一种全氢罩式退火炉余热回收综合利用方法及装置与流程

本发明涉及一种余热回收综合利用方法及装置。

背景技术：

退火是生产高质量冷轧带钢，消除带钢内应力的一种常用工艺，一般采用罩式退火炉对冷轧带钢卷进行退火工艺。一个完整的退火工艺流程包括：炉台清理→炉台装料(钢卷+对流板)→输入退火参数→扣上内罩→锁紧内罩→冷态密封检查→氮气吹扫→启动循环风机→扣放加热罩→充氢气(H2)保护→加热罩点火→按设定速率升温→风机按控制方式变换为高速运行→保温→热态密封检查(保温结束前)→吊走加热罩扣上冷却罩→风机冷却至设定温度→喷淋水冷至出炉温度→氮气吹扫→吊走冷却罩→松开内罩锁紧→吊走内罩→卸料→退火数据保存，由于现在的罩式退火炉基本取代了之前的常规氮氢型保护气体(氮氢型保护气体，一般指2～4％H2、96～98％N2)，而采用全氢保护气体，因此传统的退火工艺在保温结束后，用于保护气氛的氢气温度较高，并在随后的冷却阶段随着带钢进行冷却，虽然有内罩传热到内罩外侧的冷风的间接传热，但是冷却效率，同时浪费了大量的能源。在当前节能减排的大形势下，如何充分利用罩式退火炉中不必要的热量浪费，是一个重要的研究课题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种既能提高退火过程中的冷却效率又能充分利用退火炉中热量的全氢罩式退火炉余热回收综合利用方法及装置。

本发明的装置主要包括：全氢罩式退火炉、蒸汽余热锅炉、热水余热锅炉、磁传动无泄漏风机、水箱、冷却塔、氢气循环管和水管。其中，全氢罩式退火炉的内罩通过氢气循环管依次连接有蒸汽余热锅炉、热水余热锅炉、磁传动无泄漏风机，最后再与全氢罩式退火炉内罩相连；并且在除两锅炉之间的各氢气循环管路上均设有高温气体蝶阀，即在全氢罩式退火炉内罩与蒸汽余热锅炉之间的氢气循环管上设有高温气体蝶阀，在热水余热锅炉与磁传动无泄漏风机之间的氢气循环管上设有高温气体蝶阀，在磁传动无泄漏风机与全氢罩式退火炉内罩之间的氢气循环管上设有高温气体蝶阀。最好，在氢气循环管上设热电偶测温装置，可以根据热电偶测温装置测得的氢气温度，调节磁传动无泄漏风机的循环风量，以保证氢气循环管各段的氢气温度范围。所述蒸汽余热锅炉，其上部设有排出蒸汽的蒸汽供热母管，其下部设有进水管，该进水管通过管路与设有外界水源的水箱相连。所述热水余热锅炉，其进水管也通过管路与水箱相连，其出水管通过水箱与冷却水管相连，该冷却水管进、出水口均与水箱相连，冷却水管设在冷却塔内，该冷却塔下部设有冷空气进气口，上部设有热空气出气口。最好冷却塔上部设有引风机；冷却塔上部还设有水喷淋机构，于是从热空气出气口排除的则为饱和热湿空气。

本发明的方法具体如下：

1、带钢在全氢罩式退火炉中保温结束后，打开从全氢罩式退火炉内罩与蒸汽余热锅炉之间的高温气体蝶阀，全氢罩式退火炉内罩中的高温氢气进入蒸汽余热锅炉，生成的蒸汽通过蒸汽供热母管送至需求单元；

2、经过蒸汽余热锅炉的高温氢气温度降低后进入热水余热锅炉进行进一步冷却，热水余热锅炉中的水吸收高温氢气的热量后通过热水余热锅炉出水管送至水箱；

3、开启热水余热锅炉与磁传动无泄漏风机之间的高温气体蝶阀，将从热水余热锅炉中出来的低温氢气，送至磁传动无泄漏风机，同时开启磁传动无泄漏风机与全氢罩式退火炉内罩之间的高温气体蝶阀，将低温氢气送至全氢罩式退火炉内罩中，对进入到冷却段的带钢进行冷却换热，依此循环进行；

4、在循环过程中，水箱通过蒸汽余热锅炉进水管、热水余热锅炉进水管分别为蒸汽余热锅炉、热水余热锅炉补充水源；同时热水余热锅炉回流至水箱的热水通过冷却水管与冷却塔进行换热后再回到水箱中。

本发明相比现有技术具有如下优点：

(1)本发明通过对带钢退火过程中余热回收的同时，对内罩的氢气进行水冷冷却，用冷却后的氢气进入退火炉内罩对带钢进行换热，加大了换热温差，提高了换热速率，使整个退火工艺时间大大缩短，采用此发明后，改变了原来传统工艺的热氢气通过内罩传热到内罩外侧的冷风的间接传热，而是采用热氢气放热回收之后温度降低又直接冷却带钢，很大程度的提高了降温速率；

