CN105783532A - 全封闭环冷机余热回收装置 - Google Patents

Abstract

全封闭环冷机余热回收装置，属于烧结环冷机余热利用技术领域。本发明包括抽尘点，抽尘点经烟道与过热器的输入端相连，过热器的输出端与受料口高温风机的输入端相连，受料口高温风机的输出端与余热锅炉高参数烟气进口相连，环冷机二段的烟罩与余热锅炉低参数烟气进口相连；环冷机顶部的烟罩被隔板隔断成若干段，在每段烟罩的烟囱上均设置切换风门；在环冷机的底部设置有冷却风机，冷却风机的入口与后一段环冷机的烟囱相连接，其出口与环冷机底部的连通风道和落灰斗相连；除环冷机一段和环冷机二段之外的环冷机的烟囱经增压风机与料层上部风罩相连；在环冷机的连通风道上设置有调节风门，通过调节风门将与各冷却风机相连的连通风道隔离。

Description

全封闭环冷机余热回收装置

技术领域

本发明属于烧结环冷机余热利用技术领域，特别是涉及一种全封闭环冷机余热回收装置，用于烧结环冷机余热利用工艺。

背景技术

目前，国内烧结环冷机余热利用主要集中在环冷机一段和二段之中，环冷机的热量未被全部利用，有将近占冷却机排出废热的50％左右的热量没有被利用。另外，在现场的实际运行过程中，有时会出现余热发电的运行造成烧结系统的燃耗的升高，究其原因是将原有的热风烧结工艺用热风送去烧结余热发电用，导致烧结工艺所需燃料消耗量增加，违背了节能减排的初衷。

采用合适的余热回收装置回收未利用部分热量，并且利用新回收的热风送至烧结工艺系统用，对节能减排、降低烧结能耗有着重要的意义。环冷机余热回收装置能否成功的回收高品质热源，关键在于能否在正常生产的情况下获得较高温度的烟气。目前，环冷机受料口处热量的利用在业内尚是空白。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种工艺简便、高效、投资成本低的全封闭环冷机余热回收装置；该装置可有效降低烧结热耗率，提高余热回收烟气温度，提高余热发电量。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种全封闭环冷机余热回收装置，包括设置在环冷机受料口处的抽尘点，所述抽尘点经烟道与过热器的输入端相连接，过热器的输出端与环冷机一段的受料口高温风机的输入端相连接，受料口高温风机的输出端与余热锅炉高参数烟气进口相连接，环冷机二段的烟罩与余热锅炉低参数烟气进口相连接，在过热器与抽尘点之间的烟道上设置有风温调节阀；

在环冷机顶部的烟罩内设置有隔板，环冷机顶部的烟罩被所述隔板隔断成若干段，在每段烟罩的烟囱上均设置有切换风门，所述切换风门能够对烟囱进行封闭与开启；在环冷机的底部设置有若干个冷却风机，所述冷却风机的入口与后一段环冷机的烟囱相连接，其出口与环冷机底部的连通风道和落灰斗相连接；

除环冷机一段和环冷机二段之外的环冷机的烟囱经增压风机与烧结机的料层上部风罩相连接；

在环冷机的连通风道上设置有若干个调节风门，通过所述的调节风门将与各冷却风机相连的连通风道隔离。

在所述抽尘点与过热器之间设置有底部具有连续卸灰阀的除尘器。

在所述料层上部风罩上设置有可调百叶窗或补风风门。

所述调节风门设置有四个，分别为第一调节风门、第二调节风门、第三调节风门和第四调节风门，其中，第三调节风门和第四调节风门分别对应环冷机三段与环冷机四段之间的隔板和环冷机四段与环冷机五段之间的隔板进行安装，第一调节风门对应环冷机二段与环冷机三段之间的隔板下方前一个落灰斗进行安装，第二调节风门安装在第一调节风门和第三调节风门的中间。

