CN102748958B - 单压双通道余热锅炉利用烧结烟气废热的余热利用系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于钢铁行业烧结余热发电技术领域，特别涉及一种对烧结烟气废热高效利用的余热锅炉系统，采用单压双通道余热锅炉对烧结烟气余热实施梯级利用，生产中压过热蒸汽，可有效提高系统发电效率；同时，热力系统有机结合可有效提高冷却机余热锅炉余热利用效率。
Description
技术领域
本发明属于钢铁行业烧结余热发电技术领域，特别涉及一种对烧结烟气废热高效利用的余热锅炉系统，采用单压双通道余热锅炉产生高品位中压蒸汽与烧结冷却余热锅炉中压蒸汽并网供汽轮发电机组发电，提高发电效率。
背景技术
目前在烧结工序总能耗中，有近50%的热能以烧结机烟气和冷却机废气的显热排入大气，其中烧结机烟气废热约占15%。烧结机尾部几个风箱的烟气温度在300℃以上，具有余热利用价值。可供余热利用的烧结烟气量约占全部烧结烟气的15%～20%。目前国内钢铁行业烧结烟气余热利用仍未普遍推行，仅有的个案也只停留在利用烧结机尾部高温烟气生产低品位工质供热。
目前国内130m2规模以上烧结机，冷却机冷却废气余热利用发电已普遍实施，主流技术为双通道双压余热锅炉配补汽凝汽式汽轮发电机组高效利用技术。由于烧结原料变换和烧结工艺对余热利用发电系统影响大，已实施项目设计能力普遍大于实际运行出力，汽轮发电机组的富裕能力普遍有20% ～30%。补汽凝汽式汽轮机设计低压蒸汽进汽量一般占中压蒸汽进汽量的30%，运行最大不超过50%。
发明内容
本发明针对目前的烧结冷却机热废气和烧结机热烟气余热利用现状，提出了一种单压双通道余热锅炉高效利用烧结烟气废热的余热利用系统，充分利用烧结机烟气余热生产中压蒸汽，提高烧结余热利用发电系统的能力和效率。
本发明的技术方案为，一种单压双通道余热锅炉利用烧结烟气废热的余热利用系统，包括烧结机、烧结机尾部的风箱和单压双通道余热锅炉，烧结机的烧结终点及其后端所在风箱为高温烟气风箱且烧结机尾部的其余风箱为低温烟气风箱，所述单压双通道余热锅炉内设有高温段和低温段，并相应的设有高温段进口、低温段进口和烟气出口，该系统还包括单根主降尘管或多根主降尘管，并在单根主降尘管或多根主降尘管中的第一主降尘管内沿该主降尘管轴向设置两个隔离件而将该主降尘管分隔出高温烟气区、低温烟气区和烟气汇合区，且高温烟气风箱与高温烟气区连通而低温烟气风箱与低温烟气区连通；所述高温烟气区通过带第一风门的第一烟气输入管路连接到单压双通道余热锅炉的高温段进口，低温烟气区通过带第二风门的第二烟气输入管路连接到单压双通道余热锅炉的低温段进口；所述单压双通道余热锅炉的烟气出口经带风门的烟气输出管路连接到单根主降尘管的烟气汇合区或单压双通道余热锅炉的烟气出口经带第三风门的第一烟气输出管路连接到多根主降尘管中的第一主降尘管的烟气汇合区及带第四风门的第二烟气输出管路连接到其他主降尘管。
所述单压双通道余热锅炉高温段内设有中压过热器。
所述单压双通道余热锅炉的烟气出口外设有引风机，并通过引风机与第一烟气输出管路和第二烟气输出连接。
所述第一烟气输入管路上设有高温烟管惯性除尘装置。
所述第二烟气输入管路上设有低温烟管惯性除尘装置。
所述第一风门和第二风门为电动调节型风门。
所述第三风门和第四风门为电动调节型风门。
所述隔离件为电动插板阀。
烧结机尾部的3～5个风箱，热烟气含硫量低于400mg/Nm3、温度≥300℃、含尘浓度＜3 g/Nm3（有铺底料），烧结终点风箱处烟温一般大于350℃。烧结工艺生产中烧结终点控制在烧结机倒数第二个风箱位置，因此，烧结机尾部2个风箱热烟气接入单压双通道余热锅炉高温段，烧结终点之前1～3个风箱热烟气接入单压双通道余热锅炉低温段。余热利用的烟气量约占全部烧结烟气量的15%～20%。
