CN101118125A - 一种冶炼烧结环冷余热回收发电设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及余热利用，特别涉及冶炼烧结环冷机烟气余热回收发电领域。在通过环冷机对高温烧结矿料红矿降温的过程中，分段多次吹入自然风使红矿降温到150℃以下，并收集排出的烟气显热通过省煤器、蒸发换热器，过热器产生过热蒸气发电，它由烧结环冷机、风机、烟气排气管道、蒸汽过热器、省煤器、汽包、热风循环管道、汽轮发电机组，包括在烧结环冷机高温段下部设有一组风机，该高温离心风机的进风管道上设有排出烟气循环使用热风进口，原环冷机高温段冷却风机设有自然风进口和排出烟气循环使用热风进口，在排出烟气循环使用管道中设有烟气调节装置，重复使用排放的烟气，使可利用烟气的温度提高，从而提高蒸气温度，大大提高利用余热发电能力。

Description

一种冶炼烧结环冷余热回收发电设备和方法
技术领域：
本发明涉及余热利用，特别涉及冶炼烧结环冷机烟气余热回收发电领域。
背景技术：
目前，全国炼铁系统烧结环冷机烟气余热回收发电刚刚起步，余热回收的工艺在逐步完善中，由于烧结环冷机风机的进口冷却风温为环境温度，一般为20℃左右，风机人口空气温度较低，使得环冷机高温段排气管道的入口烟温一般为300～400℃，工况波动较大，现已建成的烧结环冷机烟气余热发电均为饱和蒸汽或者300℃以下的低参数过热蒸汽发电，发电效率比较低。目前的环冷机一般设有2～3台冷却风机，其中第一台冷却风机(1#风机)上方的排气管道入口烟温一般为300～400℃，此部分烟气用于饱和蒸汽的蒸发、过热和锅炉给水加热，理想情况下，可以把蒸汽过热到300℃左右；第二台冷却风机(2#风机)上方的排气管道入口烟温一般为200～250℃，此部分烟气主要用于锅炉给水加热，将水加热到190℃左右，第二个风机后段，烧结矿的温度已低于200℃，排气管道入口烟温低于150℃，通过收集后直接向大气排放，如果直接利用现有的环冷机烟温产生饱和蒸汽和低参数过热蒸汽，发电量非常有限，余热得不到充分利用。
本发明的目的在于设计一种：利用现有设备和工艺，在不增加燃料和不改变环冷机冷却工艺参数的情况下，通过废热烟气的循环利用，增加蒸汽产量，提高蒸汽温度。大幅提高发电量(50％以上)。同时，通过烧结矿烟温的稳定进而稳定烧结矿的质量。。
本发明的技术方案是：一种冶炼烧结环冷机烟气余热回收发电的方法，在通过环冷机对高温烧结矿料红矿降温的过程中，分段多次吹入自然风使红矿降温到150℃以下，并收集排出的烟气显热通过省煤器、蒸发换热器，蒸汽过热器产生过热蒸气，其特征在于：
A、在红矿高温区段送入已通过环冷机烟气排气管道排向大气的温度在150℃以上的烟气做为环冷机高温区段的冷却风机的入口冷却风源的一部分；
B、调控在A中环冷机烟气排气管道排向大气的温度在150℃以上的烟气量和自然风风量做为冷却风源，使通过红矿温度大于550℃的高温区段后的排气管道入口烟气温度控制在420℃以上；
C、收集通过红矿温度大于550℃的高温区段排出的420℃以上的高温烟气对饱和蒸汽进行过热器加热到380℃以上。
D、将通过二次过热器的380℃以上的蒸气送入汽轮机发电。
一种冶炼烧结环冷余热回收发电设备，它由烧结环冷机、风机、烟气排出口、烟气排气管道、蒸汽过热器、蒸发换热器、省煤器、汽包、热风循环管道、汽轮发电机组，其特征在于它还包括在烧结环冷机高温段下部设有一组风机，该高温离心风机的进风管道上设有排出烟气循环使用热风进口，原环冷机高温段冷却风机设有自然风进口和排出烟气循环使用热风进口，在排出烟气循环使用管道中设有烟气调节装置，在烧结环冷机高温段上部设有一组高温烟气排气管道、蒸气过热器、除尘器组成。所述的一组风机是由一个以上的高温离心风机构成。所述的烟气调节装置安装在排气管道与环冷机高温段冷却风机的空气入口管道之间。