所述冷却风机设置有五台，分别为一号烟气再循环风机、二号烟气再循环风机、三号烟气再循环风机、四号鼓风机及五号鼓风机；五台冷却风机风量的配比范围为：一号烟气再循环风机在标准状况下的风量为环冷机总冷却风量的40％，并且一号烟气再循环风机同时是双压余热回收装置的循环风机；二号烟气再循环风机在标准状况下的风量为环冷机总冷却风量的15％，三号烟气再循环风机在标准状况下的风量为环冷机总冷却风量的20％，四号鼓风机在标准状况下的风量为环冷机总冷却风量的15％，五号鼓风机在标准状况下的风量为环冷机总冷却风量的20％。

所述受料口高温风机在标准状况下的风量为环冷机总冷却风量的5％，增压风机在标准状况下的风量为环冷机总冷却风量的35％。

所述除尘器内部为槽钢错列布置，槽钢凹面对应迎风面，布置不少于三排槽钢。

本发明的有益效果：

1、本发明全面解决了烧结自身工艺和余热回收工艺之间的矛盾，将厂区采暖系统或热风烧结技术与新型烧结环冷机相结合，利用全封闭全循环烟气技术，实现烧结厂区的零排放，全面的利用所有可见热量，实现不同品质热量的梯级利用；

2、本发明的二号烟气再循环风机和三号烟气再循环风机的空气来源为对应的环冷机四段和环冷机五段的烟气热风，在提高环冷机二段和环冷机三段风温的同时，可达到烧结机冷却系统的零排放；本发明发掘了环冷机未被开发的可以利用热源，比常规余热发电可多发电10％，同时利用环冷机的低温烟气用于烧结燃烧用热风，从而降低烧结总体热耗10％；

3、本发明通过受料口高温风机抽出环冷机受料口处的高温高尘烟气，从而提高了双压余热回收装置的高参数汽量10％，并减少烧结机尾除尘器所配风机的功率5％，达到既增加能源利用率又减少能耗的效果；

4、本发明的所有环冷机的烟囱上均有切换风门，可在事故时切换到高能耗模式继续运行环冷机；在本发明的环冷机的连通风道上设置有多个调节风门，用于隔断各冷却风机，使各冷却风机相对独立，同时在需要时开启用于事故冷却；

5、本发明的环冷机三段的烟气利用方式为强制通风，可以保证有足够的热风输送至烧结机系统，风机为大风量、小风压风机，能耗低，增加的能耗相当于环冷机总能耗的3％，对能耗的增加影响极少；本发明的环冷机三段引出的一部分热风送至烧结电火炉内保温，另一部分送入烧结机的料层上部风罩内作为助燃风，在料层上部风罩上设置有可调百叶窗或补风风门，可在事故时切换到高能耗模式继续运行烧结机；

6、烧结机的料层上部风罩设置在烧结机尾约占1/3的烧结机面积，此部分热风不但可以提供烧结矿料的燃烧用风，而且可以增加烧结机余热回收装置所利用的烟气温度10～15℃，从而可以增加蒸汽产量约5％，或者产出高品质的过热蒸汽，因此可以增加余热发电的发电量约5％。

附图说明

图1为本发明的全封闭环冷机余热回收装置的工艺流程图；

图中：1-抽尘点，2-除尘器，3-连续卸灰阀，4-风温调节阀，5-受料口高温风机，6-一号烟气再循环风机，7-二号烟气再循环风机，8-三号烟气再循环风机，9-四号鼓风机，10-五号鼓风机，11-料层上部风罩，12-可调百叶窗，13-双压余热回收装置，14-换热器，15-烟道，16-烟囱，17-切换风门，18-增压风机，19-烧结机，20-外供低参数蒸汽，21-余热锅炉低参数烟气进口，22-余热锅炉高参数烟气进口，23-环冷机一段，24-环冷机二段，25-环冷机三段，26-环冷机四段，27-环冷机五段，28-第四调节风门，29-连通风道，30-烟罩，31-隔板，32-受料口，33-锅炉给水泵，34-凝结水预热器，35-第一调节风门，36-第二调节风门，37-第三调节风门，38-落灰斗，39-环冷机，40-外供高参数蒸汽，41-低参数烟气烟道，42-高参数烟气烟道，43-高参数汽包，44-低参数汽包，45-除氧头，46-凝结水，47-沉降室，48-烟气出口，49-水预热器，50-蒸发器，51-过热器，52-风箱，53-降尘管，54-烧结烟道，55-溜槽，56-余热锅炉一级过热器，57-余热锅炉二级过热器，58-高参数蒸发器，59-高参数水预热器，60-低参数过热器，61-低参数蒸发器，62-烧结机余热回收装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

