CN107796226B - 一种烧结矿炉排炉冷却和余热利用装置及余热利用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种烧结矿炉排炉冷却和余热利用装置及余热利用方法，该装置依次设有烧结机(1)、破碎机(2)、热筛(3)、炉排炉(4)，炉排炉(4)包括进料口(401)、炉排(402)、进风腔(403)、卸料口(404)；炉排上方的高温废气通过余热利用装置回收加以利用，利用后的废气通入炉排下方的进风腔或烧结机的风罩内，形成循环。本发明的装置及余热利用方法，能够克服现有冷却机漏风、废气余热资源的浪费和环境污染问题，又能够降低竖罐式冷却鼓风机的高电耗问题，并做到烧结矿废气余热资源的全利用。

Description

一种烧结矿炉排炉冷却和余热利用装置及余热利用方法

技术领域

本发明主要涉及到烧结工序余热利用和环保技术领域，特别涉及一种烧结矿炉排炉冷却和余热回收装置及余热利用方法。

背景技术

目前，国内钢铁企业烧结矿的冷却，通常采用环冷机或带冷机，鼓风式冷却，环冷机台车水平运动，鼓风机鼓出的风垂直向上冷却矿料，使烧结矿冷却至150℃以下供下一部工序使用。带冷或环冷机中烧结矿与冷却空气间换热属于叉流换热，环冷机台车上料层厚度一般为1400mm,吨矿冷却风量一般为2200Nm³/t，料层阻力一般为3000Pa。由于台车与风箱间有缝隙存在，冷却机有约20％-35％的漏风，使得鼓风机的电耗增加20％-35％，浪费能源。

国内钢铁企业烧结冷却机的废气余热利用，大部分只利用了烧结冷却机中高温区的废气，废气温度在250℃至500℃，约占废气总量的50％，生产300℃以上的中低压蒸汽供发电或生产使用。烧结冷却机低温区的废气由于温度低，废气温度在120℃至250℃之间利用难度大，利用成本高，大部分企业未加于利用，直接外排至大气，除造成废气余热资源的浪费外，还造成环境的热污染和颗粒物不达标。

目前，国内钢铁企业也在进行一些探索，借鉴干熄焦(CDQ)技术,提出了烧结矿竖罐式冷却系统，在竖罐式冷却系统中烧结矿与冷却空气属于逆流换热，烧结矿在竖罐中从上向下运动，冷却空气从下向上运动，其换热效果远好于带冷或环冷机的叉流换热，烧结矿竖罐式冷却系统一定程度上克服了环冷式冷却存在的一些漏风和余热利用率低的问题。但是由于竖罐式冷却，料层厚度较高，一般达5000-7000mm，料层阻力一般为12500Pa左右，使得鼓风机的电耗增加；并且竖罐的高度较高，使得安装空间受限，只能向地下挖坑，增加后序烧结矿输送的难度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对现有技术存在的冷却机漏风、废气余热资源的浪费和环境污染问题，以及竖罐式冷却鼓风机的高电耗问题，本发明提供一种烧结矿炉排炉冷却和余热回收装置及余热利用方法，其目的是能够克服现有冷却机漏风、废气余热资源的浪费和环境污染问题，又能够降低竖罐式冷却鼓风机的高电耗问题，并做到烧结矿废气余热资源的全利用。

根据本发明的第一个实施方案，提供一种烧结矿炉排炉冷却和余热利用装置，它用于烧结机或与烧结机配套。该装置包括位于烧结机下游的破碎机、热筛、炉排炉和位于炉排上方的余热利用装置，其特征在于：炉排炉包括进料口、炉排、进风腔和卸料口，其中炉排的下方设有进风腔；余热利用装置具有被设置在炉排上的炉罩，并且沿着炉排运行的方向，在炉罩内部空间的下部、在炉排上方设有3-7个(优选4-6个)空腔，在炉罩内部空间的上部设置供废气流通的废气通道，在废气通道内依次布置了(与来自不同空腔的废气的温度相对应的)不同功能(或不同参数)的换热设备。

