CN104457295B - 一种通廊式环冷机余热利用烟风系统装置及方法 - Google Patents

Abstract

提供一种通廊式环冷机余热利用烟风系统装置，主要包括相互连接的烟气隔板、高温取风装置、低温取风装置、低温混风装置、回风装置、余热锅炉、烧结循环风机、布风清渣门、放散阀门和烟风调节阀门等装置；提供一种通廊式环冷机余热利用烟风系统方法，包括采用循环风大通廊分区冷却、低温区烟风参与循环风、循环风回风分区设置、台车与烟罩热风分区等工艺布置，提高环冷机上部取风温度、提高锅炉省煤器的热效率、提高整个系统的热利用效率。本发明的有益效果是：综合利用环冷机的高、低温烟气，提高整体能源利用效率。停用部分环冷鼓风机，减少环冷机鼓风机电耗，降低烧结工艺吨矿能耗。

Description

一种通廊式环冷机余热利用烟风系统装置及方法

技术领域：

本发明涉及烧结余热利用设备技术领域，特别是涉及一种通廊式环冷机余热利用烟风系统装置及方法。

背景技术：

在现有技术中，烧结矿主要的冷却设备是环冷机，利用环冷机鼓吹冷风对烧结矿进行冷却处理。冷却过程产生的高温烟气直接排放到大气中，造成能源浪费及环境污染。目前已有部分烧结厂的环冷机进行余热利用改造，利用冷却过程产生的高温烟气，通过余热锅炉生产中温中压蒸汽加以利用。目前的环冷机大致分为两种，一种是钢结构风箱式，一种是水泥大通廊式，进行余热利用改造的大部分是风箱式结构，因为此种形式改造起来更方便一些，水泥大通廊式环冷机因为不能在线清渣等缺点，已被风箱式代替。但由于成本和建设时期的原因，此种设备有一定量的存在。由于鼓风系统没有进行风量分区，热风利用比较困难，又由于通廊内部要行走清渣车辆，所以循环风系统无法实现分区布风，导致热烟气温度、流量很难达到设计要求，余热回收效果不明显。现在国家提出循环利用、节能减排、降低能源消耗的战略任务，钢铁生产企业作为能源消耗的重要角色，如何在技术层面对钢铁生产过程中的废热进行回收利用，是钢铁发展的一个重要方向。利用烧结环冷高温烟气进行发电是利用烟气余热资源的重要途径。如何能提高老旧通廊式环冷机废烟气回收效率，提高废烟气温度并降低设备改造技术难度、降低成本成为研究的重点。

发明内容：

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种能解决通廊式环冷机余热利用技术中废热烟气提取温度低、烟气量小且波动大的缺陷、同时合理布置回风分区、便于清渣、降低环冷机鼓风机能耗、将低温烟气与锅炉回风混合、降低烧结矿能耗、能实现环冷机废热烟气综合利用的一种通廊式环冷机余热利用烟风系统装置及方法。

