CN105627768A - 烧结环冷机的余热发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种烧结环冷机的余热发电系统，其分别通过高温段热风接口、中温段热风接口和低温段热风接口向高压蒸汽生成装置、中压蒸汽生成装置、低压蒸汽生成装置输送烧结环冷机各温段的热风，将高温段的热风用煤气补燃加热至设定温度后分别在高压蒸汽生成装置、中压蒸汽生成装置、低压蒸汽生成装置中产生高压过热蒸汽、中压过热蒸汽和低压过热蒸汽，再使上述高压过热蒸汽、中压过热蒸汽和低压过热蒸汽在汽轮机内膨胀做功，以带动发电机发电，使烧结环冷机排出的低温段热风得到充分利用，可以提高烧结环冷机所排热风的利用率。

Description

烧结环冷机的余热发电系统
技术领域
本发明涉及余热发电技术领域，特别是涉及一种烧结环冷机的余热发电系统。
背景技术
烧结环冷机一般有三段热风出口管道，第一段是高温段热风，风温约380～400℃；第二段是中温段热风，风温约280～300℃；第三段是低温段热风，风温约200℃。
传统方案中，烧结环冷机的余热发电系统一般有单压余热发电系统和双压余热发电系统，上述方案一般仅能将相应烧结环冷机的高温段热风和中温段热风加以利用，难以实现对相应低温段热风的利用，容易导致烧结环冷机所排出的热风利用率低。
发明内容
基于此，有必要针对传统方案容易导致烧结环冷机所排热风利用率低的技术问题，提供一种烧结环冷机的余热发电系统。
一种烧结环冷机的余热发电系统，包括余热锅炉、高压蒸汽生成装置、中压蒸汽生成装置、低压蒸汽生成装置、汽轮机和发电机；
所述余热锅炉由上往下设有高温段热风接口、中温段热风接口和低温段热风接口；所述高温段热风接口、中温段热风接口和低温段热风接口分别连接烧结环冷机的高温段热风口、中温段热风口和低温段热风口；
所述高压蒸汽生成装置、中压蒸汽生成装置和低压蒸汽生成装置从上至下依次内置在所述余热锅炉中；
所述余热锅炉的顶部设有煤气进口管；
所述汽轮机设有高压蒸汽口、中压蒸汽口和低压蒸汽口；
所述高压蒸汽生成装置、中压蒸汽生成装置和低压蒸汽生成装置分别通过管道连接汽轮机的高压蒸汽口、中压蒸汽口和低压蒸汽口；
所述汽轮机带动发电机进行发电。
上述烧结环冷机的余热发电系统，分别通过高温段热风接口、中温段热风接口和低温段热风接口向高压蒸汽生成装置、中压蒸汽生成装置、低压蒸汽生成装置输送烧结环冷机各温段的热风，利用高温段的热风通过煤气补燃加热至设定温度后的烟气分别在高压蒸汽生成装置、中压蒸汽生成装置、低压蒸汽生成装置中产生高压过热蒸汽、中压过热蒸汽或者低压过热蒸汽，再使上述高压过热蒸汽、中压过热蒸汽和低压过热蒸汽在汽轮机内膨胀做功，以带动发电机发电，使烧结环冷机排出的低温段热风得到充分利用，可以提高烧结环冷机所排热风的利用率。
附图说明
图1为一个实施例的烧结环冷机的余热发电系统结构示意图；
图2为一个实施例的烧结环冷机的余热发电系统结构示意图；
图3为一个优选实施例的烧结环冷机的余热发电系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的烧结环冷机的余热发电系统的具体实施方式进行详细描述。
参考图1，图1所示为一个实施例的烧结环冷机的余热发电系统结构示意图，包括余热锅炉64、高压蒸汽生成装置67、中压蒸汽生成装置68、低压蒸汽生成装置69、汽轮机71和发电机73；
所述余热锅炉64由上往下设有高温段热风接口61、中温段热风接口62和低温段热风接口63；所述高温段热风接口61、中温段热风接口62和低温段热风接口63分别连接烧结环冷机的高温段热风口、中温段热风口和低温段热风口；
