炼钢和轧钢过程中钢材冷却和余热回收的发电锅炉 【技术领域】
本发明涉及一种炼钢和轧钢过程中钢材冷却和余热回收的发电锅炉，属于钢铁生产节能减排和热回收装置领域。
背景技术
钢铁生产属于高耗能、高污染、高排放行业，我国目前钢铁产量已达5亿多吨，远远超过世界其他国家，因此节能减排压力巨大，同时也存在着巨大的节能潜力。钢铁生产过程中产生了大量余热，如何变废为宝，有效利用这类废热，是钢铁行业提高能源利用效率、降低环境污染的重要途径。
在钢铁炼制、加工流程中，例如在钢水成型后，由于其温度往往高达1500～1800摄氏度左右，需采用冷却水喷淋冷却到一定温度才可进入下一道工序，或者存放待用，在此过程中耗费大量水资源，并以水蒸气的形式带走大量废热。由于其能量品味较低，通常无法加以再利用。
基于钢物料的初始温度达到1500～1800摄氏度左右，如果能够改变其冷却工艺过程，将这部分热能转化为可利用的能量形式，则有可能实现更好的能源综合利用效益。
【发明内容】
本发明的目的和任务是，研制一种炼钢和轧钢过程中钢材冷却和余热回收的发电锅炉，可对炼钢后成型的钢材或高温轧制后的钢材等初始温度达1500～1800摄氏度左右的高温钢进行冷却，并回收废热进行发电。该发电锅炉改变了现有高温钢冷却通常采用的喷水接触式冷却法，从根本上避免了大量冷却水的耗费，同时可将大量废热回收利用，从而在钢铁冷却流程中实现了节约能源，节约水资源，减少排放等方面的突破性进展。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种炼钢和轧钢过程中钢材冷却和余热回收的发电锅炉，它包括预热器、汽包、汽水分离泵、集体下降管、集热管、前集箱、后集箱、前水冷壁、后水冷壁、过热器、空预器、进气口、冷风道、热风道、热源进口、热源出口、进水管、蒸汽输出管、烟道和炉膛；热风道一端通往炉膛底端，另一端通过空预器连接冷风道，冷风道设有进气口；空预器、预热器、过热器均位于烟道中，过热器位于烟道水平段，预热器、空预器分别位于烟道垂直段上部和下部；预热器外端连接外部进水管，另一端通过管道连接汽包；集体下降管纵穿炉膛，上端连接汽包，下端连接到后集箱；集热管斜穿炉膛下半部，其较高一端连接前集箱，其较低一端连接后集箱；后集箱通过后水冷壁与汽包连通；前集箱通过前水冷壁与汽包连通；汽包中设有汽水分离泵，汽水分离泵通过管道连接到过热器，过热器出口设有蒸汽输出管；集热管下方的炉膛壁上设有热源进口和热源出口。
其工作原理是：高温钢材以一定的速度从热源进口进入锅炉，再从热源出口离开锅炉，同时从进气口吹入空气，用水泵将水打入预热器，充分利用烟道中烟气的热量，加热给水，然后进入汽包，再经集体下降管进入后集箱，通过后集箱进入集热管，在集热管中吸收高温钢材的热量，温度进一步升高后进入前集箱，前集箱再把水均匀的分配给前水冷壁管，后集箱中部分水被均匀的分配给后水冷壁，进一步吸收炉膛内大量的热量，产生大量的饱和蒸汽和水地混合物，返回到汽包，经汽水分离器分离为水和蒸汽，蒸汽进入过热器，经进一步加热变为过热蒸汽。过热蒸汽通过蒸汽输出管到达蒸汽轮机，推动蒸汽轮机带动发电机发电。高温钢材的热量被吸收从而冷却。
冷风道进气口处可设鼓风机，烟道下端可设引风机。预热器和过热器的进出口可分别设置进口集箱和出口集箱。
本发明的有益效果是，钢坯从1500～1800摄氏度冷却至室温过程中大量的余热被回收利用，并且节约了大量的水。
【附图说明】
图1本发明的结构示意图；
图中，1、预热器，2、汽包，3、汽水分离泵，4、集体下降管，5、集热管，6、前集箱，7、后集箱，8、前水冷壁，9、后水冷壁，10、过热器，11、空预器，12、进气口，13、冷风道，14、热风道，15、热源进口，16、热源出口，17、烟道，18、炉膛，19、进水管，20、蒸汽输出管。
【具体实施方式】
实施例如图1所示，一种炼钢和轧钢过程中钢材冷却和余热回收的发电锅炉，它包括预热器1、汽包2、汽水分离泵3、集体下降管4、集热管5、前集箱6、后集箱7、前水冷壁8、后水冷壁9、过热器10、空预器11、进气口12、冷风道13、热风道14、热源进口15、热源出口16、进水管19、蒸汽输出管20、烟道17和炉膛18；热风道14一端通往炉膛18底端，另一端通过空预器11连接冷风道13，冷风道13设有进气口12；空预器11、预热器1、过热器10均位于烟道17中，过热器10位于烟道17水平段，预热器1、空预器11分别位于烟道17垂直段上部和下部；预热器1外端连接外部进水管19，另一端通过管道连接汽包2；集体下降管4纵穿炉膛18，上端连接汽包2，下端连接到后集箱7；集热管5斜穿炉膛18下半部，其较高一端连接前集箱6，其较低一端连接后集箱7；后集箱7通过后水冷壁9与汽包2连通；前集箱6通过前水冷壁8与汽包2连通；汽包2中设有汽水分离泵3，汽水分离泵3通过管道连接到过热器10，过热器10出口设有蒸汽输出管20；集热管5下方的炉膛壁上设有热源进口15和热源出口16。本发明可广泛应用于钢铁厂，也可应用于冶炼厂。