[实用新型]一种耐腐蚀防粘结的轧钢加热炉烟气余热回收换热器

说明书

技术领域

本实用新型属于轧钢工艺过程加热炉烟气余热回收利用技术领域，更具体地说，涉及一种耐腐蚀防粘结的轧钢加热炉烟气余热回收换热器。

背景技术

现有的轧钢加热炉热效率一般只有20％～30％，约有70％～80％的热量损失，其中烟气带走的热损失约为30％～35％。烟气带走的热量通过烟囱排放至大气，不但浪费能源，也会对大气造成热污染。以某年产量1000万吨钢，年耗能50万吨标准煤的轧钢企业为例，假设采用低温烟气余热深度利用技术后，把烟气排放温度从180℃降低至95℃，将会回收热量5.25×10¹¹kJ，相当于每年节省17900吨标准煤，这些热量回收用于生产热水可以得到80℃的热水约227万吨，经济价值约一年1.14亿元(按每吨热水50元计算)。

目前钢铁企业中，轧钢加热炉设计及生产管理时已经采取了一系列的节能措施：从源头做起，设法降低烟气出炉温度和烟气量；在烟道内设置空气预热器、煤气预热器和蒸汽过热器等设施回收烟气余热。这些节能措施实施后出预热器的烟气温度仍然有250～330℃；现在有些钢铁企业加大了节能的力度，如采用余热锅炉回收技术，利用烟气余热产生饱和蒸汽，供生产或生活利用。利用余热锅炉的方法，一般可以将烟气温度从250℃降到180℃左右。

余热锅炉的使用使得烟气余热得到了很好的回收利用，但是现有技术中对于180℃以下的烟气余热利用技术研究甚少，而且烟道内预热器及余热锅炉上的低温表面腐蚀、堵灰和粘结问题一直严重制约了轧钢加热炉烟气余热的进一步回收利用。

为了防止换热器和余热锅炉上的低温腐蚀、堵灰及粘结问题，常采取以下措施：从燃料及烟气中除硫，防止三氧化硫的产生，以降低烟气的露点温度。但是从目前来看，该方法技术尚不成熟，实际应用难度很大。美国石油学会标准ANSI/API560-1996《一般炼油装置用火焰加热炉》中对烟气尾部的抗露点腐蚀措施提出了几种解决方案，即采用低合金耐蚀钢以及采用有搪瓷层的传热表面，但是到目前为止还没有找出一种可以有效抗低温露点腐蚀的低合金钢，应用较多的09CrCuSb(ND钢)其抗硫酸性能在实验室条件下也只是碳钢的4～5倍，工业应用情况下通常是碳钢的3倍。而一旦进入露点，对于10mm厚碳钢也只能有2个月的寿命，大量的使用实践验证了这个事实，进入露点的ND钢，其实际使用寿命均在半年左右。而对钢铁行业连续运行的轧钢加热炉，这个使用寿命显然是不能满足要求的；316L合金钢虽然有很好的耐腐蚀性能，在王水中也不会被腐蚀，但是其价格约是普碳钢的8倍左右，使用成本太高；在加热炉末端采用搪瓷表面，虽然解决了烟气腐蚀、降低了末端温度以及提高了加热炉热效率，但是对于搪瓷脆性与管式换热器钢材表面膨胀不协调的问题以及有搪瓷层换热器焊接制作的问题，仍然没有很好的解决，仅仅处于研究阶段。

申请人安徽工业大学已递交了焦炉荒煤气余热回收换热单元的相关专利申请，其具体信息如下，申请号：2015101199017，发明创造名称：一种抗粘结自流焦炉荒煤气余热回收换热单元的施工方法，申请人：安徽工业大学，申请日：2015年3月18日，该申请案公开了一种抗粘结自流焦炉荒煤气余热回收换热单元的施工方法，属于炼焦工艺过程荒煤气余热回收利用技术领域。该申请案中余热回收换热单元的施工方法为：单排组件的焊接；单排组件的清底；气雾喷涂不粘涂层；换热单元的焊接，多个单排组件以相同间距排列并焊接固定在一起组成一个长方体结构的换热单元本体，所有的上换热工质输送管上端口分别焊接连通在蒸汽排出管上，所有的下换热工质输送管下端口分别焊接连通在冷却水入口管上，换热单元本体在装配时，换热单元本体下侧的绝热板所在平面与水平面的夹角为15～45度。该申请案采用首先焊接单排组件，然后喷涂不粘涂层的施工形式，不仅易于不粘涂层充分均匀的喷涂，且避免了不粘涂层在焊接时遭到高温及机械破坏。但是，该申请案中制造的余热回收换热单元还存在以下技术缺陷：该申请案中制造的余热回收换热单元仅仅适用于焦炉荒煤气的余热回收，将申请案中制造的余热回收换热单元应用于轧钢加热炉时，会发生严重的粘结或堵灰现象。

综上所述，如何设计出一种能够应用于轧钢加热炉的烟气余热回收换热器，克服现有烟气余热回收技术中遇到的低温表面腐蚀、堵灰和粘结问题，是现有技术中一个亟需解决的技术问题。

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题