所述高压蒸汽生成装置67、中压蒸汽生成装置68和低压蒸汽生成装置69从上至下依次内置在所述余热锅炉64中；上述高温段热风接口61通过煤气补燃后为高压蒸汽生成装置67提供热烟气，上述中温段热风接口62为中压蒸汽生成装置68提供二次热风，上述低温段热风接口63为低压蒸汽生成装置69提供二次热风；上述煤气补燃可以通过在余热锅炉64的顶部设置燃烧炉膛，通过上述燃烧炉膛对利用煤气进口管通入的煤气进行补燃；上述燃烧炉膛可以将通入其内部的热风加热至设定温度后输送至余热锅炉；
所述余热锅炉的顶部设有煤气进口管；
所述汽轮机71设有高压蒸汽口、中压蒸汽口和低压蒸汽口；
所述高压蒸汽生成装置67、中压蒸汽生成装置68和低压蒸汽生成装置69分别通过管道连接汽轮机71的高压蒸汽口、中压蒸汽口和低压蒸汽口；
所述汽轮机71带动发电机73进行发电。
上述高压蒸汽生成装置67、中压蒸汽生成装置68、低压蒸汽生成装置69可以在余热锅炉内相互连通，对相应烧结环冷机所排出的各温段热风加以利用。可以通过在余热锅炉上方设置燃烧炉膛，利用上述燃烧炉膛将高温段热风加热至设定温度后再向高压蒸汽生成装置67输送。上述余热锅炉下方可以设置排气口，以便对余热锅炉所产生的尾气进行相应排放。上述设定温度可以根据烧结环冷机各个温段的热风口所排热风的温度进行设置，一般情况下，需要设置为500℃以上的温度，优选的，可以将上述设定温度设置在550～600℃。上述汽轮机71利用高压蒸汽口、中压蒸汽口和低压过热蒸汽驱动发电机73发电后，所排出的乏汽可以继续输送至凝汽器等冷凝装置进行冷凝处理后输送至余热锅炉进行循环利用。
本实施例提供的烧结环冷机的余热发电系统，分别通过高温段热风接口61、中温段热风接口62和低温段热风接口63向高压蒸汽生成装置67、中压蒸汽生成装置68和低压蒸汽生成装置69输送烧结环冷机各温段的热风，利用煤气补燃将高温段的热风加热至一定温度后在高压蒸汽生成装置67、中压蒸汽生成装置68和低压蒸汽生成装置69中产生高压过热蒸汽、中压过热蒸汽和低压过热蒸汽，再使上述高压过热蒸汽、中压过热蒸汽或者低压过热蒸汽在汽轮机内膨胀做功，以带动发电机发电，使烧结环冷机排出的低温段热风得到充分利用，可以提高烧结环冷机所排热风的利用率。
在一个实施例中，上述烧结环冷机的高温段热风口61向高压蒸汽生成装置67输送高温段热风，中温段热风口62向中压蒸汽生成装置68输送中温段热风，低温段热风口63向低压蒸汽生成装置69输送低温段热风，利用煤气补燃将高温段热风加热至设定温度后输送至余热锅炉，依次通入所述高压蒸汽生成装置67、中压蒸汽生成装置68和低压蒸汽生成装置69，所述高压蒸汽生成装置67生成高压过热蒸汽，并将所述高压过热蒸汽输送至汽轮机71的高压蒸汽口，所述中压蒸汽生成装置68生成中压过热蒸汽，并将所述中压过热蒸汽输送至汽轮机71的中压蒸汽口，所述低压蒸汽生成装置69生成低压过热蒸汽，并将所述低压过热蒸汽输送至汽轮机71的低压蒸汽口，所述汽轮机71通过高压过热蒸汽、中压过热蒸汽和低压过热蒸汽膨胀做功驱动发电机73发电。
在一个实施例中，上述烧结环冷机的余热发电系统，还可以包括高压汽包；上述高压蒸汽生成装置可以包括高压过热器、高压蒸发器和高温省煤器；
所述高压过热器、高压蒸发器和高温省煤器分别通过管道接入所述高压汽包的内部，所述高温省煤器中的高温水输入高压汽包内部，所述高压蒸发器产生高压饱和蒸汽通过高压汽包输送至高压过热器，所述高压过热器产生高压过热蒸汽，并将所述高压过热蒸汽输送至汽轮机的高压蒸汽口。
上述高温省煤器用于加热液态水，将液态水输送至高压汽包，高压汽包可以向高压蒸发器输送饱和水供上述高压蒸发器将饱和水加热成饱和蒸汽，高压汽包还可以收集上述高压蒸发器产生的饱和蒸汽，并将饱和蒸汽输送至高压过热器，高压过热器将上述饱和蒸汽加热成高压过热蒸汽，并将所述高压过热蒸汽输送至汽轮机的高压蒸汽口。
在一个实施例中，上述烧结环冷机的余热发电系统，还可以包括中压汽包；上述中压蒸汽生成装置可以包括中压过热器、中压蒸发器和中温省煤器；
