图；

图5为图4中I部分的放大结构示意图；

图6为图2中中Ⅰ段烟道Z向的结构示意图；

图7为图6中A-A向的剖视结构示意图；

图8为扰流板的结构示意图；

图9为膨胀补偿器的局部结构示意图；

图10为图2中中Ⅱ段烟道Z向的结构示意图；

图11为图2中中Ⅲ段烟道Z向的结构示意图；

图12为尾部烟道的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及优选实施例对本发明所述的技术方案做进一步说明。

如图2所示，转炉干法除尘系统中的余热锅炉包括：活动烟罩1、汽包、汽化冷却烟道。在附图中，汽包未示出。汽化冷却烟道包括：由下往上依次连通的炉口段烟道2、中Ⅰ段烟道3、中Ⅱ段烟道4、中Ⅲ段烟道5、尾部烟道6。活动烟罩1活动支撑在转炉炉口上方的炉口段烟道1的下端，冶炼时，活动烟罩1需要下降罩住炉口以控制空气进入，从而提高回收的煤气的质量；冶炼结束后，此时活动烟罩1需要上升使转炉能自如旋转倾倒出钢水。转炉余热锅炉中构成汽化冷却烟道的炉口段烟道2、中Ⅰ段烟道3、中Ⅱ段烟道4、中Ⅲ段烟道5、尾部烟道6中均包括：间隔设置的环形进口集箱和环形出口集箱，环形进口集箱和环形出口集箱之间设置有水冷壁，该水冷壁包括：若干根竖向设置、周向排列在环形进口集箱与环形出口集箱之间的第一受热管，每根第一受热管的两端分别与对应的环形进口集箱、环形出口集箱相连通。进入汽化冷却烟道的冷却水为除氧水，汽化冷却烟道中的各段烟道可以根据工作需要选择冷却水的循环方式：一种为自然循环的冷却方式，即：除氧水从除氧器的出口通过给水管进入汽包，再从汽包的出水口通过对应的环形进口集箱上的下降管接管进入对应的环形进口集箱，然后进入对应的第一受热管中进行热量交换，再进入对应的环形出口集箱，形成的饱和蒸汽通过各环形出口集箱上的出口连接管进入上升管，最后进入汽包；另一种为高压强制循环的冷却方式，即：除氧水从除氧器的出口通过给水管进入汽包，再从汽包的出水口通过下降管进入高压强制循环泵再通过管道进入对应的环形进口集箱，然后进入对应的第一受热管中进行热量交换，再进入对应的环形出口集箱，形成的汽水混合物通过对应的环形出口集箱上的出口连接管进入上升管，最后进入汽包。采用高压强制循环冷却方式的烟道工作时，烟道中的第一受热管内的压力范围可以为3.5-5.5MPa，具体可以根据相关系统的工作要求而定。

如图2、图3所示，活动烟罩1包括：烟罩本体。烟罩本体与炉口段烟道之间需留有间隙，以便于活动烟罩1的上下升降。烟罩本体包括：圆台形水冷壁，进水集箱11和出水集箱12位于该水冷壁的左右两侧，该圆台形水冷壁由若干水平布置的环形的第二受热管13竖向叠加而成，每根第二受热管13上均伸出进水连接管连接进水集箱11、还伸出出水连接管连接出水集箱12。圆台形水冷壁上设置有氮封联箱14，转炉冶炼时，氮封联箱14内通入氮气，在烟罩本体与炉口段烟道2之间形成氮封层，防止高温转炉烟气从烟罩本体与炉口段烟道2之间的间隙中溢出，导致车间环境污染。烟罩本体顶部沿周向间隔设置有4个提升装置15，提升装置15是转炉余热锅炉领域的常用装置，在此不再赘述。烟罩本体通过间隔设置的四个导轮16活动支撑在炉口段烟道上，通过提升装置15上下升降活动烟罩1时，每个导轮16在炉口段烟道2下端的外壁上上下移动，导轮16起导向作用。转炉冶炼时，活动烟罩1与转炉炉口之间需留有间隙，间隙范围为80-150mm。在活动烟罩1与转炉炉口之间留有间隙的目的是：一方面，保证高温转炉烟气进入汽化冷却烟道的燃烧系数，保证煤气回收的质量，另一方面间隙也不能过小，否则炉口积渣会影响扣罩。由于转炉炉口处的温度较高，活动烟罩1工作时，采用低压强制循环的冷却方式，活动烟罩中的第二受热管13内的压力范围可以为0.8-1.0MPa，具体可以根据活动烟罩1的工作要求而定。除氧水从除氧器的出口进入低压强制循环泵再通过进水集箱11上的进水管进入进水集箱11，然后进入圆台形水冷壁的各第二受热管13中，换热后的除氧水从出水集箱12流出，在此过程中，产生较高温度的水再回流进入除氧器。

