CN103438723A - 一种烧结余热综合利用工艺及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种烧结余热综合利用工艺及装置，冷却机1段热烟气经过中压过热器、中压蒸发器一；2段热烟气经过中压蒸发器二、中压预热器；1段、2段烟气经管道汇集后经过立式低压过热器、低压蒸发器，再经风机送回环冷1段、2段继续冷却烧结矿料；给水经过给水预热器，后经过热力除氧器除氧后，进入除氧水箱；水在低压蒸发器与低压锅筒之间自然循环，实现换热，产生的饱和蒸汽经低压过热器、后外供；优点是：采用余热综合利用方案后实现了对现有烧结工序余热资源的梯度化科学利用，在各个余热资源点设置相匹配的余热利用设备，达到余热利用的最大化，同时生产的过热蒸汽具有广泛的二次利用价值，便于蒸汽的长距离输送。

Description

一种烧结余热综合利用工艺及装置

技术领域

本发明涉及一种烧结余热综合利用工艺及装置，尤其涉及一种用于现有钢铁企业烧结厂余热综合利用工艺及装置。

背景技术

研究表明，烧结机主烟道烟气余热占烧结工序能耗的13%～23%左右，冷却机废气余热占烧结工序能耗的19%～35%，两者之和高达50%，理论二次能源的产生量为1.62GJ/吨。可见，烧结厂余热回收潜力巨大，回收的重点应为烧结废（烟）气余热和烧结矿显热回收。

目前，烧结废气余热回收利用的方式主要有以下四种：用冷却机的排气代替烧结机点火器的助燃空气或用于预热助燃空气，来降低点火煤气消耗，或进行热风烧结，降低固体燃料消耗和改善烧结矿质量；将排气直接用于预热烧结混合料，以降低固体燃料消耗；利用余热锅炉产生蒸汽或提供热水，直接利用；将余热锅炉产生的蒸汽，通过透平转换成电力。国内钢铁企业多采用上述方式回收利用烧结余热，此种方式没有充分体现烧结烟气余热的价值，而且对已回收的余热利用不充分，造成能源的二次浪费。

通过对烧结工序余热资源品质分析，余热资源分布如下：

1.主烟道烟气余热位于烧结机尾部，温度为300～450℃，烟气量约占主烟道烟气量35%；

2.冷却机1段，温度350～400℃，对应1段鼓风机风量；

3.冷却机2段，温度250～350℃，对应2段鼓风机风量；

4.冷却机3段，温度200～250℃，对应3段鼓风机风量；

5.烧结下料口，温度,550～600℃，同时具有明显辐射传热特点。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种烧结余热综合利用工艺及装置，做到能源梯级、有效、合理利用。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种烧结余热综合利用装置，包括烟道余热利用装置、中压过热器、中压蒸发器一、中压蒸发器二、给水预热器、二次过热器、低压过热器、低压蒸发器，在主烟道尾部安装烟道余热利用装置，充分利用主烟道温度为300～450℃的余热烟气，降低主烟道风机进口温度，保护后续设备；

在冷却机1段位置安装中压过热器及中压蒸发器一，充分利用冷却机1段温度350～400℃的余热废气，将烟道余热利用装置产生的蒸汽进行初步过热；

在冷却机2段位置安装中压蒸发器二、中压预热器，利用冷却机2段温度250～350℃的余热废气；

在冷却机3段位置安装给水预热器，利用冷却机3段温度200～250℃的余热废气加热系统给水；

在靠近冷却机位置设有至上而下依次通过烟气系统连接的低压过热器、低压蒸发器；

在冷却机下料口位置安装二次过热器，利用温度为550～600℃的矿料的辐射热量，并在二次过热器设置出风口，在利用废烟气的同时将排除废气引出。

所述的烟道余热利用装置由主烟道过热器、主烟道蒸发器、主烟道锅筒组成，主烟道锅筒与主烟道蒸发器之间通过循环内部管理相连，实现水自然循环，产生饱和蒸汽后经过主烟道过热器初步过热后再经二次过热器外供。

一种烧结余热综合利用工艺，包括烟气余热利用工艺和汽水余热利用工艺：

1）烟气余热利用工艺：

冷却机1段热烟气经过中压过热器、中压蒸发器一；2段热烟气经过中压蒸发器二、中压预热器；1段、2段烟气经管道汇集后经过立式低压过热器、低压蒸发器，再经风机送回环冷1段、2段继续冷却烧结矿料；