烧结机尾部风箱接入单根主降尘管或多根主降尘管中的第一主降尘管进行一次惯性除尘，在单根主降尘管或多根主降尘管中的第一主降尘管上按烟气温度品位高低分段设电动插板阀而将单根主降尘管或多根主降尘管中的第一主降尘管分隔出高温烟气区、低温烟气区和烟气汇合区，且所述烧结机尾部高温烟气风箱和低温烟气风箱分别接入该主降尘管内的高温烟气区和低温烟气区；所述高温烟气区和低温烟气区分别通过带风门的烟气输入管路连接到单压双通道余热锅炉的高温段进口和低温段进口，所述单压双通道余热锅炉的烟气出口经带风门的烟气输出管路分别连接到第一主降尘管的烟气汇合区和其他主降尘管；高温烟气通过输入管路上设置的高温烟管惯性除尘装置二次惯性除尘后经电动调节型风门接到单压双通道余热锅炉高温段进口；低温烟气通过输入管路上设置的低温烟管惯性除尘装置二次惯性除尘后经电动调节型风门接到单压双通道余热锅炉低温段进口。
烧结烟气引出系统仅需在烧结主降尘管上加装两个电动插板阀和引出管道开孔，改造工作量小、时间短、投资省，可利用烧结系统计划停机期间进行改造，基本不会影响烧结工艺生产。对于有铺底料运行的烧结机，烧结烟气经二次除尘，除尘效率可达到70%，进入单压双通道余热锅炉的烟气含尘浓度可降到1g/Nm3以下，可有效减轻管道和设备的磨损。
在单压双通道余热锅炉的高温段设有中压过热器，高温段烟气经中压过热器降温后在单压双通道余热锅炉的二级蒸发器入口汇合，汇合后的烧结烟气经二级蒸发器、一级蒸发器、省煤器换热后排出，设计排烟温度不低于190℃。
锅炉排出的烧结烟气经引风机及其后管道上电动调节型风门（抽送回第一主降尘管的烟气汇合区和其他主降尘管。引风机设计转速不高于740rpm，采用变频调速，可减轻设备磨损，延长使用寿命。
所述烟气输入管路上的电动调节型风门和烟气输出管路上的电动调节型风门及引风机变频调节组成一个协同控制系统，可有效保持烧结机工艺生产运行参数稳定。
冷却机余热锅炉电动给水泵送来的高压自除氧给水经单压双通道各受热面换热后产生中压过热蒸汽，并入中压蒸汽管网后供汽轮发电机组发电。针对烧结机规模不同，单压双通道余热锅炉生产的中压蒸汽压力在1.5～2.1MPa、温度320℃～380℃范围。烧结烟气余热利用系统在传输同等热量条件下，生产中压过热蒸汽相比低压过热蒸汽用于发电（前提是低压蒸汽全部进入汽轮机，不考虑汽轮机低压补汽量设计允许范围），系统发电效率可提高10%以上，同时，可减少循环冷却水消耗。
本发明烧结烟气余热利用系统简单可靠、投资少，除尘效率高，改造周期短、使用寿命长、不会对烧结工艺生产造成影响；采用单压双通道余热锅炉对烧结烟气余热实施梯级利用，生产中压过热蒸汽，可有效提高系统发电效率；同时，热力系统有机结合可有效提高冷却机余热锅炉余热利用效率。本发明可以推进烧结烟气余热利用的普遍实施，提升钢铁行业节能技术水平。
附图说明
图1为本发明所述余热利用系统一种实施例的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种单压双通道余热锅炉利用烧结烟气废热的余热利用系统，包括烧结机1、烧结机1尾部的风箱2、17和单压双通道余热锅炉11，烧结机1的烧结终点及其后端所在风箱2为高温烟气风箱且烧结机1尾部的其余风箱17为低温烟气风箱，所述单压双通道余热锅炉内设有高温段和低温段，并相应的设有高温段进口18、低温段进口19和烟气出口20，该系统还包括2根主降尘管3、4，并在2根主降尘管3、4中的第一主降尘管3内沿该主降尘管轴向设置两个隔离件5、6而将该主降尘管分隔出高温烟气区21、低温烟气区22和烟气汇合区23，且高温烟气风箱2与高温烟气区21连通而低温烟气风箱17与低温烟气区22连通；所述高温烟气区21通过带第一风门9的第一烟气输入管路连接到单压双通道余热锅炉11的高温段进口18，低温烟气区22通过带第二风门10的第二烟气输入管路连接到单压双通道余热锅炉11的低温段进口19；单压双通道余热锅炉11的烟气出口20经带第三风门13的第一烟气输出管路连接到多根主降尘管中的第一主降尘管3的烟气汇合区23及带第四风门14的第二烟气输出管路连接到其他主降尘管4。