本发明解决其技术问题所采用的方案是：提供一种通廊式环冷机余热利用烟风系统装置，包括烧结环冷机上烟罩、烧结环冷机、入料口、高温烟囱、低温烟囱、余热锅炉、环冷机横梁、环冷机通廊墙壁；其特征在于：还包括相互连接的烧结回风风机、回风风箱、1#高温取风装置、2#高温取风装置、烟气隔板、低温取风装置、放散阀、高温烟气入口)、低温烟气入口、废热烟气入口、事故放散口、低温混风装置、回风清渣门、回风口、密封耳轴、横向橡胶密封板、门把手、竖向橡胶密封板、密封系统；烧结回风风机连接回风风箱并与废热烟气入口连通，在其连通管道上设置事故放散口；余热锅炉上设有高温烟气入口和低温烟气入口；余热锅炉上的高温烟气入口通过1#高温取风装置、2#高温取风装置与烧结环冷机连接，其连接管道上设置放散阀；余热锅炉上的低温烟气入口通过低温取风装置与低温烟囱连通；烧结环冷机通过低温混风装置与废热烟气入口连通；烧结环冷机与烧结回风风机连通并设置高温烟囱、低温烟囱和回风口；烧结环冷机上还设有回风风箱、烧结环冷机上烟罩、入料口、1#高温取风装置、2#高温取风装置、烟气隔板、回风清渣门；回风清渣门与环冷机通廊墙壁、环冷机横梁连接；在回风清渣门上设门把手及密封系统；密封系统由横向橡胶密封板、密封耳轴、竖向橡胶密封板组成；一种通廊式环冷机余热利用烟风系统的使用方法，其特征是：利用权利要求1的装置，a.采用循环风大通廊分区冷却:利用热烟气回风技术，利用余热锅炉尾气和低温混风装置低温风相混合，进行热风冷却，提高烧结环冷机上部取风温度，同时根据环冷大烟道烟风流动特点和便于清渣的要求，设计回风口和回风清渣门，本发明采用热烟气回风技术，同时可以停用部分环冷鼓风机，减少环冷机鼓风机电耗，降低烧结工艺吨矿能耗；b.低温区烟风参与循环风:烧结环冷机上部烟罩尾部风温还有200℃左右，以往该部位烟风因没有利用价值，全部放散，白白浪费，同时为了使烟风在循环风管以及风机内不结露，往往将余热锅炉出口烟温控制在130℃左右，本发明烧结环冷机上200℃左右的低温区烟气参与到锅炉出口循环风管上，这样就可以将锅炉出风口烟风温度再次降低至100℃左右，控制到露点以上即可，提高了余热锅炉省煤器的热效率，100℃左右余热锅炉尾气加上200℃左右的低温区烟风混合后，既解决了烟气温度低时对风机阀门设备的结露侵蚀，也提高了烧结环冷机上部烟罩内的风温，提高了整个系统的热输入,做到了烧结环冷机高、低温的综合利用水平；c.循环风回风分区设置:对环冷机大烟道的回风段分成三个区域，设置三个回风清渣门，环冷机余热锅炉尾部烟气通过烟道分三路回送至烧结环冷机大通廊，回风清渣门上部与台车底部采用耐热橡胶密板密封，回风清渣门与横梁之间的缝隙以及门缝之间采用橡胶密封系统，防止回风再流串到低温区，回风余热能得到充分利用，提高整个系统的热利用效率，回风清渣门开向清渣口方向，采用对开折叠门，打开后可贴在环冷机通廊墙壁，便于清渣车辆进出清渣，密封耳轴防灰设计，即能轻易开关门扇，又能防止尘渣；d.台车与烟罩热风分区:在烧结环冷机高温烟囱两侧增加烟气隔板，用以提高环冷机取风高温段的烟温并减少高温烟气向低温段流窜量,烟气隔板设置延长板，有效提高隔板的密封性；隔板上部与烧结环冷机固定，烟气隔板能在90°范围内翻转，便于大块烧结矿通过，防止物料堆积；采用能拆卸隔板设计，系统维护简单；e.高、低温烟气取风口位置设置：分区选取烧结环冷机高温烟气，按烟气温度水平分为高温取风段和低温取风段，利用环冷机原有烟道，根据设计进行设置取风温度420℃的1#高温取风装置及取风温度360℃的2#高温取风装置，并将两个高温取风装置合并后供入余热锅炉高温进风口生产中压过热蒸汽发电；设置取风温度300℃的低温取风装置，送入余热锅炉的低温烟气入口，生产低压蒸汽作为汽轮机补汽发电,设置低温区低温混风装置将烧结环冷机200℃左右的烟风引至余热锅炉出口，与余热锅炉尾气混合后返回烧结环冷机烟气通廊，参与热风利用系统，本发明综合利用烧结环冷机的高温烟气，按照烟气温度差别，分别加以利用，提高整体能源利用效率；从烧结机进入环冷机的热物料，进入环冷机后，有部分烧结矿中的可燃成分在烧结过程中未完全燃烧，在环冷机内与鼓入的冷却风作用，进行燃烧，因此，环冷机烟气温度最高段为环冷机物料入口后至第一烟囱与第二烟囱之间，根据三维仿真结果，对环冷机进行内部改造，在环冷机高温烟囱两侧增加烟气隔板，用以提高烧结环冷机取风高温段的烟温并减少高温烟气向低温段流窜量，一段高温取风口风温为410-430℃之间，二段取风口风温为360-380℃之间，取风口与烧结环冷机上盖采用法兰连接方式，应用密封结构及烟道支架系统设计，使环冷机上盖不受来自烟道的膨胀力，减小环冷机变形量，提高环冷机运行的稳定性；提高余热利用效率，本发明设计有低温取风口，低温取风口设置在烧结环冷机原有低温烟囱侧壁，好处是降低改造施工难度，便于管道布置，低温取风口设计取风温度为290-310℃之间，低温取风口与烟道的连接同样采用密封结构，避免管道的重力、热膨胀变形力对原低温烟囱的影响，使系统改造对原烧结环冷机工作无影响；烧结环冷机原有高、低温烟囱中部设置电动翻板阀；高低温取风管道设置有电动翻板阀，在取风作业中，通过调整各翻板阀的开度实现取风量及取风温度的调节，在余热锅炉紧急事故情况下，能实现余热回收利用系统与烧结环冷机断开，不影响烧结环冷机的正常工作，维持烧结系统连续稳定工作；高温取风隔板采用耐高温、耐磨损金属材料制作，热变形小，烟气隔板为沿环冷机宽度方向布置，宽度为3米的环冷机内部布置10块烟气隔板，隔板之间有一定搭接，增强隔板的密封性，隔板边缘设置有延长板，利用延长板增加隔板的密封效果，隔板为上部固定铰链连接，能使隔板在90°范围内自由转动，防止因隔板阻隔导致大块物料无法通过、造成物料堆积。