冷却机3段热烟气经给水预热器后直接排放；

下料口热烟气经二次过热器后，再经过除尘器接至热风烧结工序；

主烟道尾部烟气经主烟道过热器、主烟道蒸发器后汇集主抽前段烟气，进入主抽风机；

2）汽水余热利用工艺：

给水经过给水预热器，后经过热力除氧器除氧后，进入除氧水箱；

低压部分，除氧水经低压给水泵进入低压锅筒，低压蒸发器与低压锅筒通过内部循环管路相连，水在低压蒸发器与低压锅筒之间自然循环，实现换热，产生的饱和蒸汽经低压过热器、后外供；

中压部分，除氧水经中压给水泵进入中压预热器，预热后进入中压锅筒，中压蒸发器与中压锅筒通过内部循环管路相连，水在中压锅筒与中压蒸发器二、中压蒸发器一之间自然循环，实现换热，产生的饱和蒸汽经中压过热器、二次过热器后外供；

主烟道部分，除氧水经主烟道给水泵进入主烟道锅筒，主烟道蒸发器与主烟道锅筒通过内部循环管路相连，水在主烟道锅筒与主烟道蒸发器之间自然循环，实现换热，产生的饱和蒸汽经主烟道过热器、二次过热器后外供。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

采用余热综合利用方案后实现了对现有烧结工序余热资源的梯度化科学利用，在各个余热资源点设置相匹配的余热利用设备，达到余热利用的最大化，同时生产的低压过热蒸汽、中压过热蒸汽具有广泛的二次利用价值，也便于蒸汽的长距离输送。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：1-给水预热器  2-中压蒸发器二  3-中压过热器  4-中压蒸发器一  5-二次过热器  6-低压过热器  7-低压蒸发器8-主烟道过热器  9-主烟道蒸发器  10-风机  11-除尘器12-中压锅筒  13-低压锅筒  14-主烟道锅筒  15-中压预热器  16-1段  17-2段  18-3段  19-下料口。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。

见图1，一种烧结余热综合利用装置，包括烟道余热利用装置、中压过热器3、中压蒸发器一4、中压蒸发器二2、给水预热器1、二次过热器5、低压过热器6、低压蒸发器7，在主烟道尾部安装烟道余热利用装置，充分利用主烟道温度为300～450℃的余热烟气，降低主烟道风机10进口温度，保护后续设备；

在冷却机1段16位置安装中压过热器3及中压蒸发器一4，充分利用冷却机1段16温度350～400℃的余热废气，将烟道余热利用装置产生的蒸汽进行初步过热；

在冷却机2段17位置安装中压蒸发器二2、中压预热器15，利用冷却机2段17温度250～350℃的余热废气；

在冷却机3段18位置安装给水预热器1，利用冷却机3段18温度200～250℃的余热废气加热系统给水；

在冷却机就近建设通过烟气系统至上而下连接预低压热器、低压蒸发器7，以及附属设备厂房（除氧器、水泵、控制、配电等）；

在冷却机下料口19位置安装二次过热器5，利用温度为550～600℃的矿料的辐射热量，并在二次过热器5设置出风口，在利用废烟气的同时将排除废气引出。

所述的烟道余热利用装置由主烟道过热器8、主烟道蒸发器9、主烟道锅筒14组成，主烟道锅筒14与主烟道蒸发器9之间通过循环内部管理相连，实现水自然循环，产生饱和蒸汽后经过主烟道过热器8初步过热后再经二次过热器5外供。

一种烧结余热综合利用工艺，包括烟气余热利用工艺和汽水余热利用工艺：

1）烟气余热利用工艺：

冷却机1段16热烟气经过中压过热器3、中压蒸发器一4；2段17热烟气经过中压蒸发器二2、中压预热器15；1段16、2段17烟气经管道汇集后经过立式低压过热器6、低压蒸发器7，再经风机10送回环冷1段16、2段17继续冷却烧结矿料；

冷却机3段18热烟气经给水预热器1后直接排放；

下料口19热烟气经二次过热器5后，再经过除尘器11接至热风烧结工序；

主烟道尾部烟气经主烟道过热器8、主烟道蒸发器9后汇集主抽前段烟气，进入主抽风机10；

2）汽水余热利用工艺：

给水经过给水预热器1，后经过热力除氧器除氧后，进入除氧水箱；

低压部分，除氧水经低压给水泵进入低压锅筒13，低压蒸发器7与低压锅筒13通过内部循环管路相连，水在低压蒸发器7与低压锅筒13之间自然循环，实现换热，产生的饱和蒸汽经低压过热器6、后外供；