所述中压过热器、中压蒸发器和中温省煤器分别通过管道接入所述中压汽包的内部，所述中温省煤器中的中温水输入中压汽包内部，所述中压蒸发器产生中压饱和蒸汽通过中压汽包输送至中压过热器，所述中压过热器产生中压过热蒸汽，并将所述中压过热蒸汽输送至汽轮机的中压蒸汽口。
上述中温省煤器用于加热液态水，将液态水输送至中压汽包，中压汽包可以向中压蒸发器输送饱和水供上述中压蒸发器将饱和水加热成饱和蒸汽，中压汽包还可以接收上述中压蒸发器产生的饱和蒸汽，并将饱和蒸汽输送至中压过热器，中压过热器将上述饱和蒸汽加热成中压过热蒸汽，并将所述中压过热蒸汽输送至汽轮机的中压蒸汽口。
在一个实施例中，上述烧结环冷机的余热发电系统，还可以包括低压汽包；上述低压蒸汽生成装置可以包括低压过热器、低压蒸发器和低温省煤器；
所述低压过热器、低压蒸发器和低温省煤器分别通过管道接入所述低压汽包的内部，所述低温省煤器中的低温水输入低压汽包内部，所述低压蒸发器产生低压饱和蒸汽通过低压汽包输送至低压过热器，所述低压过热器产生低压过热蒸汽，并将所述低压过热蒸汽输送至汽轮机的低压蒸汽口。
上述低温省煤器用于加热液态水，将液态水输送至低压汽包，低压汽包可以向低压蒸发器输送饱和水供上述低压蒸发器将饱和水加热成饱和蒸汽，低压汽包还可以接收上述低压蒸发器产生的饱和蒸汽，并将饱和蒸汽输送至低压过热器，低压过热器将上述饱和蒸汽加热成低压过热蒸汽，并将所述低压过热蒸汽输送至汽轮机的低压蒸汽口。
参考图2，图2所示为一个实施例的烧结环冷机的余热发电系统结构示意图，其还可以包括海水淡化装置75；所述海水淡化装置75的入水口通过管道连接所述汽轮机71的排汽口，所述汽轮机71产生的乏汽输入海水淡化装置75进行海水淡化。
本实施例中，将乏汽输送至海水淡化装置75既可以省去相应冷凝装置的设置，也可以在对上述乏汽进行海水淡化，将乏汽冷凝至液态水。
作为一个实施例，如图2所示，上述烧结环冷机的余热发电系统，还可以包括加热器76和除氧器77；
所述除氧器77通过管道连接海水淡化装置75的出水口；所述加热器76安装在海水淡化装置75的出水口和除氧器77之间的管道上，所述除氧器77还可以通过管道连接所述低压蒸汽生成装置69；
所述加热器76加热海水淡化装置75输出的凝结水，加热后的凝结水通过除氧器除氧后输入低压蒸汽生成装置69。
本实施例将海水淡化装置75输出的凝结水进行加热、除氧等处理后输入低压蒸汽生成装置69，可以对海水淡化装置75输出的凝结水进行循环利用。
作为一个实施例，上述烧结环冷机的余热发电系统，还可以包括凝结水泵，所述凝结水泵安装在海水淡化装置的出水口和加热器之间的管道上；所述凝结水泵将海水淡化装置输出的凝结水抽送至所述除氧器。
作为一个实施例，上述烧结环冷机的余热发电系统，还包括锅炉给水泵，所述锅炉给水泵的入水口通过管道连接除氧器，所述锅炉给水泵的出水口可以通过管道连接低压蒸汽生成装置。
上述锅炉给水泵可以将除氧器产生的水抽送至低压蒸汽生成装置，进行相应的循环利用。详细地讲，锅炉给水泵可以将除氧器产生的水先输入至余热锅炉的低温省煤器，由低温省煤器加热后再分别输入中温省煤器和高温省煤器。
如图2所示，在一个实施例中，上述余热锅炉64底部设有排气口74；用以将余热锅炉64内部尾气及时排放。
参考图3，图3所示为一个优选实施例的烧结环冷机的余热发电系统结构示意图，如图3所示，上述烧结环冷机的余热发电系统可以包括高温段热风进口管5(高温段热风接口)、环冷机中温段热风进口管4(中温段热风接口)、环冷机低温段热风进口管3(低温段热风接口)、煤气进口管6、余热锅炉1、高压汽包19、中压汽包18、低压汽包17、汽轮机20、发电机21、海水淡化装置22、凝结水泵23、加热器24、除氧器25、锅炉给水泵26和排气口2，余热锅炉1内从上至下依次设有燃烧炉膛7、高压过热器8、高压蒸发器9、高温省煤器10、中压过热器11、中压蒸发器12、中温省煤器13、低