CN106225487A - 一种烧结球团立式冷却及烧结余热综合利用系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烧结球团立式冷却及烧结余热综合利用系统，包括立式冷却器、冷却风机、循环风机、余热锅炉、汽轮机组或发电机组、旋风除尘器，立式冷却器上部设有进料装置，立式冷却器中部设有一次冷却段，立式冷却器下部设有二次冷却段，一次冷却段上端设有一段出风口，一次冷却段下端设有一段进风管，二次冷却段上部设有二段出风口，二次冷却段下部设有二段进风管，二次冷却段下端设有卸料口，一段出风口通过依次连接余热锅炉、旋风除尘器、循环风机、一段进风管，余热锅炉通过管道连接汽轮机组或发电机组，二段进风管连接冷却风机，二段出风口连接烧结机的烧结保温段。本发明冷却效率高、能源消耗少、设备运行稳定性好。

Description

一种烧结球团立式冷却及烧结余热综合利用系统

技术领域

本发明涉及烧结球团冷却设备及烧结余热综合利用技术领域，尤其涉及一种烧结球团立式冷却及烧结余热综合利用系统。

背景技术

钢铁厂烧结规模逐步扩大，导致烧结矿的产量迅速增加，烧结系统是为高炉提供优质原料的大型设备，其中，烧结成品矿的冷却又是影响烧结成本的最大瓶颈。在钢材市场疲软的情况下，节能降耗、高效环保是每一个钢厂的首要考虑。研究表明，烧结机主烟道烟气余热占烧结工序能耗的13％～23％左右，冷却机废气余热占烧结工序能耗的19％～35％，两者之和高达50％，理论二次能源的产生量为1.61GJ/吨。可见，烧结厂余热回收潜力巨大，回收的重点应为烧结废(烟)气余热和烧结矿显热回收。

冷却是烧结生产工艺的重要步骤之一，用于冷却经烧结机焙烧并经单辊破碎机破碎的烧结矿料。目前，各大烧结厂普遍采用的烧结矿的冷却设备主要为鼓风式带式冷却机和鼓风式环式冷却机。现有技术中不管是带式冷却还是环式冷却，由于采用的都是鼓风冷却，因此，由鼓风机送入的空气的利用效率直接影响冷却机的冷却效率，为了保证冷空气的使用效率，要求台车底部与风箱之间的空隙得到有效密封，防止空气从两者间的空隙漏出，但是现有的冷却机台车底部和风箱之间的空隙的密封效果难以保证，存在着漏风率高、风量配比大、电耗高的问题；另一方面，如果要达到好的冷却效果，台车的运行距离要足够长，如果台车运行距离过短，矿料可能无法完全冷却，因此带式或环式冷却机的占地面积通常较大，不仅制造成本高，维护费用也大。而且现有的冷却机由于漏风率高，在余热回收过程中导致余热温度低，热效率低，产生的电能少，发电成本加大。甚至有些企业将冷却机的冷却低温区废风直接外排，不仅导致工作环境差，还会造成污染环境的恶果。

为了克服现有环式或带式冷却机存在的缺陷，市场上出现了立式冷却设备。如申请号为201310419503.8、发明名称为一种立式冷却窑的中国发明专利申请公开了一种立式冷却窑，其采用的进风方式为中心给风和边缘给风相结合的方式向窑体内送风，该方式由于进风要通过风道及风帽，所以风阻大，且风量大小无法调节，就会形成离进风口近的风道风量大，而离进风口远的风道风量小，最终影响烧结矿的热量置换；同样的，出风口在立式窑的上方单面、单出风口，也形成了局部出风量大，局部出风量小，导致不同位置冷却效果存在差异。同时，风道和风帽的制作及维护成本高，运行费用高，维护工作量大，窑龄短，不利于烧结机的稳定运行。

专利号为200910187381.8、发明名称为烧结过程余热资源的竖罐式回收装置与利用方式的中国发明专利也公开了一种竖式冷却罐体，其也采用中心进风的方式，通过风道和风帽进风，同样存在风阻大且风量大小无法调节，出风口局部出风量不同，冷却效果不一致的问题。而且由于进风口风道无风量调节装置，进风量无法调节，风道出风口单面出风，容易形成风流的短路，造成局部冷却效果差。且风道处由于物料的堆积，容易产生测压，把风道压坏，影响生产。制造成本大，维护困难，炉龄短。