本实施例中，所述烧结机19包括烧结机台车、传动装置和烧结机台车中的烧结矿料；在烧结机19的底部分别设置有风箱52、降尘管53及烧结烟道54。

如图1所示，环冷机39受料口32与环冷机一段23为直接焊接连接，环冷机39受料口32处的抽尘点1与除尘器2通过烟道15相连接，烟道15与除尘器2用补偿器通过法兰连接，在除尘器2的进口烟道上设置有风温调节阀4。除尘器2的底部与连续卸灰阀3为法兰连接，余热锅炉二级过热器57的箱体与除尘器2焊接，余热锅炉二级过热器57的换热管布置在所述箱体内，管接头布置在箱体外，烟气不冲刷管焊缝，箱体内与烟气接触的翅片管均为连续无焊缝耐磨钢管，受料口高温风机5的进口通过烟道与余热锅炉二级过热器57的箱体相连接，烟道与余热锅炉二级过热器57的箱体的连接方式为焊接，受料口高温风机5的进出口均通过由法兰连接的补偿器与烟道相连接，受料口高温风机5的出口烟道与余热锅炉高参数烟气进口22的烟道焊接，余热锅炉高参数烟气进口22的烟道与环冷机一段23的烟罩30由焊接的补偿器连接；余热锅炉高参数烟气进口22的烟道与余热锅炉高参数烟气进口22由焊接的补偿器连接，在补偿器前装有切换风门17；余热锅炉低参数烟气进口21的烟道与环冷机二段24的烟罩30由焊接的补偿器连接，余热锅炉低参数烟气进口21的烟道与余热锅炉低参数烟气进口21由焊接的补偿器连接，在补偿器前装有切换风门17。环冷机39烟罩30用吊杆悬挂在环冷机39钢骨架顶梁下方，与环冷机台车用密封装置滑动连接；在环冷机台车上设置有车轮，能够在钢轨上运动，环冷机台车用于承装矿料，在其底部设置有通风孔，通入冷却风；在环冷机台车的下部固定有落灰斗38，落灰斗38通过密封装置与环冷机台车的底部滑动连接，落灰斗38之间通过连通风道29相连接。所述除尘器2内部为槽钢错列布置，槽钢凹面对应迎风面，布置不少于三排槽钢。