(2)换热后产生的蒸汽和热水供给生产工艺用热，以达到节约能源、降低排放并提高生产效率的目标；

(3)为企业节约开支，带来良好的经济效益和社会效应。

附图说明

图1为本发明流程示意简图。

图2为本发明氢气循环流程示意简图。

图3为本发明水箱和冷却塔流程示意简图。

图中：1、全氢罩式退火炉，2、氢气循环管路，3、磁传动无泄漏风机，4、热水余热锅炉，5、蒸汽余热锅炉，6、高温气体蝶阀，7、水箱，8、引风机，9、冷却水管，10、水喷淋机构。

具体实施方式

在图1和图2所示的全氢罩式退火炉余热回收综合利用装置的流程示意简图中，全氢罩式退火炉1的内罩通过氢气循环管2依次连接有蒸汽余热锅炉5、热水余热锅炉4、静态密封磁传动无泄漏风机3，最后再与全氢罩式退火炉内罩相连；所述氢气循环管采用耐高温不锈钢材质，并与全氢罩式退火炉的内罩密封设置。在除两锅炉之间的各氢气循环管路上均设有高温气体蝶阀6，即在全氢罩式退火炉内罩与蒸汽余热锅炉之间的氢气循环管上设有高温气体蝶阀，在热水余热锅炉与磁传动无泄漏风机之间的氢气循环管上设有高温气体蝶阀，在磁传动无泄漏风机与全氢罩式退火炉内罩之间的氢气循环管上设有高温气体蝶阀。所述高温气体蝶阀采用专利号为ZL 98 2 17879.4专利产品，并按Q/ZXD 05-2006《高温调控蝶阀》设计制造标准进行制造。在氢气循环管上设热电偶测温装置。所述蒸汽余热锅炉，其上部设有排出蒸汽的蒸汽供热母管，其下部设有进水管，该进水管通过管路与设有外界水源的水箱7相连。所述热水余热锅炉，其进水管也通过管路与水箱相连，其出水管通过水箱与冷却水管9相连，该冷却水管进、出水口均与水箱相连，冷却水管设在冷却塔内，该冷却塔下部设有冷空气进气口，上部设有热空气出气口。冷却塔上部设有引风机8；冷却塔上部还设有水喷淋机构10，于是从热空气出气口排除的则为饱和热湿空气，如图3所示。

实施例1

带钢在全氢罩式退火炉中保温结束后，打开从全氢罩式退火炉内罩与蒸汽余热锅炉之间的高温气体蝶阀，全氢罩式退火炉内罩中的高温氢气进入蒸汽余热锅炉，蒸汽余热锅炉设定蒸汽压力0.6MPa，饱和温度150℃，生成的蒸汽通过蒸汽供热母管送至需求单元；经过蒸汽余热锅炉的高温氢气温度降低至180℃，然后进入热水余热锅炉进行进一步冷却，热水余热锅炉中的水吸收高温氢气的热量后通过热水余热锅炉出水管送至水箱；开启热水余热锅炉与磁传动无泄漏风机之间的高温气体蝶阀，将从热水余热锅炉中出来的低温氢气，温度为50℃，送至磁传动无泄漏风机，同时开启磁传动无泄漏风机与全氢罩式退火炉内罩之间的高温气体蝶阀，将低温氢气送至全氢罩式退火炉内罩中，对进入到冷却段的带钢进行冷却换热，依此循环进行；在循环过程中，水箱通过蒸汽余热锅炉进水管、热水余热锅炉进水管分别为蒸汽余热锅炉、热水余热锅炉补充水源；同时热水余热锅炉回流至水箱的60℃热水通过冷却水管与冷却塔进行换热后水温40℃再回到水箱中。

实施例2

带钢在全氢罩式退火炉中保温结束后，打开从全氢罩式退火炉内罩与蒸汽余热锅炉之间的高温气体蝶阀，全氢罩式退火炉内罩中的高温氢气进入蒸汽余热锅炉，蒸汽余热锅炉设定蒸汽压力1.0MPa，饱和温度180℃，生成的蒸汽通过蒸汽供热母管送至需求单元；经过蒸汽余热锅炉的高温氢气温度降低至220℃，然后进入热水余热锅炉进行进一步冷却，热水余热锅炉中的水吸收高温氢气的热量后通过热水余热锅炉出水管送至水箱；开启热水余热锅炉与磁传动无泄漏风机之间的高温气体蝶阀，将从热水余热锅炉中出来的低温氢气，温度为70℃，送至磁传动无泄漏风机，同时开启磁传动无泄漏风机与全氢罩式退火炉内罩之间的高温气体蝶阀，将低温氢气送至全氢罩式退火炉内罩中，对进入到冷却段的带钢进行冷却换热，依此循环进行；在循环过程中，水箱通过蒸汽余热锅炉进水管、热水余热锅炉进水管分别为蒸汽余热锅炉、热水余热锅炉补充水源；同时热水余热锅炉回流至水箱的60℃热水通过冷却水管与冷却塔进行换热后水温40℃再回到水箱中。