一种铝加热炉余热再利用设备

技术领域

本发明属于铝加工技术领域，尤其涉及一种铝加热炉余热再利用设备。

背景技术

铝锭在轧制前，需要进入加热炉中加热和均热。以推进式加热炉为例，其内部设有燃烧器，在燃烧器内通入天然气与空气混合后燃烧，利用燃烧产生的热量供铝锭轧制所需。某些加热炉其内部温度可达五六百摄氏度，因此，即便在对铝锭加热后，排出的烟气仍具有较高温度，存留较多的热量，由此某些铝锭生产系统中，在加热炉后设置有余热再利用设备。

比较常见的，对于加热炉的余热再利用设备是一种锅炉结构，通过将加热炉排出的烟气通入余热锅炉内，将锅炉内的水加热成蒸汽，从而利用加热炉的排出烟气产生蒸汽，为生产中的其他环节提供蒸汽，实现加热炉余热的再利用。

然而，现有的余热锅炉实际蒸汽产量很少，且产出的蒸汽压力和温度也偏低，甚至有些蒸汽中带水，实际利用率低。因此，如何对铝加工中加热炉的余热进行可靠有效的再利用，成为需要解决的问题。

发明内容

本发明提供的一种铝加热炉余热再利用设备，可产蒸汽、热水和热风，能够对加热炉的排出烟气综合利用，且产出的蒸汽产量和品质得到提高，经济效益可观。

本发明的技术方案包括：一种铝加热炉余热再利用设备，包括：

热水产生系统，所述热水产生系统包括给水管路和第一热水供应管路以及第二热水供应管路，所述第一热水供应管路内的第一热水由第一热水产生子系统形成，第二热水供应管路内的第二热水由第二热水产生子系统形成，所述第一热水产生子系统和第二热水产生子系统串联，且所述第一热水的温度低于第二热水的温度，所述第二热水为饱和水；

蒸汽产生系统，所述蒸汽产生系统包括蒸发器和蒸汽供应管路，部分的第二热水经过汽包进入所述蒸发器，所述第二热水在蒸发器内与来自加热炉的排出烟气热交换后升温形成饱和蒸汽，所述饱和蒸汽通过蒸汽供应管路进入精整车间；

热风产生系统，所述热风产生系统包括给气管路和风罩，所述风罩罩设于第一热水产生子系统的排烟管路外侧，风罩内的冷风与排烟管路内的排出烟气换热后升温形成热风，所述热风通过给气管路经过风机进入加热炉的顶部；

控制系统，所述控制系统包括控制器，所述控制器与热水产生系统、蒸汽产生系统和热风产生系统联动连接，在所述控制器的控制下所述热风产生系统的热风温度与蒸汽产生系统的蒸汽量负相关。

优选的，所述第一热水产生子系统包括冷凝器，给水管路内的冷水在冷凝器内与来自第二热水产生子系统的排出烟气换热后升温至60～70℃形成第一热水，部分的所述第一热水进入第一热水供应管路，另外部分的第一热水进入第二热水产生子系统。

优选的，所述第二热水产生子系统包括除氧器和节能器，来自第一热水产生子系统的第一热水先后进入除氧器和节能器，除氧后的第一热水在节能器内与来自蒸汽产生系统的排出烟气换热后升温至100～104℃形成饱和的第二热水，部分的第二热水进入第二热水供应管路，另外部分的第二热水进入蒸汽产生系统。

优选的，所述第一热水供应管路与洗浴房连通，所述第二热水供应管路与乳液间连通。

优选的，所述加热炉连接有换热器，所述换热器与控制器连接，控制器根据精整车间的蒸汽需求量调整换热器对热风的加热程度。

优选的，所述精整车间的蒸汽需求量为零时，所述热风被加热至90℃。

优选的，所述热风产生系统的排烟管道连接有烟囱，所述烟囱的直径为1m。

本发明的有益效果有：通过设计热水产生系统、蒸汽产生系统和热风产生系统，且在热水产生系统设计第一热水产生子系统和第二热水产生子系统，以形成不同温度段的热水，且将高温段的热水生成为饱和水，从而为产生饱和蒸汽提供基础，且在热水产生系统利用后的排放烟气进行再度利用，通过设计风罩来为冷风加热，使得进入加热炉的热风有一定的提前预热量，再有，设计控制系统，对以上热水、蒸汽和热风产生系统进行联动控制，可在蒸汽量需求较少时提高热风的温度。如此，本方案的余热再利用设备能够同时产出蒸汽、热水和热风，且提供的蒸汽品质为饱和蒸汽品质和产量均较好，能够对铝加热炉的排烟余热进行充分可靠的利用，经济效益可观。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1是实施例的示意图。

其中：

1、加热炉，11、排出烟气管路，2、控制器，3、给气管路，31、风罩，32、风机，33、换热器，4、给水管路，41、第一热水供应管路，42、第二热水供应管路，43、水箱，44、冷凝器，45、除氧器，46、节能器，5、烟囱，6、蒸汽供应管路，61、蒸发器，62、汽包。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

在本文中，“上、下、左、右、内、外”等用语是基于附图所示的位置关系而确立的，根据附图的不同，相应的位置关系也有可能随之发生变化，因此，并不能将其理解为对保护范围的绝对限定；而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。此外，本发明实施例中，“以上”、“以下”等，包括本数。