环冷机39顶部的烟罩30被隔板31隔断成五段，分别为环冷机一段23、环冷机二段24、环冷机三段25、环冷机四段26和环冷机五段27，所述隔板31焊接在烟罩30内部。第一调节风门35、第二调节风门36、第三调节风门37和第四调节风门28均为焊接风门，第三调节风门37和第四调节风门28分别对应环冷机三段25与环冷机四段26之间的隔板和环冷机四段26与环冷机五段27之间的隔板进行安装，第一调节风门35对应环冷机二段24与环冷机三段25之间的隔板下方前一个落灰斗38进行安装，第二调节风门36安装在第一调节风门35和第三调节风门37的中间。在环冷机39的底部设置有五台冷却风机，分别为一号烟气再循环风机6、二号烟气再循环风机7、三号烟气再循环风机8、四号鼓风机9及五号鼓风机10；五台冷却风机配置的特点是：在达到冷却效果的前提下，配置不同容量的风机。风机风量的特殊配比范围为：一号烟气再循环风机6在标准状况下的风量为环冷机总冷却风量的40％，并且一号烟气再循环风机6同时是双压余热回收装置13的循环风机；二号烟气再循环风机7在标准状况下的风量为环冷机总冷却风量的15％，三号烟气再循环风机8在标准状况下的风量为环冷机总冷却风量的20％，四号鼓风机9在标准状况下的风量为环冷机总冷却风量的15％，五号鼓风机10在标准状况下的风量为环冷机总冷却风量的20％；受料口高温风机5在标准状况下的风量为环冷机总冷却风量的5％，增压风机18在标准状况下的风量为环冷机总冷却风量的35％。所述的一号烟气再循环风机6通过烟道分别与落灰斗38、连通风道29及双压余热回收装置13的烟气出口48焊接，一号烟气再循环风机6的进出口通过由法兰连接的补偿器与烟道相连接，在其进口烟道上设置有法兰连接的切换风门17；所述的二号烟气再循环风机7和三号烟气再循环风机8的出口分别通过烟道与落灰斗38和连通风道29相连接，其入口分别通过烟道与环冷机四段26和环冷机五段27上的烟囱16焊接，二号烟气再循环风机7和三号烟气再循环风机8的进出口通过由法兰连接的补偿器与烟道相连接，二号烟气再循环风机7和三号烟气再循环风机8均为高温风机，分别吸入对应的环冷机四段26和环冷机五段27的热烟气；所述的四号鼓风机9和五号鼓风机10的出口分别通过烟道与落灰斗38和连通风道29焊接，四号鼓风机9和五号鼓风机10的出口通过由法兰连接的补偿器与烟道相连接。

在所述的环冷机一段23、环冷机二段24、环冷机三段25、环冷机四段26和环冷机五段27的烟囱16顶部均设置有切换风门17，通过所述的切换风门17能够对烟囱16进行封闭。环冷机三段25烟囱16上的切换风门17的下方通过增压风机18由烟道15与烧结机料层上部风罩11通过活动法兰相连接，增压风机18的进出口通过由法兰连接的补偿器与烟道相连接。在增压风机18的出口烟道上设置有法兰连接的切换风门17；环冷机三段25的热风也可根据实际情况送入双压余热回收装置13产生热水或者用于钢厂解冻库解冻用风。烧结机料层上部风罩11为箱体结构，用吊杆悬吊在烧结机活动钢架的顶梁下方，烧结机料层上部风罩11通过密封装置与烧结机台车相连接，在烧结机料层上部风罩11的侧面上设置有可调百叶窗12，烧结机料层上部风罩11的前端设置有铁链作为初步密封装置，烧结机料层上部风罩11的活动钢架可在烧结机运转层前后移动，从而不影响烧结机的检修。烧结机台车的底部通过密封装置连接有风箱52，风箱52通过焊接的降尘管53焊接到烧结烟道54上，在烧结烟道54的尾部焊接有换热器14，换热器14为箱体结构，其内部布置有换热管，可以进行汽水换热，利用在烧结烟道54内的烟气的热量加热换热管内的水或者蒸汽，所有的部件均为焊接连接。溜槽55为壳体接口，其上端与烧结机料层上部风罩11通过压力接触连接，下端与环冷机烟罩30焊接连接。所有汽水管道的连接方式均为焊接，汽水阀门等部件与管道的连接均采用法兰连接。

本实施例的烟气流程如下：

1)烧结机：所述烧结机19机尾有主抽风机，烧结机19顶部的空气通过主抽风机的动力，进入烧结机台车上的烧结矿料中进行助燃，燃烧后的废气经降尘管53进入烧结烟道54中，然后经主抽风机排放。其中，烧结机19机尾约占烧结机1/3处的空气由三号烟气再循环风机8的冷却风提供，因为环冷机39的冷却风不参与燃烧，所以此部分热空气的含氧量与普通空气的含氧量没有差别；因此，单位烧结矿所需的标准状况下的助燃风量没有变化。流经烧结烟道54的热烟气经过内置在烧结烟道54中的换热器14换热后产生蒸汽，从而回收废气中的热量，节约能耗。由于本发明采用热风加热技术，因此可以平均提高机尾烟道进入的废气温度30～40℃，从而增加换热器14所产蒸汽的品质；如果将此部分蒸汽用于发电，那么相比不用本发明的工艺，将多发10％的电量。