本发明的有益效果：与目前常用的烧结环冷机余热利用技术相比，本专利在保证余热利用系统不影响环冷机正常运行的条件下，最大限度利用烧结环冷机余热资源进行回收利用，系统无外排高温烟气，烟气循环利用，有效降低烧结环冷机能耗，减少环境污染。本专利利用密封装置及环冷机上盖内部设计密封挡板等措施，有效提高环冷机取风效果，取风口施工难度低，工程造价低，市场前景广泛。本专利利用回风装置将锅炉尾气合理布置到大烟道的三个区域，提高整个系统的热利用效率。

附图说明：

附图1是本发明实施例的工艺流程示意图；

附图2是回风清渣门示意图；

附图3是密封系统示意图。

附图中：1.烧结回风风机；2.回风风箱；3.烧结环冷机上烟罩；4.烧结环冷机；5.入料口；6.1#高温取风装置；7.2#高温取风装置；8.高温烟囱；9.烟气隔板；10.低温烟囱；11.低温取风装置；12.放散阀；13.余热锅炉；14.高温烟气入口；15.低温烟气入口；16.废热烟气入口；17.事故放散口；18.低温混风装置；19.回风清渣门；20.回风口；21.密封耳轴；22.环冷机横梁；23.横向橡胶密封板；24.环冷机通廊墙壁；25.门把手；26.竖向橡胶密封板；27.密封系统。