如图1所示，本实施例公开了一种铝加热炉余热再利用设备，包括：热水产生系统，该热水产生系统包括给水管路4和第一热水供应管路41以及第二热水供应管路42，其中，第一热水供应管路41内的第一热水由第一热水产生子系统形成，第二热水供应管路42内的第二热水由第二热水产生子系统形成，以上的第一热水产生子系统和第二热水产生子系统串联，且第一热水的温度低于第二热水的温度，其中，第二热水为饱和水。

在该热水产生系统中，若以冷水的先后经过路径，则冷水先通过给水管路4进入第一热水产生子系统，再第一热水产生子系统内初步升温形成第一热水后，再进入第二热水产生子系统，在第二热水产生子系统再次升温后形成第二热水，如此，第二热水的温度高于第一热水，且考虑到要产生饱和蒸汽的需求，在第二热水产生子系统中将第二热水加工成饱和热水。

类似的，在该热水产生系统中，若以排放烟气的先后经过路径，则从加热炉1排出的烟气先进入第二热水产生子系统，对进入到其内的第一热水进行再次换热升温，之后，再进入第一热水产生子系统，对进入到其内的冷水进行初次的换热升温。

蒸汽产生系统，该蒸汽产生系统包括蒸发器61和蒸汽供应管路6，部分的第二热水经过汽包62进入蒸发器61，该第二热水在蒸发器61内与来自加热炉1的排出烟气热交换后升温形成饱和蒸汽，该饱和蒸汽通过蒸汽供应管路6进入精整车间。在蒸汽产生系统中，其排放烟气直接来自加热炉1，如此该排烟具有较高的温度，利于将饱和水加热成饱和蒸汽。且在此形成的饱和蒸汽可提供至精整车间使用，例如，产生的饱和蒸汽为0.5-0.8Mpa，且可达到0.8t/h，不仅品质较高且产量大。

热风产生系统，该热风产生系统包括给气管路3和风罩31，其中，该风罩31罩设于第一热水产生子系统的排烟管路外侧，风罩31内的冷风与排烟管路内的排出烟气换热后升温形成热风，该热风通过给气管路3经过风机32进入加热炉1的顶部，以对加热炉1使用的空气进行预加热，实现排烟余热的最大化利用。

控制系统，该控制系统包括控制器2，该控制器2与热水产生系统、蒸汽产生系统和热风产生系统联动连接，即，控制器2在对热水、蒸汽和热风产生系统进行控制时，综合考虑三者间的关联，以达到整体的较好的综合效果。在控制器2的控制下热风产生系统的热风温度与蒸汽产生系统的蒸汽量负相关，即，若蒸汽产生系统的蒸汽量较小，则热风产生系统的热风温度可提高。

通过以上的热水、蒸汽和热风产生系统，能够对加热炉的排烟余热进行充分有效的利用，可产出足量的饱和蒸汽，且蒸汽压满足精整车间的使用需求，并且，在热水产生系统设计了第一和第二热水产生子系统，以串联的分段式设计，可提供不同温度段的热水至不同需求地，且将第二热水加工成饱和水，为饱和蒸汽的产生提供基础。再有，在热水产生系统利用后的排烟，进一步在热风产生系统进行再次利用，设计风罩31罩设于排烟管道的外侧，通过间接接触实现热水利用后的排烟与冷风的换热，从而为加热炉1使用的热风提供一定的预加热，且将该热风的加热程度与蒸汽产生系统的蒸汽量关联，以在整体上实现排烟余热的好的再利用效果。

具体的，第一热水产生子系统包括冷凝器44，给水管路4内的冷水在冷凝器44内与来自第二热水产生子系统的排出烟气换热后升温至60～70℃形成第一热水，部分的第一热水进入第一热水供应管路41，另外部分的第一热水进入第二热水产生子系统。

第二热水产生子系统包括除氧器45和节能器46，来自第一热水产生子系统的第一热水先后进入除氧器45和节能器46，除氧后的第一热水在节能器46内与来自蒸汽产生系统的排出烟气换热后升温至100～104℃形成饱和的第二热水，部分的第二热水进入第二热水供应管路42，另外部分的第二热水进入蒸汽产生系统。其中，第一热水供应管路41与洗浴房连通，第二热水供应管路42与乳液间连通，以将不同温度段的第一热水和第二热水分别供应至洗浴房和乳液间。

加热炉1连接有换热器33，该换热器33与控制器2连接，控制器2根据精整车间的蒸汽需求量调整换热器33对热风的加热程度。具体的，精整车间的蒸汽需求量为零时，热风被加热至90℃。热风产生系统的排烟管道连接有烟囱5，即，在排烟先后被蒸汽、热水和热风产生系统换热利用后，再通过烟囱5排放。其中，烟囱5的直径设计为1m，以提高最终排放烟气的流速。

本实施例的铝加热炉排烟再利用设备，可产出60℃左右热水(1.5t/h)，供洗浴房使用，104℃左右水(1.5t/h)，供乳液间使用；产出75℃左右热风(6400Nm3/h)，供加热炉本体使用；产出饱和蒸汽0.8t/h，约610KW，热水侧为69KW，热风侧为133KW，按年产7000小时，全年可节约能源约5684MW，经济效益明显。

在各实施例不相矛盾的情形下，各实施例中的至少部分技术方案可重新组合形成本发明的实质技术方案，各实施例间也可以相互引用或包含。

以上结合具体实施方式描述了本发明的技术原理，但需要说明的是，上述的这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的具体限制。基于此处的解释，本领域的技术人员在不付出创造性劳动即可联想到本发明的其他具体实施方式或等同替换，都将落入本发明的保护范围。