2)环冷机：烧结机台车上燃烧后的烧结矿料，经溜槽55进入环冷机39中，烧结矿料在环冷机39中从环冷机一段23被环冷机台车运送到环冷机五段27；在环冷机39的底部设置有五台冷却风机，分别为一号烟气再循环风机6、二号烟气再循环风机7、三号烟气再循环风机8、四号鼓风机9及五号鼓风机10，烧结矿料在运送过程中被五台冷却风机冷却。其中，四号鼓风机9和五号鼓风机10从大气吸入冷空气，三号烟气再循环风机8的冷却风由环冷机五段27的废热风提供，二号烟气再循环风机7的冷却风由环冷机四段26的废热风提供。环冷机三段25的废气经增压风机18送入烧结机19机尾。所有环冷机39的烟囱16上均设置有切换风门17，所述切换风门17为常闭风门，仅在事故时开启切换到高能耗模式继续运行环冷机39。一号烟气再循环风机6提供环冷机一段23和环冷机二段24矿料的冷却风量，冷却风为双压余热回收装置13换热后沉降室47烟气出口48的出口风，该冷却风为120～150℃的热风，冷却风将矿料冷却后，在环冷机一段23可以达到350～450℃高温热风，在环冷机二段24可以达到250～350℃高温热风，其中，在环冷机一段23最前端抽尘点1处的热风温度高达500℃；利用受料口高温风机5产生的动力，将约500℃的热风吸入除尘器2，再经余热锅炉二级过热器57，温度降低至350～400℃后进入受料口高温风机5，然后排入余热锅炉高参数烟气进口22。在除尘器2的底部设置有连续卸灰阀3，通过连续卸灰阀3可进行连续排灰。在除尘器2与抽尘点1之间的烟道15上设置有风温调节阀4，所述风温调节阀4能够保证受料口高温风机5的进口不超温。环冷机一段23的高温热风进入双压余热回收装置13的余热锅炉高参数烟气进口22，环冷机二段24的高温热风进入双压余热回收装置13的余热锅炉低参数烟气进口21；高温热风在双压余热回收装置13内换热后产生300～400℃的外供高参数蒸汽40和～200℃的外供低参数蒸汽20，此部分蒸汽外供用于发电或并入厂区蒸汽管网利用。双压余热回收装置13换热后的120～150℃的低温烟气从烟气出口48送入一号烟气再循环风机6的进口，并由一号烟气再循环风机6吹入环冷机39底部的连通风道29，然后穿过环冷机台车上的烧结矿料，将烧结矿料冷却，低温风获得热量后重新进入高参数烟气烟道42和低参数烟气烟道41，周而复始，循环往复。所述双压余热回收装置13为双压自除氧余热锅炉，可以产生两个压力等级的蒸汽，有两个不同压力的汽包，分别为高参数汽包43和低参数汽包44，并且双压余热回收装置13的高参数烟气部分采用分离式过热器，其高参数的过热器分为两段布置，其中，余热锅炉二级过热器57布置在除尘器2后，余热锅炉一级过热器56布置在双压余热回收装置13的余热锅炉高参数烟气进口22的烟道内。

本实施例的汽水流程如下：由管网来的合格的凝结水46送入凝结水预热器34后预热，然后进入低参数汽包44中，低参数汽包44带除氧头45，可以除去凝结水中所含的氧气。同时，低参数汽包44内的一部分～150℃的水经下降管进入低参数蒸发器61内，在低参数蒸发器61内换热，然后经上升管回流至低参数汽包44中，低参数汽包44内含有汽水分离装置，将饱和蒸汽分离出来并送入低参数过热器60内，产生合格的过热蒸汽外供；低参数汽包44内的另一部分～150℃的水经锅炉给水泵33送入高参数水预热器59和烧结机余热回收装置62的水预热器49中，热水在高参数水预热器59内换热升温后进入高参数汽包43内，然后经下降管进入高参数蒸发器58内，在高参数蒸发器58内换热，然后经上升管回流至高参数汽包43中，高参数汽包43内含有汽水分离装置，将饱和蒸汽分离出来并送入余热锅炉一级过热器56内，余热锅炉一级过热器56将蒸汽过热后再送入余热锅炉二级过热器57内，产生合格的过热蒸汽外供；～150℃的热水进入烧结机余热回收装置62的水预热器49内换热升温，然后进入烧结机余热回收装置62的汽包内，然后经下降管进入蒸发器50内，在蒸发器50内换热，然后经上升管回流至汽包中，汽包内含有汽水分离装置，将饱和蒸汽分离出来并送入过热器51内过热成微过热蒸汽，过热度约为5℃，然后送入双压余热回收装置13的高参数汽包43的出口，与双压余热回收装置13的高参数饱和蒸汽合并后一同送入余热锅炉一级过热器56，然后经余热锅炉二级过热器57过热后形成合格的过热蒸汽外供。