单压双通道余热锅炉11高温段内设有中压过热器。
单压双通道余热锅炉的烟气出口20外设有引风机12，并通过引风机12与第一烟气输出管路和第二烟气输出连接。
第一烟气输入管路上设有高温烟管惯性除尘装置7。
第二烟气输入管路上设有低温烟管惯性除尘装置8。
第一风门9和第二风门10为电动调节型风门。
第三风门13和第四风门14为电动调节型风门。
隔离件5,6为电动插板阀。
Claims (8)
1. 一种单压双通道余热锅炉利用烧结烟气废热的余热利用系统，包括烧结机（1）、烧结机（1）尾部的风箱（2,17）和单压双通道余热锅炉（11），烧结机（1）的烧结终点及其后端所在风箱（2）为高温烟气风箱且烧结机（1）尾部的其余风箱（17）为低温烟气风箱，所述单压双通道余热锅炉内设有高温段和低温段，并相应的设有高温段进口（18）、低温段进口（19）和烟气出口（20），其特征是，该系统还包括单根主降尘管或多根主降尘管（3,4），并在单根主降尘管或多根主降尘管（3,4）中的第一主降尘管（3）内沿该主降尘管轴向设置两个隔离件（5,6）而将该主降尘管分隔出高温烟气区（21）、低温烟气区（22）和烟气汇合区（23），且高温烟气风箱（2）与高温烟气区（21）连通而低温烟气风箱（17）与低温烟气区（22）连通；所述高温烟气区（21）通过带第一风门（9）的第一烟气输入管路连接到单压双通道余热锅炉（11）的高温段进口（18），低温烟气区（22）通过带第二风门（10）的第二烟气输入管路连接到单压双通道余热锅炉（11）的低温段进口（19）；所述单压双通道余热锅炉（11）的烟气出口（20）经带第三风门的烟气输出管路连接到单根主降尘管（3）的烟气汇合区（23）或单压双通道余热锅炉（11）的烟气出口（20）经带第三风门（13）的第一烟气输出管路连接到多根主降尘管中的第一主降尘管（3）的烟气汇合区（23）及带第四风门（14）的第二烟气输出管路连接到其他主降尘管（4）。
2.根据权利要求1所述单压双通道余热锅炉利用烧结烟气废热的余热利用系统，其特征是，所述单压双通道余热锅炉（11）高温段内设有中压过热器。
3.根据权利要求1所述单压双通道余热锅炉利用烧结烟气废热的余热利用系统，其特征是，所述单压双通道余热锅炉的烟气出口（20）外设有引风机（12），并通过引风机（12）与第一烟气输出管路和第二烟气输出管路连接。
4.根据权利要求1所述单压双通道余热锅炉利用烧结烟气废热的余热利用系统，其特征是，所述第一烟气输入管路上设有高温烟管惯性除尘装置（7）。
5.根据权利要求1所述单压双通道余热锅炉利用烧结烟气废热的余热利用系统，其特征是，所述第二烟气输入管路上设有低温烟管惯性除尘装置（8）。
6.根据权利要求1-5之一所述单压双通道余热锅炉利用烧结烟气废热的余热利用系统，其特征是，所述第一风门（9）和第二风门（10）为电动调节型风门。
7.根据权利要求1-5之一所述单压双通道余热锅炉利用烧结烟气废热的余热利用系统，其特征是，所述第三风门（13）和第四风门（14）为电动调节型风门。
8.根据权利要求1-5之一所述单压双通道余热锅炉利用烧结烟气废热的余热利用系统，其特征是，所述隔离件（5,6）为电动插板阀。
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