申请号为201410280340.4、发明名称为用于烧结余热发电系统的立式螺旋叉流冷却换热装置及其方法的中国发明专利申请公开了一种立式冷却换热装置，其设计有预存段和冷却段，且通过螺旋通道利用物料的自重在螺旋面上下滑到出料口，在下滑过程中，由于烧结物料的摩擦阻力大，容易引起螺旋滑道的损坏，及物料的堵塞，一旦发生此类情况，将会引起系统瘫痪；进出风口也是在该装置的单面，且风量无法调节，在物料充填量不足的情况下，容易形成局部风流的短路，直接进入回风口，所以造成风机电流增大，电耗增大，冷却效果的降低。中心进风管边缘出风口数量多，形成出风总管的薄弱环节，出风口容易进小物料，且加大了物料对管径的冲击损坏。制作成本大，维护费用高，不利于长期作业。

发明内容

发明目的：针对现有技术问题，本发明目的是提供一种冷却效率高、能源消耗少、设备运行稳定性好的烧结球团立式冷却及烧结余热综合利用系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种烧结球团立式冷却及烧结余热综合利用系统，包括立式冷却器、冷却风机、循环风机、余热锅炉、汽轮机组或发电机组、旋风除尘器，立式冷却器上部设有进料装置，立式冷却器中部设有一次冷却段，立式冷却器下部设有二次冷却段，一次冷却段上端设有一段出风口，一次冷却段下端设有一段进风管，二次冷却段上部设有二段出风口，二次冷却段下部设有二段进风管，二次冷却段下端设有卸料口，一段出风口依次连接余热锅炉、旋风除尘器、循环风机、一段进风管，余热锅炉通过管道连接汽轮机组或发电机组，二段进风管连接冷却风机，二段出风口连接烧结机的烧结保温段。

进一步的，所述一段出风口与余热锅炉的连接管路还分别连接有放散管道、专用管道A，专用管道A连接烧结机的烧结点火煤气炉及空气预热系统，所述旋风除尘器与循环风机的连接管路还连接有专用管道B，专用管道B连接兑冷风机。

进一步的，所述进料装置包括进料阀，进料阀上端连接冷却器进料口，进料阀下端连接料钟。

进一步的，所述进料装置连接上料小车系统。

进一步的，所述卸料口的下方设置振动筛或星型给料机，振动筛或星型给料机的下方设置输送皮带；所述旋风除尘器的粉尘出口设有输送皮带。

进一步的，所述二段进风管与冷却风机的连接管路上设有调节阀门A，所述一段进风管的出风口设有调节阀门B，所述放散管道上设有调节阀门C，所述专用管道A上设有调节阀门，所述一段出风口与余热锅炉的连接管路上设有调节阀门E,所述旋风除尘器与循环风机的连接管路上设有调节阀门F，所述专用管道B上设有调节阀门G。

有益效果：本发明的立式冷却器采用上进料，下出料的方式，进料口设置料钟，保证在装料过程中系统的密闭状态，同时在烧结热矿下落时，沿料钟外表面下滑，烧结料不至破损；由于其密封性好，无外漏风进入，使冷却风量在最小化供风的情况下，高热值最大化，有利于余热发电的最大效益；冷却段出风口可以双向甚至多向出风，实现余热均匀回收，有利于对烧结余热的充分利用；卸料口数量可根据烧结产量的大小而变化调整，进一步减小冷却装置整体高度和排料的可靠性；本发明立式冷却塔全系统采用负压冷却，无污染物排放，有利于环保。