如图2、图4、图5所示，炉口段烟道2包括：竖直设置且位于转炉炉口上方的炉口段烟道下段、倾斜设置的炉口段烟道上段。炉口段烟道的环形进口集箱21设置在炉口段烟道下段上、炉口段烟道的环形出口集箱23设置在炉口段烟道上段顶部，炉口段烟道的环形进口集箱21与炉口段烟道的环形出口集箱23之间沿周向排列设有若干根构成炉口段烟道水冷壁的第一受热管22。在炉口段烟道下段上设置有下料口装置26，炉口段烟道上段上设置有用于转炉氧枪吹氧的氧枪口装置24、副枪口装置25，下料口装置26、氧枪口装置24、副枪口装置25是转炉余热锅炉领域的常用装置，在此不再赘述。为了便于描述，将图4中氧枪口装置24所在的炉口段烟道的一侧定义为前侧。炉口段烟道2通过设置在炉口段烟道上段后侧上的第一滑动支撑架27活动支撑在厂房平台上、并通过设置在炉口段烟道下段上的固定支座28固定在移动台车上。由于进入炉口段烟道的高温转炉烟气的温度高达1650℃，为了快速将高温转炉烟气的温度降低，炉口段烟道2采用高压强制循环的冷却方式。为了使进入炉口段烟道的环形进口集箱21后的除氧水尽可能均匀有序的进入各炉口段烟道的第一受热管22，每个炉口段烟道的第一受热管22的进口设置有节流孔板29，使得每个炉口段烟道的第一受热管22通过节流孔板29上的节流孔与炉口段烟道的环形进口集箱21相连通，节流孔板29上的节流孔的口径小于所述第一受热管22的内径。高温转炉烟气经炉口段烟道水冷壁的冷却后，进入中Ⅰ段烟道的高温转炉烟气的温度为1200℃左右。

如图2、图6、图7、图8所示，中Ⅰ段烟道3倾斜设置，中Ⅰ段烟道3的烟气入口与炉口道烟道2的烟气出口通过膨胀补偿器7对接。中Ⅰ段烟道3包括：中Ⅰ段烟道的环形进口集箱31、位于中Ⅰ段烟道的环形进口集箱31上方的中Ⅰ段烟道的环形出口集箱33，中Ⅰ段烟道的环形进口集箱31与中Ⅰ段烟道的环形出口集箱33之间沿周向排列设有若干根构成中Ⅰ段烟道水冷壁的第一受热管32。中Ⅰ段烟道3的烟气入口处设置有测定进入中Ⅰ段烟道的高温转炉烟气的温度、压力的第一测温测压环管36。中Ⅰ段烟道3通过其上设置的第一恒力碟簧支吊架34能固定在厂房平台上，通过中Ⅰ段烟道3上设置的第二滑动支撑架35能滑动支撑在厂房的平台上。中Ⅰ段烟道3采用自然循环的冷却方式。中Ⅰ段烟道3后侧底部的第一受热管32中沿汽水流向均设置有螺旋上升形状的扰流板321，每个扰流板321的上下两端均固定在对应的第一受热管32的内壁上。中Ⅰ段烟道3中设置有扰流板321的第一受热管32的范围为：参见图7所示，中Ⅰ段烟道后侧底部中心母线向两侧对称扩展后所形成的120°夹角范围内的各第一受热管32中均设置有扰流板321。设置扰流板321的目的是：由于倾斜设置的中Ⅰ段烟道3采用了自然循环的冷却方式，当底部的各第一受热管32中内侧的冷却水由于高温转炉烟气直接冲刷第一受热管32的内侧壁而受热迅速汽化后，产生的汽泡就会附在第一受热管32的上部，而水的密度比汽大，就会位于第一受热管32的下部，这样，中Ⅰ段烟道底部的第一受热管32中就容易出现汽水分层现象，如果长时间这样受热冲刷，导致汽水混合物流动速度慢，就会使这部分第一受热管32容易爆裂，设置扰流板321后就能使经过设有扰流板321的第一受热管32内的冷却水螺旋上升，起到一个强制引导水流、强化传热的作用，这样，设置有扰流板321的第一受热管32中就不会有汽水分层的现象，就不会发生因汽水分层而使第一受热管32的局部管壁出现内壁受高温蒸汽附着同时外壁受高温烟气冲刷的情况，一方面能防止所述各第一受热管32材质出现疲劳现象甚至发生蠕变而导致管子爆裂，从而能保证转炉余热锅炉稳定运行，另一方面也能强制引导水流、强化传热，进一步提高了高温转炉烟气的热量转换利用率。