具体实施方法：

下面结合附图对本发明实施例作进一步详细描述：如图1～图4所示的一种通廊式环冷机余热利用烟风系统装置及方法，目前已经模拟实验多次，其结果证明，本申请实施例的各项技术指标均达到设计要求。本装置主要包括烧结环冷机上烟罩3、烧结环冷机4、入料口5、高温烟囱8、低温烟囱10、余热锅炉13、环冷机横梁22、环冷机通廊墙壁24；还包括烧结回风风机1、回风风箱2、1#高温取风装置6、2#高温取风装置7、烟气隔板9、低温取风装置11、放散阀12、高温烟气入口14、低温烟气入口15、废热烟气入口16、事故放散口17、低温混风装置18、回风清渣门19、回风口20、密封耳轴21、横向橡胶密封板23、门把手25、竖向橡胶密封板26、密封系统27；烧结回风风机1连接回风风箱2并与废热烟气入口16连通，在其联通管道上设置事故放散口17；余热锅炉13上设有高温烟气入口14和低温烟气入口15；余热锅炉13上的高温烟气入口14通过1#高温取风装置6、2#高温取风装置7与烧结环冷机4连接，其连接管道上设置放散阀12；余热锅炉13上的低温烟气入口15通过低温取风装置11与低温烟囱10连通；烧结环冷机4通过低温混风装置与废热烟气入口连通；烧结环冷机与烧结回风风机连通并设置高温烟囱、低温烟囱10和回风口20；烧结环冷机4上还设有回风风箱2、烧结环冷机上烟罩3、入料口5、1#高温取风装置6、2#高温取风装置7、烟气隔板9、回风清渣门19；回风清渣门19与环冷机通廊墙壁24、环冷机横梁22连接；在回风清渣门19上设门把手25及密封系统27；密封系统27由横向橡胶密封板23、密封耳轴21、竖向橡胶密封板26组成。一种通廊式环冷机余热利用烟风系统的使用方法，其特征是：利用权利要求1的装置，a.采用循环风大通廊分区冷却:利用热烟气回风技术，利用余热锅炉13尾气和低温混风装置18低温风相混合，进行热风冷却，提高烧结环冷机4上部取风温度，同时可以停用部分环冷鼓风机，减少环冷机鼓风机电耗，降低烧结工艺吨矿能耗；b.低温区烟风参与循环风:烧结环冷机4上部烟罩尾部风温还有200℃左右，本发明烧结环冷机4上200℃左右的低温区烟气参与到锅炉出口循环风管上，这样就可以将锅炉出风口烟风温度再次降低至100℃左右，控制到露点以上即可，提高了余热锅炉省煤器的热效率，提高了整个系统的热输入,做到了烧结环冷机高、低温的综合利用水平；c.循环风回风分区设置:对环冷机大烟道的回风段分成三个区域，设置三个回风清渣门19，环冷机余热锅炉尾部烟气通过烟道分三路回送至烧结环冷机大通廊，回风清渣门上部与台车底部采用耐热橡胶密板密封，提高整个系统的热利用效率；d.台车与烟罩热风分区:在烧结环冷机4高温烟囱8两侧增加烟气隔板9，用以提高环冷机取风高温段的烟温并减少高温烟气向低温段流窜量,烟气隔板9设置延长板，有效提高隔板的密封性；防止物料堆积；采用可拆卸隔板设计，系统维护简单；e.高、低温烟气取风口位置设置：分区选取烧结环冷机高温烟气，按烟气温度水平分为高温取风段和低温取风段，利用环冷机原有烟道，根据设计进行设置1#高温取风装置6(取风温度420℃)及2#高温取风装置7(取风温度360℃)，并将两高温取风口合并后供入余热锅炉高温进风口生产中压过热蒸汽发电；从烧结机进入环冷机的热物料，进入环冷机后，有部分烧结矿中的可燃成分在烧结过程中未完全燃烧，在环冷机内与鼓入的冷却风作用，进行燃烧，因此，环冷机烟气温度最高段为环冷机物料入口后至第一烟囱与第二烟囱之间，根据三维仿真结果，对环冷机进行内部改造，在环冷机高温烟囱两侧增加烟气隔板，用以提高烧结环冷机取风高温段的烟温并减少高温烟气向低温段流窜量，一段高温取风口风温为410-430℃之间，二段取风口风温为360-380℃之间，取风口与烧结环冷机上盖采用法兰连接方式，应用密封结构及烟道支架系统设计，使环冷机上盖不受来自烟道的膨胀力，减小环冷机变形量，提高环冷机运行的稳定性；提高余热利用效率，本发明设计有低温取风口，低温取风口设置在烧结环冷机原有低温烟囱侧壁，好处是降低改造施工难度，便于管道布置，低温取风口设计取风温度为290-310℃之间，低温取风口与烟道的连接同样采用密封结构，避免管道的重力、热膨胀变形力对原低温烟囱的影响，使系统改造对原烧结环冷机工作无影响；烧结环冷机原有高、低温烟囱中部设置电动翻板阀；高温取风隔板采用耐高温、耐磨损金属材料制作，热变形小，烟气隔板为沿环冷机宽度方向布置，宽度为3米的环冷机内部布置10块烟气隔板，隔板之间有一定搭接，增强隔板的密封性，隔板边缘设置有延长板，利用延长板增加隔板的密封效果，隔板为上部固定铰链连接，可以使隔板在90°范围内自由转动，防止因隔板阻隔导致大块物料无法通过、造成物料堆积。