压过热器14、低压蒸发器15和低温省煤器16，余热锅炉1的燃烧炉膛7上设有一个环冷机高温段热风进口5，还设有一个煤气进口6，锅炉给水泵26与低温省煤器16的进口相连，低温省煤器16的出口与低压汽包17的进水口相连，还与中温省煤器13及高温省煤器10的进水口相连，低压蒸发器15的进水口与低压汽包17的出水口相连，低压蒸发器15的出口与低压汽包17的汽液两相进口相连，低压过热器14的进汽口与低压汽包17的出汽口相连，低压过热器14的出汽口与汽轮机20的低压补汽口相连，还与除氧器25蒸汽进口和加热器24进口相连，中温省煤器13的出水口与中压汽包18的进水口相连，中压蒸发器12的进水口与中压汽包18的出水口相连，中压蒸发器12的出口与中压汽包18的汽液两相进口相连，中压过热器11的进汽口与中压汽包18的出汽口相连，中压过热器11的出汽口与汽轮机20的中压补汽口相连，高温省煤器10的出水口与高压汽包19的进水口相连，高压蒸发器9的进水口与高压汽包19的出水口相连，高压蒸发器9的出口与高压汽包19的汽液两相进口相连，高压过热器8的进汽口与高压汽包19的出汽口相连，高压过热器8的出汽口与汽轮机20的高压主进汽口相连。
高温省煤器10和中压过热器11之间有个环冷机中温段热风进口4，中温省煤器13和低压过热器14之间有个环冷机低温段热风进口3。
余热锅炉1下部设有排气出口，锅炉尾气通过排气口2排到大气中。
环冷机高温段热风温度一般在380～400℃，在燃烧炉膛7和煤气燃烧后的烟气混合后(温度一般在550～600℃)，从上到下依次经过高压过热器8、高压蒸发器9、高温省煤器10、中压过热器11、中压蒸发器12、中温省煤器13、低压过热器14、低压蒸发器15和低温省煤器16，废气出余热锅炉1的温度一般在150℃左右。
中温省煤器13出口烟气温度与环冷机第三段低温热风温度相近，约200℃左右，高温省煤器10出口烟气温度与环冷机第二段中温热风温度相近，约280～300℃。
来自除氧器25的锅炉给水由锅炉给水泵26打到余热锅炉1的低温省煤器16加热后分三路，一路进入低压汽包17，另一路进入中温省煤器13，还有一路进入高温省煤器10。高压汽包19、中压汽包18和低压汽包17内的水通过自然循环方式各自经高压蒸发器9、中压蒸发器12和低压蒸发器15吸热沸腾后回到各自汽包，从高压汽包19、中压汽包18和低压汽包17分离出来的饱和蒸汽经各自的过热器过热后，变成了高压过热蒸汽、中压过热蒸汽和低压过热蒸汽，分别进入汽轮机20的主高压进汽口(高压蒸汽口)和中压补汽口(中压蒸汽口)、低压补汽口(低压蒸汽口)，在汽轮机20内膨胀做功，一部分低压过热蒸汽还进入除氧器25和加热器24加热给水，做功后的乏汽经海水淡化系统22冷却变成凝结水，由凝结水泵23把它打到除氧器25。
低压汽包17的水和蒸汽在低温烟气段吸热，中压汽包18的水和蒸汽在中温烟气段吸热，高压汽包19的水和蒸汽在高温烟气段吸热，中温省煤器13出口烟气温度与环冷机第三段低温热风温度相近，高温省煤器10出口烟气温度与环冷机第二段中温热风温度相近，减少了传热温差，降低了熵产，通过补燃增大了进入汽轮机20的高压蒸汽参数(中温中压)，提高了蒸汽的做功能力，增加了发电量。
上述烧结环冷机的余热发电系统将烧结环冷机第三段低温热风余热资源充分利用起来，辅以海水淡化装置冷凝乏汽，在节约冷凝耗电耗水的同时制备淡水，一举两得。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种烧结环冷机的余热发电系统，其特征在于，包括余热锅炉、高压蒸汽生成装置、中压蒸汽生成装置、低压蒸汽生成装置、汽轮机和发电机；
所述余热锅炉由上往下设有高温段热风接口、中温段热风接口和低温段热风接口；所述高温段热风接口、中温段热风接口和低温段热风接口分别连接烧结环冷机的高温段热风口、中温段热风口和低温段热风口；