如图9所示，膨胀补偿器7包括：下底座，下底座包括：内筒体712，内筒体712底端焊接有底部法兰711，内筒体外侧的底部法兰711上还焊接有由环板714、外围板713构成的环形的连接座，环板714与底部法兰711之间沿外围板周向间隔设置有若干个加强筋板715，底部法兰711能和炉口段烟道的环形出口集箱23上的连接法兰螺栓可拆卸连接；上连接件，上连接件包括：外筒体732，外筒体732顶端焊接有顶部法兰731，顶部法兰731能和中Ⅰ段烟道的环形入口集箱31上的连接法兰311螺栓可拆卸连接，内筒体712位于外筒体732的内侧、并且内筒体712的顶端向上伸入外筒体732的底部，内筒体712与外筒体732之间具有间隙；在外筒体732的外围还套设有软质的非金属复合层72，非金属复合层72的上端通过顶板721螺栓连接在顶部法兰731的底部，非金属复合层72的下端通过底压板722连接在环板714上；内、外筒体之间以及非金属复合层72与内筒体、外筒体之间均设有耐热密封棉76，在本实施例中，耐热密封棉76为玻璃纤维布包硅酸铝纤维棉。环板714与底部法兰711之间沿外围板周向间隔设置的若干个加强筋板715使得非金属复合层72能稳定支撑在环板714上。转炉冶炼时，炉口段烟道2、中Ⅰ段烟道3受热膨胀，使得膨胀补偿器7的下底座向上运动、上连接件向下运动，软质的非金属复合层72一般为硅胶材质，其上下两端受压后中部向外凸出，使得炉口段烟道2、中Ⅰ段烟道3能够轴向膨胀，最大轴向位移量可达120mm，满足了汽化冷却烟道受热膨胀的轴向位移需求，延长了转炉余热锅炉的使用寿命。

在本实施例中，内筒体712的内侧壁上设置有防止高温转炉烟气损坏内筒的耐热保温层，内筒体712的上方的中Ⅰ段烟道与外筒体732之间也设置有耐热保温层75，防止高温转炉烟气损坏外筒体732。在实际应用中，耐热保温层75可为不锈钢丝网包硅酸铝纤维棉。炉口段烟道的环形出口集箱23上的连接法兰包括：固定在环形出口集箱上的第一法兰231，第二法兰232的内段焊接在第一法兰231的底部，底部法兰711位于第一法兰231的上方、并通过一端铰接在第二法兰外段的倒环螺栓与第二法兰232的外段可拆卸连接，底部法兰711与第二法兰232的外段之间留有间隙；第二法兰232的外段上方的底部法兰711底部沿周向设置有圆钢741，第二法兰的外段上沿周向间隔上设置有两个方钢742，两个方钢742之间填充有密封条743，底部法兰711通过倒环螺栓连接在第二法兰232的外段后，圆钢741抵靠在密封条743的上表面上形成密封，这种密封结构能够防止高温转炉烟气从底部法兰711与第一法兰231之间的缝隙中泄漏。

