CN105066720A - 一种烧结冷却机余热利用系统 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于冶金烧结技术领域，提供了一种烧结冷却机余热利用系统，烧结冷却机与余热锅炉通过进出烟气管道连接，烧结冷却机内的烟气经过烟气管道进入余热锅炉，烟气对余热锅炉内部的汽水加热产生饱和蒸汽，烟气冷却降温后重新进入烧结冷却机冷却烧结矿成品热料；余热锅炉的产品蒸汽出口与蒸汽蓄热器的入口连接，饱和蒸汽进入蒸汽蓄热器中，以热能形式进行存储；经过蒸汽蓄热器的饱和蒸汽进入汽轮发电机，进行膨胀做功带动汽轮发电机发电，凝结水重新进入余热锅炉中。利用熔盐储热系统和蒸汽储热器将烟气的热量存储起来，汽轮机不需要跟随烧结冷却机停机，可以在一定程度上缓冲烟气温度波动导致蒸汽温度的变化。

Description

一种烧结冷却机余热利用系统
技术领域
本发明属于冶金烧结技术领域，尤其涉及一种烧结冷却机余热利用系统。
背景技术
烧结工序能耗约占整个钢铁生产能耗的12％，是仅次十炼铁工序的第二大耗能工序。矿石和辅料首先在烧结机内进行高温烧结，然后完成烧结过程的高温烧结料在烧结冷却机内进行冷却。烧结冷却机中进行冷却的过程中，高温烧结料会产生大量的中高温烟气，利用该中高温烟气的余热发电是烧结工序节能减排的重要技术之一。
但由于在生产过程中，烧结矿以及辅料成分的差异以及烧结工艺控制参数的不同，导致烧结矿终点温度出现波动，烟气温度的波动会影响余热发电系统的稳定运行，甚至会使烟气余热发电机组停机；同时，烧结每月需停机10～16h进行设备维护检修也会导致余热发电机组停机；除了烧结机定期停机，烧结机通常还会根据实际情况临时停机调整，这同样会导致余热发电机组停机。余热发电机组一般为汽轮机发电机组，每次停机之后热态启都需要花1～2h，冷态启动时间则更长，更为重要的是频繁的启停汽轮机发电机组严重缩短了汽轮机的寿命，同时还对电网产生频繁的冲击，解决汽轮发电机组频繁启停，让汽轮机连续运行是当前的烧结冷却机烟气余热发电的主要任务。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种烧结冷却机余热利用系统，至少可克服现有技术的部分缺陷。
本发明实施例涉及的一种烧结冷却机余热利用系统，所述烧结冷却机1与余热锅炉2通过进出烟气管道连接，所述烧结冷却机1内的烟气经过烟气管道进入所述余热锅炉2，所述烟气对所述余热锅炉2内部的汽水加热产生饱和蒸汽，烟气冷却降温后重新进入所述烧结冷却机1冷却烧结矿成品热料；
所述余热锅炉2的产品蒸汽出口与所述蒸汽蓄热器5的入口连接，所述饱和蒸汽进入所述蒸汽蓄热器5中，以热能形式进行存储；
经过所述蒸汽蓄热器5的所述饱和蒸汽进入汽轮发电机7，进行膨胀做功带动所述汽轮发电机7发电后，进入冷凝器8内液化成为凝结水，所述冷凝器8的凝结水出口与所述余热锅炉2的给水进口连接，使所述凝结水重新进入所述余热锅炉2中。
作为实施例一涉及的一种烧结冷却机余热利用系统，所述烧结冷却机余热利用系统还包括熔盐储热系统；所述熔盐储热系统包括：熔盐加热器4、冷熔盐罐10、冷熔盐泵11、热熔盐罐12和热熔盐泵13；
所述烧结冷却机1包括一段封箱和二段封箱，所述一段封箱的出口经过所述熔盐加热器4后与所述余热锅炉2连接，二段封箱的出口与所述余热锅炉2直接连接；
所述蒸汽蓄热器5与所述汽轮发电机7之间设置有蒸汽过热器14；
所述冷熔盐罐10经过冷熔盐泵11后与熔盐加热器4的冷熔盐入口通过管道连接，所述冷熔盐泵11将冷熔盐罐10中的冷熔盐送入熔盐加热器4；