一般，炉排(炉)的长度为5-40m，优选为6-36m，优选为10-30m，优选为11-27m，更优选为12-25m。

一般，炉排(炉)的宽度为5-20m，优选为6-19m，优选为8-18m，优选为9-17m，更优选为10-15m。

炉排的长度是指炉排运行方向的长度，即从炉排进料口到卸料口的长度；炉排的宽度是指炉排在同一高度处的方向上的左右距离。

优选，在炉排上方设有4个空腔，沿着炉排运行的方向，依次为第一空腔、第二空腔、第三空腔和第四空腔。

优选，以上所述的不同功能(或不同参数)的换热设备包括：高参数过热器、高参数蒸发器、低参数过热器、高参数省煤器、低参数蒸发器和低参数省煤器。

优选，在废气通道的末端位置，在炉罩的侧壁上安装了第一废气循环管道，该第一废气循环管道通向炉排下方的进风腔；优选的是，炉排下方的进风腔的数量为3－10个、优选4－8个、更优选4－6个；更优选的是，该第一废气循环管道通向炉排下方的除了倒数第一个进风腔之外的所有其它进风腔，即通入废气入口；优选的是，第一废气管道上设有循环风机。更优选的是，倒数第一个进风腔与倒数第二个进风腔之间设有隔板，隔板将进风腔分为废气入口和空气入口；或，彼此相邻的两个进风腔之间设有隔板。

优选，在炉罩的上方或顶部安装了高参数锅筒和低参数锅筒，用于收集和分离从高参数蒸发器和低参数蒸发器来的汽水混合物。

优选，上述装置还包括第二废气循环管道，该第二废气循环管道的前端连接至炉排上方最后一个空腔(例如第四空腔。此时具有总共4个空腔)和后端连接至烧结机上方所设有的风罩。优选的是，第二废气管道上设有引风机。

优选，上述装置还包括空气管道，该空气管道经由空气入口连通至炉排下方的倒数第一个进风腔，即连通至空气入口。优选的是空气管道上设有鼓风机。

优选，高参数过热器位于第一空腔上部，高参数蒸发器位于第一空腔和第二空腔的上方(即，其长度足以覆盖这两个空腔的上部废气出口)；低参数过热器和高参数省煤器位于第三空腔的上方(即，位于第三空腔的上部废气出口的上方)；低参数蒸发器和低参数省煤器依次设置在第三空腔的上部废气出口之后、在废气通道的下游。优选的是，低参数省煤器的下方设有除尘器。

优选，从上游至下游，炉排向下倾斜，倾斜角度α为3-60度，优选为10-50度，进一步优选为15-45度，更优选为20-40度。

优选，进风腔的下部设有灰斗。

优选，所述破碎机为单辊破碎机。所述炉排为链条炉排或往复炉排。

优选的是，在倒数第一个进风腔与倒数第二个进风腔(例如第四进风腔，当有总共5个进风腔时)之间设置隔板。

根据本发明的第二个实施方案，提供一种烧结矿炉排炉冷却和余热利用方法或使用上述装置进行烧结矿冷却和余热利用的方法，该方法包括：

1)烧结矿破碎：将烧结机生产的烧结矿通过破碎机破碎；

2)筛分和布料：破碎后的烧结矿进入热筛中进行筛分，筛分后的烧结矿进入炉排炉的进料口或料斗，其中大颗粒的烧结矿被输送至炉排上的下层，小颗粒的烧结矿被输送至炉排上的上层；

3)烧结矿冷却：随着炉排的运行，烧结矿在炉排上被冷却，最后由炉排炉的卸料口排出；和

4)余热利用：第一空腔的高温废气流过位于第一空腔上部的高参数过热器，然后与来自第二空腔的废气一同进入高参数蒸发器中进行换热后而流出，然后进入低参数过热器中进行换热而流出，然后与来自第三空腔的废气一同进入高参数省煤器中进行换热，然后相继进入低参数蒸发器和低参数省煤器中进行换热，最后从第一废气循环管道排出。

优选，上述方法进一步包括；

5)废气循环：从第一废气循环管道排出的废气再次循环至炉排下方的进风腔；优选的是，从第一废气循环管道排出的废气再次循环至炉排下方的除了倒数第一个进风腔之外的所有其它进风腔，即循环至废气入口。

