CN106197046A - 模块化分段内置于烧结机烟道上的热管式余热锅炉系统 - Google Patents

Abstract

模块化分段内置于烧结机烟道上的热管式余热锅炉系统，属于钢铁冶炼设备技术领域。包括大烟道、小烟道、分段布置的热管式蒸发器模块、汽包，大、小烟道分别包括若干烟道管节，各烟道管节上分别设置至少一个导气管，所述大、小烟道通过导气管与相应的烧结机风箱连接，热管式蒸发器模块分别布置在两个相邻烟道管节之间，热管式蒸发器模块的汽水混合物出口通过管路与汽包连接，热管式蒸发器模块的进水口通过管路与汽包出水口连接。本系统充分利用烧结机现有场地回收的烧结机余热资源、做到了能源合理、有效、梯级利用，设备投资省、占地面积小，所产生的蒸汽用于发电，具有显著的经济效益和社会效益，在设备使用过程中，充分发挥热管式换热器的优势。

Description

模块化分段内置于烧结机烟道上的热管式余热锅炉系统

技术领域

本专利涉及一种模块化分段内置于烧结机大小烟道上使用的热管式余热锅炉，属于钢铁冶炼设备技术领域。

背景技术

现有钢铁生产设备中，烧结机的带冷机或环冷机的废气余热，已普遍回收利用以产生蒸汽，用以发电或作它用。但烧结机本身的废气余热尚未普遍回收利用，只有少数钢铁企业采用了外置(内置)式余热回收装置（余热锅炉、蒸汽发生器等）。众所周知，烧结机在点火后，随着烧结台车由机头往机尾移动，利用烟道上的引风机抽吸助燃空气进行反烧，其燃烧后的废气经由十几对导气管通入烟道由引风机送至烟囱排出。一般情况下，处于机头的1#～4#个风管及处于机尾的2～3个风管的废气SO₂含量少，其废气不需要脱硫，直接经由小烟道排走，而其余风管的废气SO₂含量较多，其废气需要脱硫，则经由大烟道排向除尘器及脱硫装置。

如图1所示，外置式余热回收装置所示，所谓烧结机外置式余热回收装置，烧结机1下面的大烟道2及小烟道3分别用电动阀门4、7隔断，将烧结机1下尾部约5个导气管内的废气经由旁通烟道10、11、阀门5、8引出至蒸汽过热器12、14及蒸汽发生器13、15，再经由阀门6、9、旁通烟道16、17回到烟道2及烟道3。大、小烟道的蒸汽发生器共用1个汽包18。在工作时，关闭阀门4、7，打开阀门5、6、8、9，分别将大烟道2上的约3个导气管内的废气及小烟道3上的约2个导气管内的废气引向蒸汽过热器12、14及蒸汽发生器13、15，13、15所产生的汽、水混合物经汽包18进行汽水分离，分离后的饱和蒸汽流过蒸汽过热器12、14，加热到所需温度后外供发电或外供它用。

这种烧结机外置式余热回收装置存在的缺点是：

（1）外置式布置将余热锅炉放置在烧结机主厂房外，增加了占地面积，增加了设备支撑及平台、管道，对于烧结厂而言，多数企业不具备外置式布置的条件；

（2）所增加的旁通烟道难于布置；

（3）增加了6个大直径烟道阀门，增加了设备投资；

（4）对于未被引出的其它一些风管的具有余热回收价值的废气，不能累加利用，即不能做到能源梯级利用，过热蒸汽的温度得不到可靠保障。

如图2、3所示，外置于烧结机大烟道旁的翅片管式余热锅炉所示，所谓外置于烧结机大烟道旁的翅片管式余热锅炉，两个蒸汽过热器和两个一级翅片管蒸发器分别布置在第一大烟道2、第二大烟道2'尾部两侧，烧结机尾部约2个导气管内的烟气经旁通导气管8、8′、11、11′汇入蒸汽过热器烟气进口，流过蒸汽过热器7、7′和一级翅片管蒸发器6、6′放出热量后经过一级翅片管蒸发器烟气出口管道5、5′回到第一大烟道2、第二大烟道2'；烧结机次尾部约2个导气管内的烟气经旁通导气管12、12′、13、13′汇入二级翅片管蒸发器烟气进口，流过二级翅片管蒸发器4、4′放出热量后经过二级翅片管蒸发器烟气出口管道3、3′回到第一大烟道2、第二大烟道2'。所述高温除氧水经水泵进入汽包14，汽包14的出水端分别连接一级翅片管蒸发器6、6′和二级翅片管蒸发器4、4′的进水端，一级翅片管蒸发器6、6′和二级翅片管蒸发器4、4′的出水端连接汽包14，汽包14的出气端连接蒸汽过热器7、7′的进气端，蒸汽过热器7、7′的出气端连接蒸汽管网。