附图说明

图1为本发明实施例一的结构示意图；

图2为图1中A-A剖面图；

图3为图1中B-B剖面图；

图4为本发明实施例二的结构示意图；

图中：1-立式冷却器，1-1-一段进风管，1-2-二段进风管，1-3-卸料口，1-4-进料阀，1-5-料钟，1-6-一段出风口，1-7-二段出风口，1-8-冷却器进料口，1-9-进料装置，1-10-一次冷却段，1-11-二次冷却段，2-冷却风机，3-循环风机，4-余热锅炉，5-汽轮机组或发电机组，6-旋风除尘器，7-管道，8-1-调节阀门A，8-2-调节阀门B，8-3-调节阀门C，8-4-调节阀门D，8-5-调节阀门E，8-6-调节阀门F，8-7-调节阀门G，9-上料小车系统，10-振动筛或星型给料机，11-输送皮带，12-烧结机的烧结保温段，13-烧结机的烧结点火煤气炉及空气预热系统，14-1-专用管道A，14-2-专用管道B，15-兑冷风机，16-放散管路。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做更进一步的解释。

实施例一

如图1至3所示，本发明的一种烧结球团立式冷却及烧结余热综合利用系统，包括立式冷却器1、冷却风机2、循环风机3、余热锅炉4、汽轮机组或发电机组5、旋风除尘器6。

立式冷却器1上部设有进料装置1-9，立式冷却器1中部设有一次冷却段1-10，立式冷却器1下部设有二次冷却段1-11。所述进料装置1-9包括进料阀1-4，进料阀1-4上端连接冷却器进料口1-8，进料阀1-4下端连接料钟1-5。一次冷却段1-10上端设有一段出风口1-6，一次冷却段1-10下端设有一段进风管1-1。二次冷却段1-11上部设有二段出风口1-7，二次冷却段1-11下部设有二段进风管1-2，二次冷却段1-11下端设有卸料口1-3。一段出风口1-6依次连接余热锅炉4、旋风除尘器6、循环风机3、一段进风管1-1，余热锅炉4通过管道7连接汽轮机组或发电机组5，二段进风管1-2连接冷却风机2，二段出风口1-7连接烧结机的烧结保温段12。

所述一段出风口1-6与余热锅炉4的连接管路还分别连接有放散管道16、专用管道A14-1，专用管道A14-1连接烧结机的烧结点火煤气炉及空气预热系统13，所述旋风除尘器6与循环风机3的连接管路还连接有专用管道B14-2，专用管道B14-2连接兑冷风机15。

所述二段进风管1-2与冷却风机2的连接管路上设有调节阀门A8-1，所述一段进风管1-1的出风口设有调节阀门B8-2，所述放散管道16上设有调节阀门C8-3，所述专用管道A14-1上设有调节阀门8-4，所述一段出风口1-6与余热锅炉4的连接管路上设有调节阀门E8-5,所述旋风除尘器6与循环风机3的连接管路上设有调节阀门F8-6，所述专用管道B14-2上设有调节阀门G8-7。

系统冷却的物料通过进料阀、料钟进入立式冷却器，物料由上向下移动，依次通过一次冷却段、二次冷却段进行热交换，两个冷却段的冷却风均从下向上运动，冷却完成后的物料从卸料口排出。

旋风除尘器的作用是保护循环风机的使用寿命，减少设备的损耗。二段冷却的出风口与烧结机的烧结保温段相连，利用烧结自身的主抽风机进行风量回收，这样的好处是即节省了除尘器的设置，又节省了烧结机设备的投资成本和维护成本。放散管路用于防止余热锅炉紧急维修。专用管道A的作用是给烧结机的点火炉煤气和空气预热系统提供热源，这样既节省了煤气、空气预热成本，又提供了一部分能量的释放。

所述余热锅炉产出的蒸汽与发电机组或汽轮机连接，蒸汽与发电机组连接将蒸汽热能转化为电能，蒸汽与汽轮机连接将蒸汽热能转化为机械能，这样节能节约自身能源的消耗，又能提高能源利用效率。

旋风除尘器与循环风机连接的管路通过专用管道B连接兑冷风机，用于鼓入适量的冷风并与高温烟气混合，防止冷却物料温度过高，达到提前冷却物料的目的。

为了进一步减小冷却装置整体高度和排料的可靠性，立式冷却器的底部设有2个及以上卸料口，卸料口数量可根据烧结产量的大小而变化调整，本实施例仅给出2x2这种结构形式，当然也不限于这种形式。设置多个卸料口的好处是将原有的一对一过度模式改为多对多模式，缩短了过渡段的距离。