从二段封箱出口出来的烟气进入熔盐加热器4对冷熔盐加热后进入所述余热锅炉2，所述熔盐加热器4的热熔盐出口与所述热熔盐罐12通过管道连接，加热后的热熔盐进入所述热熔盐罐12；
所述热熔盐罐12经过所述热熔盐泵13后与所述蒸汽过热器14的一端通过管道连接，所述热熔盐泵13从所述热熔盐罐12中吸出热熔盐送入所述蒸汽过热器14；
热熔盐对所述蒸汽蓄热器5出口出来的蒸汽进行加热，所述蒸汽过热器14的另一端与所述冷熔盐罐10通过管道连接，温度下降后的冷熔盐进入所述冷熔盐罐10。
所述烧结冷却机1出口出来烟气的温度范围是400～450℃，所述一段风箱出口出来烟气对所述熔盐加热器4内的熔盐加热后所述烟气的温度范围是350～400℃，所述一段风箱和所述二段风箱的烟气在余热锅炉2内混合并被冷却后温度范围是150～130℃；
所述余热锅炉2产生的产品蒸汽为压强为2.0MPa的饱和蒸汽，所述蒸汽蓄热器5的放热蒸汽压强为1.6MPa，进入所述蒸汽过热器14被热熔盐加热至1.6MPa、温度范围是330～380℃的过热蒸汽，熔盐温度下降至200℃；
所述熔盐加热器4内来自所述冷熔盐泵11的冷熔盐加热后温度范围是380～420℃。
所述余热锅炉2向烧结冷却机1方向的烟气管道上设置有循环风机3，在所述余热锅炉2内冷却的烟气经过所述循环风机重新送入烧结冷却机1的所述一段风箱和所述二段风箱冷却烧结矿成品热料。
所述冷凝器8和所述余热锅炉2的给水进口的连接管道上设置有凝结水泵9、除氧器6和给水泵15；
所述凝结水泵9将所述冷凝器8中的冷凝水送至所述除氧器6除氧，再通过所述给水泵15送至所述余热锅炉2的给水进口。
所述余热锅炉2为单压锅炉或双压锅炉。
本发明实施例提供的一种烧结冷却机余热利用系统的有益效果包括：
本发明实施例提供的一种烧结冷却机余热利用系统，在余热锅炉与汽轮发电机之间设置蒸汽蓄热器，余热锅炉内没有蒸汽过热器，饱和蒸汽进入蒸汽蓄热器内后通过充热装置充入软水中贮存，使蒸汽蓄热器内水压力、温度上升，形成一定压力下的饱和水；当烧结冷却机发生短时停机的情况，余热锅炉停止产生饱和蒸汽时，随着蒸汽蓄热器内压力下降，饱和水成为过热水而产生自蒸发，向汽轮发电机供汽，使汽轮发电机能够连续发电，减少汽轮发电机组的启停次数，延长汽轮机寿命，稳定汽轮发电机组的进汽参数，提高发电量，提升机组运行稳定性减少对电网冲击，增加经济效益。
利用熔盐储热系统将烟气的热量存储起来，当烧结机故障或检修短时间停机时，由于热熔盐罐内存储了大量的热熔盐，所以能持续不断的加热来自蒸汽蓄热器的饱和蒸汽，从为汽轮机提供连续的过热蒸汽发电，汽轮机不需要跟随烧结冷却机停机，可以在一定程度上缓冲烟气温度波动导致蒸汽温度的变化。
对现有烧结冷却机余热利用流程修改不大，适合改造和新建项目。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种烧结冷却机余热利用系统的结构示意图；
图中，1为烧结冷却机，2为余热锅炉，3为循环风机，4为熔盐加热器，5为蒸汽蓄热器，6为除氧器，7为汽轮发电机组，8为凝汽器，9为凝结水泵，10为冷熔盐罐，11为冷熔盐泵，12为热熔盐罐，13为热熔盐泵，14为蒸汽过热器，15为给水泵。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
如图1所示为本发明提供的一种烧结冷却机余热利用系统的结构示意图，所述烧结冷却机余热利用系统中：烧结冷却机1与余热锅炉2通过进出烟气管道连接，烧结冷却机1内的烟气经过烟气管道进入余热锅炉2，该烟气对余热锅炉2内部的汽水加热产生饱和蒸汽，烟气冷却降温后重新进入烧结冷却机1冷却烧结矿成品热料。
余热锅炉2的产品蒸汽出口与蒸汽蓄热器5的入口连接，饱和蒸汽进入蒸汽蓄热器5中，以热能形式进行存储。