环冷机内烧结料红矿自进料口至出料口的过程中，通过鼓风机鼓入的环境空气将其温度从650～800℃左右逐渐冷却至150℃以下。本技术是利用环冷机排气管道排放的150℃以上的部分低温烟气作为环冷机高温段风机的入口给风，通过控制低温烟气量调制出部分420℃以上的高温烟气，用于将回收的饱和蒸汽过热到380℃以上进行发电。其特征1是在环冷机落料口附近增加一台高温离心风机，在高温离心风机的正上方烟道中配置一台蒸汽过热器，通过过热器换热后的烟气进入除尘器除尘后排向大气，同时，利用环冷机高温段(1#)冷却风机排气管道(或环冷机低温段(2#)冷却风机排气管道或除尘器后的排气管道)排放的150℃以上的部分低温烟气作为环冷机高温离心风机的给风，高温离心风机通过烟气调节装置控制风量，调制出420℃以上的高温烟气。其特征2是在利用环冷机高温段(1#)冷却风机排气管道(或环冷机低温段(2#)冷却风机排气管道或除尘器后的排气管道)排放的150℃以上的部分低温烟气作为环冷机高温段(1#)冷却风机的配风，替代一部分20℃的自然风，在热风循环管道上安装一台烟气调节装置，通过烟气调节装置调节配风风量，保证补偿前级高温离心风机对红矿的温降，确保环冷机高温段(1#)冷却风机对红矿的冷却温度与没有新增高温离心风机前工艺参数一致。即在不增加任何燃料和不改变环冷机冷却工艺参数的情况下，通过热风循环利用，实现烧结环冷机中温余热发电，大幅提高发电量(50％以上)，并减少向大气排放的热污染。本发明的优点在于：最大限度的回收烟气余热，提高余热的发电效率，稳定烧结矿的质量。
一种提高烧结环冷机烟气余热回收发电的工艺方法，它由烧结环冷机、新增加的高温离心风机、烟气调节装置、环冷机冷却风机、余热锅炉、汽轮发电机、烟气管道等组成，其特征在于在环冷机红料落料口附近配置一台高温离心风机，通过废热烟气的循环利用，调制出420℃以上的高温烟气，再利用环冷机高温段(1#)风机给风进行冷、热风混合调节，确保环冷机冷却工艺参数不变。即工艺布置方案是在环冷机红料落料口附近配置一台高温离心风机，在风机的上部布置一台蒸汽过热器，在旁边布置排气管道作为烟气旁路，经过热器后的烟气进入旁路排气管道后，再进入除尘器，经除尘后的烟气向大气排放，在高温离心风机后面布置环冷机高温段(1#)冷却风机，在(1#)冷却风机的上方布置蒸汽蒸发器、二级省煤器，在旁边布置排气管道作为烟气旁路，经二级省煤器后的烟气进入旁路排气管道后向大气排放。在环冷机高温段(1#)冷却风机后面布置低温段(2#)冷却风机对红料继续冷却，低温段(2#)冷却风机的上方部布置一级省煤器，在旁边布置排气管道作为烟气旁路，经一级省煤器后的烟气进入旁路排气管道后向大气排放。通过蒸发器产生的饱和蒸汽经过蒸汽过热器过热到380℃以上后送入汽轮机发电，发电后的冷凝水送到真空除氧器除氧，除氧水再通过一级省煤器和二级省煤器进行加热后进入蒸汽蒸发器产生饱和蒸汽，实现蒸汽-水循环发电。
本发明的优点在于：重复使用排放的烟气，使可利用烟气的温度提高，从而提高蒸气温度，大提高利用余热发电能力，该设备和方法是冶炼余热利用的一个较优途径。
附图说明
图1为为本发明工艺流程及装置示意图。
图中：1为烧结环冷机红矿入口，2为烧结环冷机出料口，3为新增高温离心风机，4为环冷机(1#)冷却风机，5为环冷机(2#)冷却风机，6为环境自然风风机入口，7为烟气排出口，8为烟气调节装置，9为一级省煤器，10为二级省煤器，11为蒸发换热器，12为汽包，13为蒸汽过热器，14为汽轮发电机组，15为真空除氧器，16为热风循环管道，17为除尘器。18、19、20为烟气排气管道。
具体实施例
下面通过实施例对本发明做进一步描述，但不限于实施例。
以云南玉溪新兴钢铁股份有限公司90m2烧结环冷机烟气余热回收发电装置为例。
烧结环冷机技术参数：
1、烧结机：90m2
2、环冷机：125m2