所述高压蒸汽生成装置、中压蒸汽生成装置和低压蒸汽生成装置从上至下依次内置在所述余热锅炉中；
所述余热锅炉的顶部设有煤气进口管；
所述汽轮机设有高压蒸汽口、中压蒸汽口和低压蒸汽口；
所述高压蒸汽生成装置、中压蒸汽生成装置和低压蒸汽生成装置分别通过管道连接汽轮机的高压蒸汽口、中压蒸汽口和低压蒸汽口；
所述汽轮机带动发电机进行发电。
2.根据权利要求1所述的烧结环冷机的余热发电系统，其特征在于，所述烧结环冷机的高温段热风口向高压蒸汽生成装置输送高温段热风，中温段热风口向中压蒸汽生成装置输送中温段热风，低温段热风口向低压蒸汽生成装置输送低温段热风；将高温段热风利用煤气补燃加热至设定温度后输送至余热锅炉，依次通入所述高压蒸汽生成装置、中压蒸汽生成装置和低压蒸汽生成装置，所述高压蒸汽生成装置生成高压过热蒸汽，并将所述高压过热蒸汽输送至汽轮机的高压蒸汽口，所述中压蒸汽生成装置生成中压过热蒸汽，并将所述中压过热蒸汽输送至汽轮机的中压蒸汽口，所述低压蒸汽生成装置生成低压过热蒸汽，并将所述低压过热蒸汽输送至汽轮机的低压蒸汽口，所述汽轮机通过高压过热蒸汽、中压过热蒸汽和低压过热蒸汽膨胀做功带动发电机发电。
3.根据权利要求1所述的烧结环冷机的余热发电系统，其特征在于，还包括高压汽包；所述高压蒸汽生成装置包括高压过热器、高压蒸发器和高温省煤器；
所述高压过热器、高压蒸发器和高温省煤器分别通过管道接入所述高压汽包的内部，所述高温省煤器中的高温水输入高压汽包内部，所述高压蒸发器产生高压饱和蒸汽通过高压汽包输送至高压过热器，所述高压过热器产生高压过热蒸汽，并将所述高压过热蒸汽输送至汽轮机的高压蒸汽口。
4.根据权利要求1所述的烧结环冷机的余热发电系统，其特征在于，还包括中压汽包；所述中压蒸汽生成装置包括中压过热器、中压蒸发器和中温省煤器；
所述中压过热器、中压蒸发器和中温省煤器分别通过管道接入所述中压汽包的内部，所述中温省煤器中的中温水输入中压汽包内部，所述中压蒸发器产生中压饱和蒸汽通过中压汽包输送至中压过热器，所述中压过热器产生中压过热蒸汽，并将所述中压过热蒸汽输送至汽轮机的中压蒸汽口。
5.根据权利要求1所述的烧结环冷机的余热发电系统，其特征在于，还包括低压汽包；所述低压蒸汽生成装置包括低压过热器、低压蒸发器和低温省煤器；
所述低压过热器、低压蒸发器和低温省煤器分别通过管道接入所述低压汽包的内部，所述低温省煤器中的低温水输入低压汽包内部，所述低压蒸发器产生低压饱和蒸汽通过低压汽包输送至低压过热器，所述低压过热器产生低压过热蒸汽，并将所述低压过热蒸汽输送至汽轮机的低压蒸汽口。
6.根据权利要求1所述的烧结环冷机的余热发电系统，其特征在于，还包括海水淡化装置；所述海水淡化装置的入水口通过管道连接所述汽轮机的排汽口，所述汽轮机产生的乏汽输入海水淡化装置进行海水淡化。
7.根据权利要求6所述的烧结环冷机的余热发电系统，其特征在于，还包括加热器和除氧器；
所述除氧器通过管道连接海水淡化装置的出水口；所述加热器安装在海水淡化装置的出水口和除氧器之间的管道上，所述除氧器还通过管道连接所述低压蒸汽生成装置；
所述加热器加热海水淡化装置输出的凝结水，加热后的凝结水通过除氧器除氧后输入低压蒸汽生成装置。
8.根据权利要求7所述的烧结环冷机的余热发电系统，其特征在于，还包括凝结水泵，所述凝结水泵安装在海水淡化装置的出水口和加热器之间的管道上；所述凝结水泵将海水淡化装置输出的凝结水抽送至所述除氧器。
9.根据权利要求7所述的烧结环冷机的余热发电系统，其特征在于，还包括锅炉给水泵，所述锅炉给水泵的入水口通过管道连接除氧器，所述锅炉给水泵的出水口连接低压蒸汽生成装置。
10.根据权利要求1所述的烧结环冷机的余热发电系统，其特征在于，所述余热锅炉底部设有排气口。
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