经过蒸汽蓄热器5的饱和蒸汽进入汽轮发电机7，进行膨胀做功带动汽轮发电机7发电后，进入冷凝器8内液化成为凝结水，冷凝器8的凝结水出口与余热锅炉2的给水进口连接，使凝结水重新进入余热锅炉2中。
本发明实施例提供的一种烧结冷却机余热利用系统，在余热锅炉2与汽轮发电机7之间设置蒸汽蓄热器5，余热锅炉内没有蒸汽过热器，饱和蒸汽进入蒸汽蓄热器5内后通过充热装置充入软水中贮存，使蒸汽蓄热器5内水压力、温度上升，形成一定压力下的饱和水；当烧结冷却机1发生短时停机的情况，余热锅炉2停止产生饱和蒸汽时，随着蒸汽蓄热器5内压力下降，饱和水成为过热水而产生自蒸发，向汽轮发电机7供汽，使汽轮发电机7能够连续发电，减少汽轮发电机组的启停次数，延长汽轮机寿命，稳定汽轮发电机组的进汽参数，提高发电量，提升机组运行稳定性减少对电网冲击，增加经济效益。
进一步的，在本发明实施例提供的一种烧结冷却机余热利用系统还包括熔盐储热系统。熔盐储热系统包括：熔盐加热器4、冷熔盐罐10、冷熔盐泵11、热熔盐罐12和热熔盐泵13。
烧结冷却机1包括一段封箱和二段封箱，一段封箱的出口经过熔盐加热器4后与余热锅炉2连接，二段封箱的出口与余热锅炉2直接连接。
蒸汽蓄热器5与汽轮发电机7之间设置有蒸汽过热器14。
熔盐加热器4的冷熔盐入口与冷熔盐罐10通过管道连接，热熔盐出口与热熔盐罐12通过管道连接。
热熔盐罐12和冷熔盐罐10之间通过管道连接有蒸汽过热器14。
冷熔盐罐10与熔盐加热器4之间通过管道连接有冷熔盐泵11，热熔盐罐12和蒸汽过热器14之间通过管道连接有热熔盐泵13。
冷熔盐泵11将冷熔盐罐10中的冷熔盐送入熔盐加热器4，从二段封箱出口出来的烟气进入熔盐加热器4对冷熔盐加热后进入余热锅炉2，加热后的热熔盐进入热熔盐罐12，热熔盐泵13从热熔盐罐12中吸出热熔盐送入蒸汽过热器14，热熔盐对蒸汽蓄热器5出口出来的蒸汽进行加热，温度下降后的冷熔盐进入冷熔盐罐10，完成熔盐冷热循环。
具体的，烧结冷却机1出口出来烟气的温度范围是400～450℃，烧结冷却机1的一段风箱出口出来烟气对熔盐加热器4内的熔盐加热后烟气的温度范围是350～400℃，一段风箱和二段风箱的烟气在余热锅炉2内混合并被冷却后温度范围是150～130℃。
余热锅炉2产生的产品蒸汽为2.0MPa的饱和蒸汽，蒸汽蓄热器5的放热蒸汽压强为1.6MPa，进入蒸汽过热器14被热熔盐加热至1.6MPa、温度范围是330～380℃的过热蒸汽，而熔盐温度下降至200℃。
在熔盐加热器4内烟气对来自冷熔盐泵11的冷熔盐加热后温度范围是380～420℃。
本发明实施例提供的一种烧结冷却机余热利用系统，利用熔盐储热系统将烟气的热量存储起来，当烧结机故障或检修短时间停机时，由于热熔盐罐内存储了大量的热熔盐，所以能持续不断的加热来自蒸汽蓄热器的饱和蒸汽，从为汽轮机提供连续的过热蒸汽发电，汽轮机不需要跟随烧结冷却机停机，可以在一定程度上缓冲烟气温度波动导致蒸汽温度的变化。
在本发明实施例中，余热锅炉2向烧结冷却机1方向的烟气管道上设置有循环风机3，在余热锅炉2内冷却的烟气经过循环风机重新送入烧结冷却机1的一段风箱和二段风箱冷却烧结矿成品热料。
冷凝器8和余热锅炉2的给水进口的连接管道上设置有凝结水泵9、除氧器6和给水泵15，凝结水泵9将冷凝器8中的冷凝水送至除氧器6除氧，再通过给水泵15送至余热锅炉2的给水进口。
余热锅炉2可以是单压锅炉或双压锅炉。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种烧结冷却机余热利用系统，其特征在于，所述烧结冷却机(1)与余热锅炉(2)通过进出烟气管道连接，所述烧结冷却机(1)内的烟气经过烟气管道进入所述余热锅炉(2)，所述烟气对所述余热锅炉(2)内部的汽水加热产生饱和蒸汽，烟气冷却降温后重新进入所述烧结冷却机(1)冷却烧结矿成品热料；