如图2、图10所示，中Ⅱ段烟道4的烟气入口与中Ⅰ段烟道3的烟气出口密封对接。中Ⅱ段烟道4包括：倾斜设置的下段及竖直设置的上段。中Ⅱ段烟道的环形进口集箱41设置在中Ⅱ段烟道的下段底端，中Ⅱ段烟道的环形出口集箱43设置在中Ⅱ段烟道的上段顶端，中Ⅱ段烟道的环形进口集箱41与中Ⅱ段烟道的环形出口集箱43之间沿周向排列设有若干根构成中Ⅱ段烟道水冷壁的第一受热管42。中Ⅱ段烟道4通过铰接支座44能固定在厂房平台上。中Ⅱ段烟道4采用自然循环的冷却方式。与中Ⅰ段烟道3中一样，中Ⅱ段烟道4后侧底部的第一受热管42中沿汽水流向也都设置有螺旋上升形状的扰流板，每个扰流板的上下两端均固定在对应的第一受热管42的内壁上。中Ⅱ段烟道中设置有扰流板的第一受热管42的范围为：参见图7所示，由中Ⅱ段烟道后侧底部中心母线向两侧对称扩展后所形成的120°夹角范围内的各第一受热管42中均设置有扰流板。

如图2、图11所示，中Ⅲ段烟道5的烟气入口与中Ⅱ段烟道4的烟气出口密封对接。中Ⅲ段烟道5包括：竖直设置的下段和倾斜设置的上段。中Ⅲ段烟道5的环形进口集箱51设置在中Ⅲ段烟道的下段底端，中Ⅲ段烟道5的环形出口集箱53设置在中Ⅲ段烟道的上段出口处，中Ⅲ段烟道5的环形进口集箱51与中Ⅲ段烟道的环形出口集箱53之间沿周向排列设有若干根中Ⅲ段烟道的第一受热管52。在中Ⅲ段烟道5的上段上设置有用于检修、清灰的检修人孔54。中Ⅲ段烟道5通过第二恒力碟簧支吊架55能固定在厂房平台上。工作中，中Ⅲ段烟道5采用高压强制循环的冷却方式。

如图2、图12所示，尾部烟道6包括：倾斜设置的上段和竖直设置的下段。尾部烟道6的烟气入口位于上段上，并与中Ⅲ段烟道5上段的烟气出口密封对接，尾部烟道6的烟气出口位于下段底部，该烟气出口能与蒸汽冷却器相连通。尾部烟道6的环形进口集箱61设置在下段上，尾部烟道6的环形出口集箱63设置在尾部烟道6的烟气入口处，尾部烟道6的环形进口集箱61及尾部烟道6的环形出口集箱63之间沿周向排列设有若干根构成尾部烟道6水冷壁的第一受热管62。尾部烟道6通过第三恒力碟簧支吊架64能固定在厂房平台上。尾部烟道6的下端的烟气出口处沿周向均匀间隔设置有若干个喷淋孔66，蒸汽冷却器上多个喷枪能通过对应的喷淋孔66向下喷淋蒸汽。喷淋孔66上方的尾部烟道6的下段上设置有用于测定尾部烟道6的烟气出口处的高温转炉烟气的温度、压力、成分的第二测温测压环管65。由于转炉干法除尘系统中的蒸发冷却器内的雾化喷嘴喷出的蒸汽直接将烟气冷却到200℃左右，同时要对烟气进行调质处理，使粉尘的比电阻有利于静电除尘器扑集。通过第二测温测压环管65对炉内转炉烟气性质进行分析，从而为蒸发冷却器进行烟气调质处理做好准备。尾部烟道6采用高压强制循环的冷却方式。

在本实施例中，中Ⅲ段烟道5、尾部烟道6处于汽化冷却烟道的末端，烟气温度相对较低，另外，这两段烟道为顶部大弯头结构，且中Ⅲ段烟道5、尾部烟道6中各第一受热管中均有水平段，如果采用自然循环的方式，中Ⅲ段烟道5、尾部烟道6水冷壁中的水汽流速就会较慢，热量转换利用率也较低，为了提高中Ⅲ段烟道5、尾部烟道6的热量转换利用率，并确保将经转炉余热锅炉冷却后的高温转炉烟气的温度控制在800℃~1000℃，中Ⅲ段烟道5、尾部烟道6采用高压强制循环冷却方式。中Ⅲ段烟道5中，除氧水从汽包的出水口通过下降管进入高压强制循环泵再通过中Ⅲ段烟道5的环形进口集箱51上的循环泵接管进入对应的环形进口集箱51，然后进入各中Ⅲ段烟道的第一受热管52中进行热量交换，再进入中Ⅲ段烟道5的环形出口集箱53，形成的汽水混合物通过环形出口集箱53上的出口连接管进入上升管，最后进入汽包；而尾部烟道6中，除氧水从汽包的出水口通过下降管进入高压强制循环泵再通过尾部烟道6的环形进口集箱61上的循环泵接管进入对应的环形进口集箱61，然后进入各尾部烟道6的第一受热管62中进行热量交换，再进入尾部烟道6的环形出口集箱63，形成的汽水混合物通过环形出口集箱63上的出口连接管进入上升管，最后进入汽包。