Claims (7)

1.一种全封闭环冷机余热回收装置，其特征在于包括设置在环冷机受料口处的抽尘点，所述抽尘点经烟道与过热器的输入端相连接，过热器的输出端与环冷机一段的受料口高温风机的输入端相连接，受料口高温风机的输出端与余热锅炉高参数烟气进口相连接，环冷机二段的烟罩与余热锅炉低参数烟气进口相连接，在过热器与抽尘点之间的烟道上设置有风温调节阀；

在环冷机顶部的烟罩内设置有隔板，环冷机顶部的烟罩被所述隔板隔断成若干段，在每段烟罩的烟囱上均设置有切换风门，所述切换风门能够对烟囱进行封闭与开启；在环冷机的底部设置有若干个冷却风机，所述冷却风机的入口与后一段环冷机的烟囱相连接，其出口与环冷机底部的连通风道和落灰斗相连接；

除环冷机一段和环冷机二段之外的环冷机的烟囱经增压风机与烧结机的料层上部风罩相连接；

在环冷机的连通风道上设置有若干个调节风门，通过所述的调节风门将与各冷却风机相连的连通风道隔离。

2.根据权利要求1所述的全封闭环冷机余热回收装置，其特征在于在所述抽尘点与过热器之间设置有底部具有连续卸灰阀的除尘器。

3.根据权利要求1所述的全封闭环冷机余热回收装置，其特征在于在所述料层上部风罩上设置有可调百叶窗或补风风门。

4.根据权利要求1所述的全封闭环冷机余热回收装置，其特征在于所述调节风门设置有四个，分别为第一调节风门、第二调节风门、第三调节风门和第四调节风门，其中，第三调节风门和第四调节风门分别对应环冷机三段与环冷机四段之间的隔板和环冷机四段与环冷机五段之间的隔板进行安装，第一调节风门对应环冷机二段与环冷机三段之间的隔板下方前一个落灰斗进行安装，第二调节风门安装在第一调节风门和第三调节风门的中间。

5.根据权利要求1所述的全封闭环冷机余热回收装置，其特征在于所述冷却风机设置有五台，分别为一号烟气再循环风机、二号烟气再循环风机、三号烟气再循环风机、四号鼓风机及五号鼓风机；五台冷却风机风量的配比范围为：一号烟气再循环风机在标准状况下的风量为环冷机总冷却风量的40％，并且一号烟气再循环风机同时是双压余热回收装置的循环风机；二号烟气再循环风机在标准状况下的风量为环冷机总冷却风量的15％，三号烟气再循环风机在标准状况下的风量为环冷机总冷却风量的20％，四号鼓风机在标准状况下的风量为环冷机总冷却风量的15％，五号鼓风机在标准状况下的风量为环冷机总冷却风量的20％。

6.根据权利要求1所述的全封闭环冷机余热回收装置，其特征在于所述受料口高温风机在标准状况下的风量为环冷机总冷却风量的5％，增压风机在标准状况下的风量为环冷机总冷却风量的35％。

7.根据权利要求2所述的全封闭环冷机余热回收装置，其特征在于所述除尘器内部为槽钢错列布置，槽钢凹面对应迎风面，布置不少于三排槽钢。