所述余热锅炉(2)的产品蒸汽出口与所述蒸汽蓄热器(5)的入口连接，所述饱和蒸汽进入所述蒸汽蓄热器(5)中，以热能形式进行存储；
经过所述蒸汽蓄热器(5)的所述饱和蒸汽进入汽轮发电机(7)，进行膨胀做功带动所述汽轮发电机(7)发电后，进入冷凝器(8)内液化成为凝结水，所述冷凝器(8)的凝结水出口与所述余热锅炉(2)的给水进口连接，使所述凝结水重新进入所述余热锅炉(2)中。
2.如权利要求1所述的烧结冷却机余热利用系统，其特征在于，所述烧结冷却机余热利用系统还包括熔盐储热系统；所述熔盐储热系统包括：熔盐加热器(4)、冷熔盐罐(10)、冷熔盐泵(11)、热熔盐罐(12)和热熔盐泵(13)；
所述烧结冷却机(1)包括一段封箱和二段封箱，所述一段封箱的出口经过所述熔盐加热器(4)后与所述余热锅炉(2)连接，二段封箱的出口与所述余热锅炉(2)直接连接；
所述蒸汽蓄热器(5)与所述汽轮发电机(7)之间设置有蒸汽过热器(14)；
所述冷熔盐罐(10)经过冷熔盐泵(11)后与熔盐加热器(4)的冷熔盐入口通过管道连接，所述冷熔盐泵(11)将冷熔盐罐(10)中的冷熔盐送入熔盐加热器(4)；
从二段封箱出口出来的烟气进入熔盐加热器(4)对冷熔盐加热后进入所述余热锅炉(2)，所述熔盐加热器(4)的热熔盐出口与所述热熔盐罐(12)通过管道连接，加热后的热熔盐进入所述热熔盐罐(12)；
所述热熔盐罐(12)经过所述热熔盐泵(13)后与所述蒸汽过热器(14)的一端通过管道连接，所述热熔盐泵(13)从所述热熔盐罐(12)中吸出热熔盐送入所述蒸汽过热器(14)；
热熔盐对所述蒸汽蓄热器(5)出口出来的蒸汽进行加热，所述蒸汽过热器(14)的另一端与所述冷熔盐罐(10)通过管道连接，温度下降后的冷熔盐进入所述冷熔盐罐(10)。
3.如权利要求2所述的烧结冷却机余热利用系统，其特征在于，所述烧结冷却机(1)出口出来烟气的温度范围是400～450℃，所述一段风箱出口出来烟气对所述熔盐加热器(4)内的熔盐加热后所述烟气的温度范围是350～400℃，所述一段风箱和所述二段风箱的烟气在余热锅炉(2)内混合并被冷却后温度范围是150～130℃；
所述余热锅炉(2)产生的产品蒸汽为压强为2.0MPa的饱和蒸汽，所述蒸汽蓄热器(5)的放热蒸汽压强为1.6MPa，进入所述蒸汽过热器(14)被热熔盐加热至1.6MPa、温度范围是330～380℃的过热蒸汽，熔盐温度下降至200℃；
所述熔盐加热器(4)内来自所述冷熔盐泵(11)的冷熔盐加热后温度范围是380～420℃。
4.如权利要求2所述的烧结冷却机余热利用系统，其特征在于，所述余热锅炉(2)向烧结冷却机(1)方向的烟气管道上设置有循环风机(3)，在所述余热锅炉(2)内冷却的烟气经过所述循环风机重新送入烧结冷却机(1)的所述一段风箱和所述二段风箱冷却烧结矿成品热料。
5.如权利要求1所述的烧结冷却机余热利用系统，其特征在于，所述冷凝器(8)和所述余热锅炉(2)的给水进口的连接管道上设置有凝结水泵(9)、除氧器(6)和给水泵(15)；
所述凝结水泵(9)将所述冷凝器(8)中的冷凝水送至所述除氧器(6)除氧，再通过所述给水泵(15)送至所述余热锅炉(2)的给水进口。
6.如权利要求1所述的烧结冷却机余热利用系统，其特征在于，所述余热锅炉(2)为单压锅炉或双压锅炉。
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