3、环冷机冷却风机：20.6万m3/h，共3台，电机功率315kW
4、高温离心风机(3)上方的烟气管道入口风温调控在480±20℃
5、原环冷机1#冷却风机(4)上方的烟气管道入口风温调控在380±20℃
主要工艺设备配置：
1)、余热锅炉一套，型号规格：YG-GL-12000(非标)；
2)、汽轮发电机装置一套，型号规格：N3-1.27/380；
3)、离心风机一套，型号规格：7万m3/h，200℃，电机功率90kW；
4)、烟气调节阀一套，YG-FM-1000(非标)
经过热力计算，一台125m2的环冷机可回收1.4MPa、400℃的过热蒸汽14t/h，可建3MW的余热电站一座，汽轮机汽耗为4.82kg/kW。
工艺方案配置如下：
在环冷机烧结矿红料落料口(1)附近配置一台高温离心风机(3)，在风机的上部布置一台蒸汽过热器(13)，在旁边布置排气管道(18)作为烟气旁路，经过热器(13)后的烟气进入旁路排气管道后，再进入除尘器(17)，经除尘后的烟气向大气排放；在高温离心风机(3)后面布置环冷机高温段冷却风机(4)，在冷却风机(4)的上方布置蒸汽蒸发器(11)、二级省煤器(10)，在旁边布置排气管道(19)作为烟气旁路，经二级省煤器(10)后的烟气进入旁路排气管道后向大气排放，同时，在向大气排放的排气管道(19)上引出一路180℃左右的低温废热烟气，一路通过调节阀送入原环冷机高温段冷却风机(4)的入口管道与原送入的环境自然风混合后作为风机的给风，另一路送入高温离心风机(3)的入口管道作为高温离心风机(3)的给风，在环冷机高温段冷却风机(4)后面布置低温段冷却风机(5)对红料继续冷却，低温段冷却风机(5)的上方部布置一级省煤器(9)，在旁边布置排气管道(20)作为烟气旁路，经一级省煤器(9)后的烟气进入旁路排气管道(20)后向大气排放。通过蒸发器(11)和(12)产生的饱和蒸汽分别经过蒸汽过热器(13)过热到400℃后送入汽轮机(14)发电，发电后的冷凝水送到真空除氧器(15)除氧，除氧水再通过一级省煤器(9)和二级省煤器(10)进行加热后进入蒸汽蒸发器(11)和(12)产生饱和蒸汽，实现蒸汽-水循环发电。

Claims (4)

1.一种冶炼烧结环冷机余热回收发电的方法，在通过环冷机对高温烧结矿料红矿降温的过程中，分段多次吹入自然风使红矿降温到150℃以下，并收集排出的烟气显热通过省煤器、蒸发换热器，过热器产生过热蒸气发电，其特征在于：
A、在红矿高温区段送入已通过环冷机烟气排气管道排向大气的温度在150℃以上的烟气做为环冷机高温区段的冷却风机的入口冷却风源的一部分；
B、调控在A中环冷机烟气排气管道排向大气的温度在150℃以上的烟气量和自然风风量做为冷却风源，使通过红矿温度大于550℃的高温区段后的排气管道入口烟气温度控制在420℃以上；
C、收集通过红矿温度大于550℃的高温区段排出的420℃以上的高温烟气对饱和蒸汽进行过热器加热到380℃以上。
D、将通过二次过热器的380℃以上的蒸气送入汽轮机发电。
2.一种冶炼烧结环冷余热回收发电设备，它由烧结环冷机、风机、烟气排出口、烟气排气管道、蒸汽过热器、蒸发换热器、省煤器、汽包、热风循环管道、汽轮发电机组，其特征在于它还包括在烧结环冷机高温段下部设有一组风机，该高温离心风机的进风管道上设有排出烟气循环使用热风进口，原环冷机高温段冷却风机设有自然风进口和排出烟气循环使用热风进口，在排出烟气循环使用管道中设有烟气调节装置，在烧结环冷机高温段上部设有一组高温烟气排气管道、蒸气过热器、除尘器组成。
3.根据权利要求2所述的一组风机是由一个以上的高温离心风机构成。
4.根据权利要求2所述的烟气调节装置安装在排气管道与环冷机高温段冷却风机的空气入口管道之间。
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