以烧结机小时产量420t/h为例,物料温度为650～700℃，物料要求冷却至100～150℃，烟气温度满足余热锅炉等热交换设备的要求，根据工艺及产量的要求，本实施例在一段进风口投入45万m3/h的常温风量，物料冷却至200～250℃，产生的风温为380～500℃高温烟气，高温烟气满足余热锅炉等热交换设备的要求。在二段进风口投入11万m3/h的常温风量，物料冷却至100～150℃，低温物料满足工艺设备要求。

实施例二

如图4所示，实施例二与实施例一的区别在于，所述进料装置1-9连接上料小车系统9。另外，所述卸料口1-3的下方设置振动筛或星型给料机10，振动筛或星型给料机10的下方设置输送皮带11；所述旋风除尘器6的粉尘出口设有输送皮带11。

通过上料小车系统把物料从地面送入进料装置的冷却器进料口，同时卸料口的下方设置振动筛或星型给料机，用于控制冷却后的物料排放，振动筛或星型给料机的下方设置输送皮带，以满足工艺输送的各种需求。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种烧结球团立式冷却及烧结余热综合利用系统，其特征在于：包括立式冷却器(1)、冷却风机(2)、循环风机(3)、余热锅炉(4)、汽轮机组或发电机组(5)、旋风除尘器(6)，立式冷却器(1)上部设有进料装置(1-9)，立式冷却器(1)中部设有一次冷却段(1-10)，立式冷却器(1)下部设有二次冷却段(1-11)，一次冷却段(1-10)上端设有一段出风口(1-6)，一次冷却段(1-10)下端设有一段进风管(1-1)，二次冷却段(1-11)上部设有二段出风口(1-7)，二次冷却段(1-11)下部设有二段进风管(1-2)，二次冷却段(1-11)下端设有卸料口(1-3)，一段出风口(1-6)依次连接余热锅炉(4)、旋风除尘器(6)、循环风机(3)、一段进风管(1-1)，余热锅炉(4)通过管道(7)连接汽轮机组或发电机组(5)，二段进风管(1-2)连接冷却风机(2)，二段出风口(1-7)连接烧结机的烧结保温段(12)。

2.根据权利要求1所述的一种烧结球团立式冷却及烧结余热综合利用系统，其特征在于：所述一段出风口(1-6)与余热锅炉(4)的连接管路还分别连接有放散管道(16)、专用管道A(14-1)，专用管道A(14-1)连接烧结机的烧结点火煤气炉及空气预热系统(13)，所述旋风除尘器(6)与循环风机(3)的连接管路还连接有专用管道B(14-2)，专用管道B(14-2)连接兑冷风机(15)。

3.根据权利要求2所述的一种烧结球团立式冷却及烧结余热综合利用系统，其特征在于：所述进料装置(1-9)包括进料阀(1-4)，进料阀(1-4)上端连接冷却器进料口(1-8)，进料阀(1-4)下端连接料钟(1-5)。

4.根据权利要求3所述的一种烧结球团立式冷却及烧结余热综合利用系统，其特征在于：所述进料装置(1-9)连接上料小车系统(9)。

5.根据权利要求4所述的一种烧结球团立式冷却及烧结余热综合利用系统，其特征在于：所述卸料口(1-3)的下方设置振动筛或星型给料机(10)，振动筛或星型给料机(10)的下方设置输送皮带(11)；所述旋风除尘器(6)的粉尘出口设有输送皮带(11)。

6.根据权利要求5所述的一种烧结球团立式冷却及烧结余热综合利用系统，其特征在于：所述二段进风管(1-2)与冷却风机(2)的连接管路上设有调节阀门A(8-1)，所述一段进风管(1-1)的出风口设有调节阀门B(8-2)，所述放散管道(16)上设有调节阀门C(8-3)，所述专用管道A(14-1)上设有调节阀门(8-4)，所述一段出风口(1-6)与余热锅炉(4)的连接管路上设有调节阀门E(8-5),所述旋风除尘器(6)与循环风机(3)的连接管路上设有调节阀门F(8-6)，所述专用管道B(14-2)上设有调节阀门G(8-7)。