本发明的优点是：一、炉口段烟道2、中Ⅰ段烟道3之间通过膨胀补偿器7连接，使得炉口段烟道2、中Ⅰ段烟道3能够具有轴向膨胀余量，最大轴向位移量可达120mm，满足了汽化冷却烟道受热膨胀的轴向位移需求，延长了转炉余热锅炉的使用寿命。二、活动裙罩1采用低压强制循环的冷却方式，炉口段烟道2采用高压强制循环的冷却方式，中Ⅰ段烟道3、中Ⅱ段烟道4采用自然循环的冷却方式，中Ⅲ段烟道5、尾部烟道6采用高压强制循环的冷却方式；上述多种组合的冷却方式能方便地将经转炉余热锅炉冷却后的高温转炉烟气的温度控制在800℃~1000℃，便于后续高温转炉烟气的除尘处理。三、中Ⅰ段烟道、中Ⅱ段烟道的后侧底部的第一受热管中沿汽水流向均设置有螺旋上升状的扰流板321，以上的结构一方面能有效防止所述各第一受热管爆裂而使得转炉余热锅炉稳定运行，另一方面也提高了高温转炉烟气的热量转换利用率。

Claims (10)

1.转炉干法除尘系统中的余热锅炉，包括：活动烟罩、汽包、汽化冷却烟道，高温转炉烟气能通过活动烟罩进入汽化冷却烟道，汽化冷却烟道的烟气出口能和蒸发冷却器连通，汽化冷却烟道包括：由下往上依次连通的炉口段烟道、中Ⅰ段烟道、中Ⅱ段烟道、中Ⅲ段烟道、尾部烟道，活动烟罩活动支撑在能位于转炉炉口上方的炉口段烟道的下端；炉口段烟道、中Ⅰ段烟道、中Ⅱ段烟道、中Ⅲ段烟道、尾部烟道中均包括：间隔设置的环形进口集箱和环形出口集箱，环形进口集箱与环形出口集箱之间设置有水冷壁，该水冷壁包括：若干根竖向设置、周向排列在环形进口集箱与环形出口集箱之间的第一受热管，每根第一受热管的两端分别与对应的环形进口集箱、环形出口集箱相连通；其特征在于：炉口段烟道与中Ⅰ段烟道通过膨胀补偿器密封连接；倾斜设置的中Ⅰ段烟道、下段部分倾斜设置的中Ⅱ段烟道的底部中心母线向两侧对称扩展所形成的120°夹角范围内的各第一受热管中均设置有扰流板；炉口段烟道采用高压强制循环的冷却方式，中Ⅰ段、中Ⅱ段烟道采用自然循环的冷却方式，中Ⅲ段烟道、尾部烟道采用高压强制循环的冷却方式;所述的自然循环的冷却方式为：冷却水从汽包的出水口通过下降管直接进入对应的环形进口集箱内，然后进入对应的第一受热管中进行热量交换，再进入对应的环形出口集箱，最后再进入汽包；所述的高压强制循环的冷却方式为：冷却水从汽包的出水口通过下降管进入高压强制循环泵后再进入对应的环形进口集箱，然后进入对应的第一受热管中进行热量交换，再进入对应的环形出口集箱，最后再进入汽包。

2.根据权利要求1所述的转炉干法除尘系统中的余热锅炉，其特征在于：所述的膨胀补偿器包括：下底座，下底座包括：内筒体，内筒体底端焊接有底部法兰，内筒体外侧的底部法兰上还焊接有由环板、外围板构成的环形的连接座，环板与底部法兰之间沿外围板周向间隔设置有若干个加强筋板，底部法兰能和炉口段烟道的环形出口集箱上的连接法兰螺栓可拆卸连接；上连接件，上连接件包括：外筒体，外筒体顶端焊接有顶部法兰，顶部法兰能和中Ⅰ段烟道的环形入口集箱上的连接法兰螺栓可拆卸连接，内筒体位于外筒体的内侧，并且内筒体的顶端向上伸入外筒体的底部，内筒体与外筒体之间具有间隙；在外筒体的外围还套设有软质的非金属复合层，非金属复合层的上端连接在顶部法兰上，非金属复合层的下端连接在环板上；内、外筒体之间以及非金属复合层与内筒体、外筒体之间均设有耐热不锈钢密封棉。