中压部分，除氧水经中压给水泵进入中压预热器15，预热后进入中压锅筒12，中压蒸发器与中压锅筒12通过内部循环管路相连，水在中压锅筒12与中压蒸发器二2、中压蒸发器一4之间自然循环，实现换热，产生的饱和蒸汽经中压过热器3、二次过热器5后外供；

主烟道部分，除氧水经主烟道给水泵进入主烟道锅筒14，主烟道蒸发器9与主烟道锅筒14通过内部循环管路相连，水在主烟道锅筒14与主烟道蒸发器9之间自然循环，实现换热，产生的饱和蒸汽经主烟道过热器8、二次过热器5后外供。

将烧结工序的余热资源进行合理综合利用：对于200～250℃的余热资源采用水预热器，提高换热温差；对于250～350℃的余热资源采用低压蒸汽锅炉，保证换热温差的同时充分利用汽化潜热的强化换热作用；对于350～400℃的余热资源，采用中压蒸汽锅炉；同时，在下料口19（温度550～600℃）设置二次过热器5，利用该部分高温热源，并将高温废气引出，经除尘后并入热风烧结工艺利用。

本发明采用余热综合利用方案后实现了对现有烧结工序余热资源的梯度化科学利用，在各个余热资源点设置相匹配的余热利用设备，达到余热利用的最大化，同时生产的低压过热蒸汽、中压过热蒸汽具有广泛的二次利用价值，便于蒸汽的长距离输送。

Claims (3)

1.一种烧结余热综合利用装置，其特征在于，包括烟道余热利用装置、中压过热器、中压蒸发器一、中压蒸发器二、给水预热器、二次过热器、低压过热器、低压蒸发器，

在主烟道尾部安装烟道余热利用装置，充分利用主烟道温度为300～450℃的余热烟气，降低主烟道风机进口温度，保护后续设备；

在冷却机1段位置安装中压过热器及中压蒸发器一，充分利用冷却机1段温度350～400℃的余热废气，将烟道余热利用装置产生的蒸汽进行初步过热；

在冷却机2段位置安装中压蒸发器二、中压预热器，利用冷却机2段温度250～350℃的余热废气；

在冷却机3段位置安装给水预热器，利用冷却机3段温度200～250℃的余热废气加热系统给水；

在靠近冷却机位置设有至上而下依次通过烟气系统连接的低压过热器、低压蒸发器；

在冷却机下料口位置安装二次过热器，利用温度为550～600℃的矿料的辐射热量，并在二次过热器设置出风口，在利用废烟气的同时将排除废气引出。

2.根据权利要求1所述的一种烧结余热综合利用装置，其特征在于，所述的烟道余热利用装置由主烟道过热器、主烟道蒸发器、主烟道锅筒组成，主烟道锅筒与主烟道蒸发器之间通过循环内部管理相连，实现水自然循环，产生饱和蒸汽后经过主烟道过热器初步过热后再经二次过热器外供。

3.根据权利要求1所述的一种烧结余热综合利用工艺，其特征在于，包括烟气余热利用工艺和汽水余热利用工艺：

1）烟气余热利用工艺：

冷却机1段热烟气经过中压过热器、中压蒸发器一；2段热烟气经过中压蒸发器二、中压预热器；1段、2段烟气经管道汇集后经过立式低压过热器、低压蒸发器，再经风机送回环冷1段、2段继续冷却烧结矿料；

冷却机3段热烟气经给水预热器后直接排放；

下料口热烟气经二次过热器后，再经过除尘器接至热风烧结工序；

主烟道尾部烟气经主烟道过热器、主烟道蒸发器后汇集主抽前段烟气，进入主抽风机；

2）汽水余热利用工艺：

给水经过给水预热器，后经过热力除氧器除氧后，进入除氧水箱；

低压部分，除氧水经低压给水泵进入低压锅筒，低压蒸发器与低压锅筒通过内部循环管路相连，水在低压蒸发器与低压锅筒之间自然循环，实现换热，产生的饱和蒸汽经低压过热器、后外供；

中压部分，除氧水经中压给水泵进入中压预热器，预热后进入中压锅筒，中压蒸发器与中压锅筒通过内部循环管路相连，水在中压锅筒与中压蒸发器二、中压蒸发器一之间自然循环，实现换热，产生的饱和蒸汽经中压过热器、二次过热器后外供；

主烟道部分，除氧水经主烟道给水泵进入主烟道锅筒，主烟道蒸发器与主烟道锅筒通过内部循环管路相连，水在主烟道锅筒与主烟道蒸发器之间自然循环，实现换热，产生的饱和蒸汽经主烟道过热器、二次过热器后外供。

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