这种外置于烧结机大烟道旁的翅片管式余热锅炉存在的缺点是：

（1）换热器前的导气管路必须设旁通管路，且在原导气管路及旁通管路上增设阀门，现场导气管路改造工作量增加，改造费用增加，且多数厂家增加的旁通管道不便布置。

（2）外置于烧结机大烟道旁的换热器内的灰尘排除不畅，易形成灰堵影响设备的使用。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种模块化分段内置于烧结机烟道上使用的热管式余热锅炉。

本发明包括大烟道、小烟道、分段布置的热管式蒸发器模块、汽包，所述大、小烟道分别包括若干烟道管节，各所述烟道管节上分别设置至少一个导气管，所述大、小烟道通过导气管与相应的烧结机风箱连接，所述热管式蒸发器模块分别布置在两个相邻烟道管节之间，所述热管式蒸发器模块设有汽水混合物出口，所述热管式蒸发器模块的汽水混合物出口通过管路与汽包连接，所述热管式蒸发器模块设有进水口，所述热管式蒸发器模块的进水口通过管路与汽包出水口连接。

本发明也可在所述大烟道或小烟道上设置蒸汽过热器，所述蒸汽过热器设置在位于烟气前进方向首个热管式蒸发器模块输入端的前方的大烟道或小烟道上，所述蒸汽过热器连接在大烟道或小烟道的两个所述烟道管节之间，所述过热器设有饱和蒸汽进口、过热蒸汽出口，所述蒸汽过热器的饱和蒸汽进口通过饱和蒸汽管路与汽包蒸汽出口连接，所述过热器的过热蒸汽出口排出过热蒸汽。

本发明在所述大、小烟道上的过热器模块也可根据过热器所需的换热面积要求设置第一过热器、第二过热器，所述第一、第二过热器分别设置在位于烟气前进方向首个热管式蒸发器模块输入端的前方的大、小烟道上，所述第一、第二过热器之间通过管道并接或串接；并接时第一过热器、第二过热器通过饱和蒸汽管道与所述汽包的出气口连接，第一过热器、第二过热器的蒸汽出口排出过热蒸汽；串接时所述第二过热器通过饱和蒸汽管道与所述汽包的出气口连接，所述第二过热器的蒸汽出口通过管道与所述第一过热器的蒸汽进口连接，所述第一过热器的蒸汽出口排出过热蒸汽。

本发明在所述大烟道或小烟道上设置省煤器，所述省煤器设置在位于烟气前进方向最后一个热管式蒸发器模块输出端的后方的大烟道或小烟道上，所述省煤器连接在大烟道或小烟道的相邻两个烟道管节之间，所述省煤器设有水进口、水出口，所述除氧水进口连接相应的除氧器给水系统，所述除氧水出口通过管路连接至所述汽包的进水口。

本发明在所述大、小烟道上的省煤器也可根据给水工况设置第一省煤器、第二省煤器，所述第一、第二省煤器分别布置在位于烟气前进方向最后一个热管式蒸发器模块输出端后方的大、小烟道上，所述第一、第二省煤器之间通过管道并接或串接；并接时第一省煤器、第二省煤器的进水口通过给水管道与给水系统连接，第一省煤器、第二省煤器的出水口通过管路连接汽包的进水口；串接时所述第一省煤器的进水口通过给水管道与给水系统连接，第一省煤器的出水口通过管道连接至除氧器的进水口，除氧器的出水口通过水泵及管道连接至第二省煤器的进水口，第二省煤器的出水口通过管道连接至汽包的进水口。

本发明的优点在于：因将热管式蒸发器分成若干个换热模块直接布置在烧结机大、小烟道上，充分利用烧结机现有场地回收的烧结机余热资源、做到了能源合理、有效、梯级利用，设备投资省、占地面积小，所产生的蒸汽用于发电，具有显著的经济效益和社会效益，在设备使用过程中，充分发挥热管式换热器的优势：一支或几十支热管损坏不影响设备的使用，只是产汽量略有下降；不会影响烧结机生产，其可广泛应用于钢铁企业烧结机行业。