Claims (2)

1.一种通廊式环冷机余热利用烟风系统装置，包括烧结环冷机上烟罩(3)、烧结环冷机(4)、入料口(5)、高温烟囱(8)、低温烟囱(10)、余热锅炉(13)、环冷机横梁(22)、环冷机通廊墙壁(24)；其特征在于：还包括相互连接的烧结回风风机(1)、回风风箱(2)、1#高温取风装置(6)、2#高温取风装置(7)、烟气隔板(9)、低温取风装置(11)、放散阀(12)、高温烟气入口(14)、低温烟气入口(15)、废热烟气入口(16)、事故放散口(17)、低温混风装置(18)、回风清渣门(19)、回风口(20)、密封耳轴(21)、横向橡胶密封板(23)、门把手(25)、竖向橡胶密封板(26)、密封系统(27)；烧结回风风机(1)连接回风风箱(2)并与废热烟气入口(16)连通，在其连通管道上设置事故放散口(17)；余热锅炉(13)上设有高温烟气入口(14)和低温烟气入口(15)；余热锅炉(13)上的高温烟气入口(14)通过1#高温取风装置(6)、2#高温取风装置(7)与烧结环冷机(4)连接，其连接管道上设置放散阀(12)；余热锅炉(13)上的低温烟气入口(15)通过低温取风装置(11)与低温烟囱(10)连通；烧结环冷机(4)通过低温混风装置(18)与废热烟气入口(16)连通；烧结环冷机(4)与烧结回风风机(1)连通并设置高温烟囱(8)、低温烟囱(10)和回风口(20)；烧结环冷机(4)上还设有回风风箱(2)、烧结环冷机上烟罩(3)、入料口(5)、1#高温取风装置(6)、2#高温取风装置(7)、烟气隔板(9)、回风清渣门(19)；回风清渣门(19)与环冷机通廊墙壁(24)、环冷机横梁(22)连接；在回风清渣门(19)上设门把手(25)及密封系统(27)；密封系统(27)由横向橡胶密封板(23)、密封耳轴(21)、竖向橡胶密封板(26)组成。