优选，上述方法进一步包括；

低温废气循环：经由空气管道将空气输送至炉排下方的倒数第一个进风腔中，即输送至空气入口；而从炉排上方最后一个空腔(例如第四空腔)排出的低温废气经由第二废气循环管道输送至烧结机上方所设有的风罩。

优选，在上述方法中，炉排上烧结矿料层的厚度为1000-4000mm，优选为1200-3800mm，更优选为1500-3500mm。

一般，(例如当具有总共4个空腔时)第一空腔和第二空腔中的废气量占总废气量的40-60％，优选为45-55％，更优选为48-52％；第三空腔中废气量占总废气量的18-32％，优选为20-30％，更优选为22-28％。

所产生的蒸汽用于发电或工业生产。

在本发明中，低参数省煤器的下方设有除尘器，除去废气中的粉尘，减少循环风机的磨损。

在本发明中，隔板将进风腔分为废气入口和空气入口，将循环废气140℃和室外空气20℃隔开，以满足烧结矿不同冷却的需要。在本发明中，隔板将进风腔分为废气进风腔和空气进风腔，隔板设置在炉排的下方；当炉排是链条炉排或往复炉排时，隔板设置在链条炉排或往复炉排的下方，隔板与炉排将稍微留有间隙，隔板不妨碍炉排运行的同时，间隙保证和调节废气进风腔和空气进风腔内的气压，由于空气进风腔内直接通入空气，间隙的存在，可以调节整个进风腔内气压，保证气流稳定且不影响烧结矿的冷却。在本发明中，炉排向下倾斜，烧结矿沿着倾斜的炉排向下运动，烧结矿颗粒在向下运动的过程中，会发生一定程度的翻转，增加透气性，强化换热，降低烧结矿层阻力，有效降低烧结矿的冷却和余热回收利用的自身能耗。炉排向下倾斜的角度保证烧结矿在炉排上部不产生大幅度滑动或翻滚，同时，炉排运行时，烧结矿在炉排上存在小幅度的挪动，冷却的气流更好的与烧结矿接触，接触面积增大，更好的冷却烧结矿。

在本发明中，将烧结机生产的高温烧结矿(700-800℃)通过单辊破碎机破碎，破碎后的烧结矿进入热筛筛分，筛分后的烧结矿进入炉排炉的料斗，大颗粒的烧结矿送至炉排上的下层，小颗粒的烧结矿送至炉排上的上层，料层厚度选用1000-4000mm，炉排下通入空气，烧结矿在炉排上冷却，无漏风的缝隙，炉排以一定的角度向下倾斜，烧结矿沿着倾斜的炉排向下运动，烧结矿冷却至150℃后，由炉排炉卸料口排出；炉排在运动过程中有少量的细灰漏入灰斗中，由炉排炉卸料口排出；高温烧结矿在炉排上的冷却过程中产生了大量废气余热，炉排前部占75％总废气量，温度为250-600℃，由双压余热回收装置进行回收产生蒸汽供发电或生产用。炉排前部占50％总废气量的废气通过炉排上部的双压余热回收装置的高参数部分进行回收，此部分的废气分成二个空腔，第一空腔废气温度最高，设置有高参数过热器，第一空腔的废气经过高参数过热器热交换后与第二空腔的废气一同进入高参数蒸发器，然后进入低参数过热器，再与第三空腔占25％总废气量的废气一同进入高参数省煤器、低参数蒸发器和低参数省煤器。低参数省煤器后设有重力式除尘器，除去废气中的粉尘，减少循环风机的磨损。第一空腔至第三空腔总的废气完成热交换后，温度为140℃以下，然后进入循环风机，由循环风机送至炉排下部的前部，形成一个循环。炉排后部第四空腔占25％总废气量的废气，温度为100-250℃，通过引风机送至烧结机上部的风罩，作为烧结所需的热空气。炉排后部的烧结矿的冷却，由鼓风机引入室外的空气，温度为20℃，送至炉排后部的下部，作为炉排后部烧结矿的冷却风，使烧结矿最终冷却至150℃以下，达到烧结矿冷却的目的。炉排下部设有隔板，将循环废气140℃和室外空气20℃隔开，以满足烧结矿不同冷却的需要。本发明烧结矿的冷却和废气余热回收成为一个整体装置，结构紧凑，占用空间小。