附图说明

图1为本发明背景技术的一种结构示意图；

图2为本发明背景技术的一种结构示意图；

图3为图2的A-A向视图。

图4为本发明的一种结构示意图；

图5为图4的A-A向视图；

图6为图4的B-B向视图。

具体实施方式

如图4、5、6所示，本模块化分段内置于烧结机烟道上的热管式余热锅炉系统，包括大烟道20、小烟道21、分段布置的热管式蒸发器模块22、汽包23，大、小烟道20、21分别包括若干烟道管节24，分段布置的热管式蒸发器模块22又分为热管式蒸发器模块I、热管式蒸发器模块II、热管式蒸发器模块III，各烟道管节24上分别设置至少一个导气管25，大、小烟道20、21通过导气管25与相应的烧结机风箱26连接，各热管式蒸发器模块I、II、III分别连接在两个相邻烟道管节24之间，各热管式蒸发器模块I、II、III分别设有汽水混合物出口27，各热管式蒸发器模块I、II、III的汽水混合物出口27分别通过出汽管路28与汽包23进汽口连接，各热管式蒸发器模块I、II、III分别设有给水进口29，各热管式蒸发器模块I、II、III的给水进口分别通过给水管路30与所述汽包23出水口连接。

根据实际需求，在大烟道20或小烟道21上设置过热器31，过热器31设置在位于烟气前进方向首个热管式蒸发器模块输入端的前方的大烟道20或小烟道21上，过热器31连接在大烟道20或小烟道21的两个烟道管节24之间，过热器31设有饱和蒸汽进口32、过热蒸汽出口33，过热器31的饱和蒸汽进口32通过饱和蒸汽管路34与汽包23蒸汽出口连接，过热器31的过热蒸汽出口33排出过热蒸汽。

根据实际工况需求，在大烟道20、小烟道上21分别布置过热器31，过热器31分为第一过热器31-1，第二过热器31-1，过热器31-1、31-2分别布置在位于烟气前进方向首个热管式蒸发器模块输入端前方的小烟道21、大烟道20上，第一过热器31-1，第二过热器31-2通过管道串接或并接；串接时第一过热器31-1的饱和蒸汽进口32通过饱和蒸汽管路34与汽包23蒸汽出口连接，第一过热器31-1的过热蒸汽出口33通过蒸汽管路41与第二过热器31-2的饱和蒸汽进口32连接；第二过热器31-2的过热蒸汽出口33排出过热蒸汽；并接时第一过热器31-1、第二过热器31-2的饱和蒸汽进口32通过饱和蒸汽管路34与汽包23蒸汽出口连接，第一过热器31、第二过热器31-2的过热蒸汽出口33排出过热蒸汽。

根据实际工况需求，在大烟道20或小烟道21上设置省煤器36，省煤器36设置在位于烟气前进方向最后一个热管式蒸发器模块III输出端后方的大烟道20或小烟道21上，省煤器36设有进水口37、39，出水口38、40，进水口37、39通过管道与给水系统连接，出水口38、40通过管道连接至汽包23的进水口。

根据实际工况需求，在所述大、小烟道20、21上分别设置省煤器36，省煤器36又分为第一省煤器36-1、第一省煤器36-2，省煤器36-1、36-2分别布置在位于烟气前进方向最后一个热管式蒸发器模块输出端后方的小烟道21、大烟道20上，第一省煤器36-1，第二省煤器36-2通过管道串接或并接；串接时第一省煤器36-1的进水口39通过管道与给水系统连接，出水口40通过管道与除氧器的进水口连接，除氧器的出水口通过水泵及管道与第二省煤器36-2的进水口37连接，第二省煤器36-2的出水口38通过管道与汽包的进水口连接；并接时第一省煤器36-1，第二省煤器36-2的进水口37、39通过管道与给水系统连接，出水口38、40通过管道连接至汽包的进水口。