2.一种通廊式环冷机余热利用烟风系统的使用方法，其特征是：利用权利要求1的装置，a.采用循环风大通廊分区冷却:利用热烟气回风技术，利用余热锅炉(13)尾气和低温混风装置(18)低温风相混合，进行热风冷却，提高烧结环冷机(4)上部取风温度，同时根据环冷大烟道烟风流动特点和便于清渣的要求，设计回风口(20)和回风清渣门(19)，本发明采用热烟气回风技术，同时可以停用部分环冷鼓风机，减少环冷机鼓风机电耗，降低烧结工艺吨矿能耗；b.低温区烟风参与循环风:烧结环冷机(4)上部烟罩尾部风温还有200℃左右，以往该部位烟风因没有利用价值，全部放散，白白浪费，同时为了使烟风在循环风管以及风机内不结露，往往将余热锅炉(13)出口烟温控制在130℃左右，本发明烧结环冷机(4)上200℃左右的低温区烟气参与到锅炉出口循环风管上，这样就可以将锅炉出风口烟风温度再次降低至100℃左右，控制到露点以上即可，提高了余热锅炉省煤器的热效率，100℃左右余热锅炉尾气加上200℃左右的低温区烟风混合后，既解决了烟气温度低时对风机阀门设备的结露侵蚀，也提高了烧结环冷机上部烟罩内的风温，提高了整个系统的热输入,做到了烧结环冷机高、低温的综合利用水平；c.循环风回风分区设置:对环冷机大烟道的回风段分成三个区域，设置三个回风清渣门(19)，环冷机余热锅炉尾部烟气通过烟道分三路回送至烧结环冷机大通廊，回风清渣门上部与台车底部采用耐热橡胶密板密封，回风清渣门与横梁之间的缝隙以及门缝之间采用橡胶密封系统，防止回风再流串到低温区，回风余热能得到充分利用，提高整个系统的热利用效率，回风清渣门(19)开向清渣口方向，采用对开折叠门，打开后可贴在环冷机通廊墙壁，便于清渣车辆进出清渣，密封耳轴(24)防灰设计，即能轻易开关门扇，又能防止尘渣；d.台车与烟罩热风分区:在烧结环冷机(4)高温烟囱(8)两侧增加烟气隔板(9)，用以提高环冷机取风高温段的烟温并减少高温烟气向低温段流窜量,烟气隔板(9)设置延长板，有效提高隔板的密封性；隔板上部与烧结环冷机固定，烟气隔板(9)能在90°范围内翻转，便于大块烧结矿通过，防止物料堆积；采用能拆卸隔板设计，系统维护简单；e.高、低温烟气取风口位置设置：分区选取烧结环冷机高温烟气，按烟气温度水平分为高温取风段和低温取风段，利用环冷机原有烟道，根据设计进行设置取风温度420℃的1#高温取风装置(6)及取风温度360℃的2#高温取风装置(7)，并将两个高温取风装置合并后供入余热锅炉高温进风口生产中压过热蒸汽发电；设置取风温度300℃的低温取风装置(11)，送入余热锅炉(13)的低温烟气入口，生产低压蒸汽作为汽轮机补汽发电,设置低温区低温混风装置(18)将烧结环冷机(4)200℃左右的烟风引至余热锅炉(13)出口，与余热锅炉尾气混合后返回烧结环冷机烟气通廊，参与热风利用系统，本发明综合利用烧结环冷机的高温烟气，按照烟气温度差别，分别加以利用，提高整体能源利用效率；从烧结机进入环冷机的热物料，进入环冷机后，有部分烧结矿中的可燃成分在烧结过程中未完全燃烧，在环冷机内与鼓入的冷却风作用，进行燃烧，因此，环冷机烟气温度最高段为环冷机物料入口后至第一烟囱与第二烟囱之间，根据三维仿真结果，对环冷机进行内部改造，在环冷机高温烟囱两侧增加烟气隔板，用以提高烧结环冷机取风高温段的烟温并减少高温烟气向低温段流窜量，一段高温取风口风温为410-430℃之间，二段取风口风温为360-380℃之间，取风口与烧结环冷机上盖采用法兰连接方式，应用密封结构及烟道支架系统设计，使环冷机上盖不受来自烟道的膨胀力，减小环冷机变形量，提高环冷机运行的稳定性；提高余热利用效率，本发明设计有低温取风口，低温取风口设置在烧结环冷机原有低温烟囱侧壁，好处是降低改造施工难度，便于管道布置，低温取风口设计取风温度为290-310℃之间，低温取风口与烟道的连接同样采用密封结构，避免管道的重力、热膨胀变形力对原低温烟囱的影响，使系统改造对原烧结环冷机工作无影响；烧结环冷机原有高、低温烟囱中部设置电动翻板阀；高低温取风管道设置有电动翻板阀，在取风作业中，通过调整各翻板阀的开度实现取风量及取风温度的调节，在余热锅炉紧急事故情况下，能实现余热回收利用系统与烧结环冷机断开，不影响烧结环冷机的正常工作，维持烧结系统连续稳定工作；高温取风隔板采用耐高温、耐磨损金属材料制作，热变形小，烟气隔板为沿环冷机宽度方向布置，宽度为3米的环冷机内部布置10块烟气隔板，隔板之间有一定搭接，增强隔板的密封性，隔板边缘设置有延长板，利用延长板增加隔板的密封效果，隔板为上部固定铰链连接，能使隔板在90°范围内自由转动，防止因隔板阻隔导致大块物料无法通过、造成物料堆积。