CN102174903A - 用汽轮机直接驱动烧结冷却风机的余热利用系统 - Google Patents

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王春华
李睿
丁宽
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Abstract

本发明公布了一种用汽轮机直接驱动烧结冷却风机的余热利用系统，包括：高温段风罩，低温段风罩，高温段风机，低温段风机，余热锅炉和汽轮机。该系统利用余热产生的蒸汽驱动汽轮机带动烧结冷却机鼓风机，避免了热能—电能—动能的多步能量转化过程中的能量损耗，有效提高了能量利用效率，显著节约企业成本。同时，该系统自身能根据烧结矿料温的变化自动调节被带动的鼓风机鼓风量，从而保证冷却废气温度的稳定，最终实现烧结冷却工艺和余热利用系统的稳定运行。

Description

用汽轮机直接驱动烧结冷却风机的余热利用系统
技术领域
本发明涉及一种中低温余热利用系统，尤其是配套炼钢厂烧结冷却机使用的中低温余热利用系统。
背景技术
在铁烧结工艺中，冷却烧结矿料的废气带走的热量据估计约占烧结总热耗量的25~45%。为了利用这部分热量，目前普遍采用余热锅炉收集烟气余热，产生的蒸汽推动汽轮机发电。而另一方面，烧结冷却机的鼓风机的运转需要消耗电能。这种烧结冷却机余热利用方式中的能量转化过程为：余热蒸汽热能—电能—鼓风机动能，这其中能量转化环节较多，导致能量损耗较大，降低了余热蒸汽的利用效率。而汽轮机并网发电也需要电力部门批准且交纳电网使用费，存在一定的不便。
技术内容
技术问题：本发明旨在解决的技术问题是：提供一种能量损耗小的烧结冷却机余热利用系统，该系统应能克服背景技术的不足，余热利用效率更高。
技术方案：本发明用汽轮机直接驱动烧结冷却风机的余热利用系统，包括：烧结冷却机，高温段风罩，低温段风罩，高温段风机，低温段风机，余热锅炉和汽轮机；在烧结冷却机上方自入料口沿矿料输送方向的高、低温段上依次布置高、低温段风罩；高温段风机将从所述低温段风罩收集到的冷却废气与室外空气混合后，一并送入烧结冷却机的高温段；余热锅炉将所述高、低温段风罩收集到的冷却废气的热量用于产生蒸汽，所述蒸汽进入汽轮机进行做功直接驱动所述低温段风机；低温段风机的送风口与烧结冷却机的低温段连接。
所述的余热锅炉为双压余热锅炉。
所述的高温段风罩与余热锅炉过热器所在的烟道入口连接。
所述的汽轮机为补气式汽轮机，汽轮机直接驱动低温段风机运行。
有益效果：采用本发明技术方案的优点在于：
利用余热产生的蒸汽驱动汽轮机带动烧结冷却机鼓风机，用蒸汽的热能直接替代电能驱动耗电设备，避免了热能—电能—动能的多步能量转化过程中的能量损耗，有效提高了能量利用效率，显著节约企业成本。
与直接使用室外空气冷却高温段烧结矿料相比，将低温段风罩收集到的冷却废气送入烧结冷却机高温段作冷却风使用的方式可以减少高温矿料的急冷破碎现象，从而提高烧结矿的质量。
烧结矿料温具有波动大、变化范围大的特点，该系统自身能根据烧结矿料温的变化自动调节被带动的鼓风机鼓风量，从而保证冷却废气温度的稳定，最终实现烧结冷却工艺和余热利用系统的稳定运行。
附图说明
图1是本发明的示意图。其中，1-烧结冷却机；2-高温段风罩；3-低温段风罩；4-高温段风机；5-低温段风机；6-汽轮机；7-凝汽器；8-水泵；9-余热锅炉；10-烟囱。
图中线型说明：                                                
Figure 767986DEST_PATH_IMAGE002
烟气；
Figure 622810DEST_PATH_IMAGE004
水；
Figure 871389DEST_PATH_IMAGE006
蒸汽。
具体实施方式
下面对照附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明：
对照附图1，烧结冷却机补气式余热利用系统包括：高温段风罩2，低温段风罩3，高温段风机4，低温段风机5，余热锅炉9和汽轮机6。在烧结冷却机上方自入料口沿矿料输送方向的高、低温段上依次布置高、低温段风罩2和3；高温段风机4，将所述低温段风罩3收集到的冷却废气与室外空气混合后，一并送入烧结冷却机高温段；余热锅炉9，将所述高、低温段风罩2和3收集到的废气的热量，用于产生蒸汽，所述蒸汽进入汽轮机6进行做功。所述汽轮机6，用于直接驱动所述低温段风机5。
所述的余热锅炉9为双压余热锅炉。
所述的高温段风罩2与余热锅炉过热器所在的烟道入口连接。
所述的汽轮机6为补气式汽轮机，汽轮机6直接驱动低温段风机5运行。使用汽轮机直接驱动鼓风机与使用电动机驱动鼓风机相比，具有诸多优点：汽轮机比电动机起动扭矩大，升速平稳；直接与高速从动机械连接不需要齿轮增速箱，安装调试简便；汽轮机可以在较大范围内改变转速，以适应被驱动机械变负荷的要求；汽轮机交发电机更易达到防爆防火的要求；在电源故障时，汽轮机有热力系统调剂及其蒸汽储备，不会像电动机那样突然停车，更有利于系统的安全运行。
采用低温段风罩3收集到的冷却废气作为高温段烧结矿料的冷却风，而不是直接使用室外空气冷却。这种热风冷却烧结矿料方式可以减少高温矿料的急冷破碎现象，从而提高烧结矿的质量。
对于整个系统而言，当烧结矿料温度波动时，冷却机产生的废气温度随之波动，从而影响余热锅炉蒸汽的状态，受到影响的余热锅炉蒸汽进入汽轮机做功，使汽轮机转速产生相应变化，汽轮机所驱动的冷却风机送风量随之改变，最终使烧结冷却废气温度保持稳定。
以上结合附图对本发明进行了描述，显然本发明具体的实现并不受上述具体方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改动而将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均落入本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种用汽轮机直接驱动烧结冷却风机的余热利用系统，其特征在于包括：烧结冷却机（1），高温段风罩（2），低温段风罩（3），高温段风机（4），低温段风机（5），余热锅炉（9）和汽轮机（6）；在烧结冷却机（1）上方自入料口沿矿料输送方向的高、低温段上依次布置高、低温段风罩（2、3）；高温段风机（4）将从所述低温段风罩（3）收集到的冷却废气与室外空气混合后，一并送入烧结冷却机（1）的高温段；余热锅炉（9）将所述高、低温段风罩（2、3）收集到的冷却废气的热量用于产生蒸汽，所述蒸汽进入汽轮机（6）进行做功直接驱动所述低温段风机（5）；低温段风机（5）的送风口与烧结冷却机（1）的低温段连接。
2.根据权利要求1所述的用汽轮机直接驱动烧结冷却风机的余热利用系统，其特征在于：所述的余热锅炉（9）为双压余热锅炉。
3.根据权利要求1所述的用汽轮机直接驱动烧结冷却风机的余热利用系统，其特征在于：所述的高温段风罩（2）与余热锅炉（9）过热器所在的烟道入口连接。
4.据权利要求1所述的用汽轮机直接驱动烧结冷却风机的余热利用系统，其特征在于：所述的汽轮机（6）为补气式汽轮机。
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