本系统的工作原理是：过热器（视工况可以分第一、第二过热器，也可不分）分别或单独布置在大烟道、小烟道上，烧结机尾部导气管内的烟气流过过热器，放出热量后与后面的导气管里的烟气混合流过热管式蒸发器模块I，放出热量后再与后面导气管里的烟气混合流过热管式蒸发器模块II，放出热量后再与后面导气管里的烟气混合流过热管式蒸发器模块III，放出热量后再与后面导气管里的烟气混合流过省煤器（省煤器可据给水温度分为第一省煤器或第二省煤器；也可为一个省煤器布置在大烟道或小烟道上），放出热量后与后面的导气管的烟气混合后由引风机排出。所述软水经软水泵送入第一省煤器进水口，经第一省煤器加热后进入除氧器，除氧水经给水泵送入第二省煤器入口，经第二省煤器加热后进入汽包，汽包的出水端分别连接热管式蒸发器模块I、II、III的进水端，经热管式蒸发器模块I、II、III加热后产生的汽水混合物经出汽端连接汽包的进汽端，汽水混合物在汽包内进行汽水分离后产生的饱和蒸汽进入第一过热器进口端，经第一过热器过热后从第一过热器出口端流出进入第二过热器的进口端，经第二过热器过热后从第二过热器的出汽端流出并入蒸汽管网。

本专利并不局限于上述实施方式，模块化分段内置于大、小烟道上的热管式余热锅炉系统，也可在大、小烟道上根据用户要求不设第一、第二过热器或第一、第二省煤器，省煤器的型式可为热管式，也可为水管式， 热管式蒸发器模块的数量、布置位置视现场工况而定。

Claims (5)

1.模块化分段内置于烧结机烟道上的热管式余热锅炉系统，包括大烟道、小烟道、热管式蒸发器、汽包等，其特征在于分段布置的热管式蒸发器模块，所述大、小烟道分别包括若干烟道管节，各所述烟道管节上分别设置至少一个导气管，所述大、小烟道通过导气管与相应的烧结机风箱连接，所述热管式蒸发器模块分别布置在两个相邻烟道管节之间，所述热管式蒸发器模块分别设有汽水混合物出口，所述热管式蒸发器模块的汽水混合物出口分别通过出汽管路与所述汽包连接，所述热管式蒸发器模块分别设有进水口，所述热管式蒸发器模块的进水口分别通过给水管路与所述汽包出水口连接。

2.根据权利要求1所述的模块化分段内置于烧结机烟道上的热管式余热锅炉系统，其特征在于在所述大烟道或小烟道上可设置过热器，所述过热器设置在位于烟气前进方向首个热管式蒸发器模块输入端的前方的大烟道或小烟道上，所述过热器连接在大烟道或小烟道的两个所述烟道管节之间，所述过热器设有进汽口、出汽口，所述过热器的进汽口通过饱和蒸汽管路与所述汽包蒸汽出口连接，所述过热器的出口排出过热蒸汽。

3.根据权利要求1所述的模块化分段内置于烧结机烟道上的热管式余热锅炉系统，其特征在于所述大烟道、小烟道上分别设置第一、第二过热器，所述第一、第二过热器之间通过管道并接或串接；并接时所述第一、第二过热器通过饱和蒸汽管道与所述汽包的出气口连接，所述第一、第二过热器的蒸汽出口排出过热蒸汽；串接时所述第二过热器通过饱和蒸汽管道与所述汽包的出气口连接，所述第二过热器的蒸汽出口通过管道与所述第一过热器的蒸汽进口连接，所述第一过热器的蒸汽出口排出过热蒸汽。

4.根据权利要求1所述的模块化分段内置于烧结机烟道上的热管式余热锅炉系统，其特征在于在所述大烟道或小烟道上设置省煤器，所述省煤器设置在位于烟气前进方向最后一个热管式蒸发器模块输出端的后方的大烟道或小烟道上，所述省煤器连接在大烟道或小烟道的相邻两个烟道管节之间，所述省煤器设有水进口、水出口，所述水进口连接相应的给水系统，所述水出口通过管路连接至所述汽包的进水口。

5.根据权利要求1所述的模块化分段内置于烧结机烟道上的热管式余热锅炉系统，其特征在于所述大、小烟道上的省煤器模块也可据锅炉给水温度情况设第一省煤器、第二省煤器，所述第一、第二省煤器之间通过管道并接或串接；并接时所述给水系统的出水端与第一、第二省煤器的进水端连接，所述第一、第二省煤器的出水口通过省煤器出水管道与所述汽包的进水口连接。串接时所述给水系统的出水端与第一省煤器的进水端连接，所述第一省煤器的出水端连接除氧器的进水端，除氧器的出水端通过水泵、管路连接第二省煤器的进水端，所述第二省煤器的出水口通过省煤器出水管道与所述汽包的进水口连接。