3.根据权利要求2所述的转炉干法除尘系统中的余热锅炉，其特征在于：炉口段烟道的环形出口集箱上的连接法兰包括：固定在环形出口集箱上的第一法兰，第二法兰的内段焊接在第一法兰的底部，底部法兰位于第一法兰的上方、并通过倒环螺栓与第二法兰的外段可拆卸连接，且底部法兰与第二法兰的外段之间留有间隙；第二法兰的外段上方的底部法兰底部沿周向设置有圆钢，第二法兰的外段上沿周向间隔上设置有两个方钢，两个方钢之间填充有密封条，底部法兰通过倒环螺栓连接在第二法兰的外段后，圆钢抵靠在密封条的上表面上形成密封。

4.根据权利要求1所述的转炉干法除尘系统中的余热锅炉，其特征在于：各扰流板均为螺旋上升形状。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的转炉干法除尘系统中的余热锅炉，其特征在于：活动烟罩包括：烟罩本体，烟罩本体包括：圆台形水冷壁，进水集箱和出水集箱位于该水冷壁的左右两侧，该圆台形水冷壁由若干水平布置的环形的第二受热管竖向叠加而成，每根第二受热管上均伸出进水连接管连接进水集箱、还伸出出水连接管连接出水集箱；活动烟罩采用低压强制循环的冷却方式，所述低压强制循环的冷却方式为：冷却水通过低压强制循环泵进入进水集箱，然后进入各第二受热管中，最后从出水集箱流出。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的转炉干法除尘系统中的余热锅炉，其特征在于：炉口段烟道包括：竖直设置且能位于转炉炉口上方的炉口段烟道下段、倾斜设置的炉口段烟道上段；炉口段烟道的各第一受热管的进口端均设置有节流孔板，节流孔板的节流孔的孔径小于炉口段烟道的第一受热管的内径；炉口段烟道下段上设置有下料口装置，炉口段烟道上段上设置有用于转炉氧枪吹氧的氧枪口装置、副枪口装置；炉口段烟道通过设置在炉口段烟道上段后侧的第一滑动支撑架能活动支撑在厂房平台上、并通过设置在炉口段烟道下段上的固定支座能固定在移动台车上。

7.根据权利要求1或2或3或4所述的转炉干法除尘系统中的余热锅炉，其特征在于：中Ⅰ段烟道的烟气进口处设置有第一测温测压环管；中Ⅰ段烟道通过设置在中Ⅰ段烟道上的第一恒力碟簧支吊架能固定在厂房平台上，通过设置在中Ⅰ段烟道上的第二滑动支撑架能滑动支撑在厂房的平台上。

8.根据权利要求1或2或3或4所述的转炉干法除尘系统中的余热锅炉，其特征在于：中Ⅱ段烟道包括：倾斜设置的下段及竖直设置的上段；中Ⅱ段烟道通过设置在中Ⅱ段烟道下段上的铰接支座能固定在厂房平台上。

9.根据权利要求1或2或3或4所述的转炉干法除尘系统中的余热锅炉，其特征在于：中Ⅲ段烟道包括：竖直设置的下段和倾斜设置的上段；在中Ⅲ段烟道的上段上设置有检修人孔；中Ⅲ段烟道通过设置在中Ⅲ段烟道上的第二恒力碟簧支吊架能固定在厂房平台上。

10.根据权利要求1或2或3或4所述的转炉干法除尘系统中的余热锅炉，其特征在于：尾部烟道包括：倾斜设置的上段和竖直设置的下段；汽化冷却烟道的烟气出口设置在尾部烟道的下段底部，尾部烟道的下段上设置有第二测温测压环管；位于测温测压环管下方的尾部烟道的的下段上沿周向均匀间隔设置有若干个喷淋孔；尾部烟道通过设置在尾部烟道上的第三恒力碟簧支吊架能固定在厂房平台上。

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