从厂区来的凝结水或除盐水送入低参数省煤器加热，然后送入低参数锅筒，低参数锅筒设有上升和下降管连接低参数蒸发器，热水在低参数蒸发器中加热产生汽水混合物进入低参数锅筒分离，产生的蒸汽再接至低参数过热器加热，加热后的蒸汽送至用户。

在低参数锅筒设有给水泵进水管，低参数锅筒中的水经给水泵加压后送入高参数锅筒，高参数锅筒设有上升和下降管连接高参数蒸发器，热水在高参数蒸发器中加热产生汽水混合物进入高参数锅筒分离，产生的蒸汽再接至高参数过热器加热，加热后的蒸汽送至用户。

与现有技术相比，本发明具有以下有益技术效果：

1、本发明采用烧结矿在炉排上冷却，无漏风的缝隙，最大的特点在于从源头上克服了现有冷却机的先天不足，可以有效避免了冷却机的漏风问题，减少漏风所需的能耗，并做到烧结矿的废气余热全部利用，无废气外排，无环境污染。

2、采用分层炉排冷却的方式，改变了现有烧结矿的冷却方式，大颗粒烧结矿不易冷却，将大颗粒烧结矿布置在炉排上的下层，与最低温度的冷却废气进行热交换，热交换温差最大，热交换最强烈，这是现有冷却机和竖罐式冷却不具备的。

3、炉排以一定的角度向下倾斜，烧结矿沿着倾斜的炉排向下运动，烧结矿颗粒在向下运动的过程中，会发生一定程度的翻转，增加透气性，强化换热，降低烧结矿层阻力，有效降低烧结矿的冷却和余热回收利用的自身能耗。

4、本发明烧结矿的冷却和余热利用合为一个整体，结构紧凑，烧结矿的散热损失少，并利用了烧结矿的辐射热，余热利用更充分；占用空间小，不需向地下挖坑，利于后序烧结矿的输送。

5、烧结矿冷却过程中，从烧结机出来刚刚进入炉排炉时，烧结矿的温度最高，本发明装置中的高参数过热器设置在炉排炉最前端靠近炉排炉的位置，缩短了第一空腔中废气流动的距离，能够更好的吸收和利用第一空腔中废气的热量，大大增加了余热的利用。

6、本发明的装置和方法，设有第一废气循环管道，将第一、第二、第三空腔中的废气循环至炉排炉下方的进风腔，客服了现有技术中废气直接排放带来的热量损耗及环境污染问题，本发明充分利用余热。同时，第四空腔的废气通过第二废气循环管道输送至烧结机的风罩，充分利用了第四空腔内的废气热量。

7、该方法节能、高效、环保和设备紧凑，适合在烧结生产中推广应用。

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图；

图2为本发明装置的另一种设计结构图；

图3为图2中A-A处的剖视图。

附图标记：1：烧结机；101：风罩；2：破碎机；3：热筛；4：炉排炉；401：料斗或进料口；402：炉排；403：进风腔；40301：废气入口；40302：空气入口；404：卸料口；405：第一空腔；406：第二空腔；407：第三空腔；408：第四空腔；409：隔板；410：灰斗；5：余热利用装置；500：炉罩；501：高参数锅筒；502：低参数锅筒；503：高参数过热器；504：高参数蒸发器；505：低参数过热器；506：高参数省煤器；507：低参数蒸发器；508：低参数省煤器；6：除尘器；701：第一高温废气出口；702：第二高温废气出口；8：第一废气循环管道；801：循环风机；9：第二废气循环管道；901：引风机；10：空气管道；1001：鼓风机；α：倾斜角度。

具体实施方式

根据本发明的第一个实施方案，提供一种烧结矿炉排炉冷却和余热利用装置，它用于烧结机或与烧结机配套。该装置包括位于烧结机1下游的破碎机2、热筛3、炉排炉4和位于炉排402上方的余热利用装置5，其特征在于：炉排炉4包括进料口401、炉排402、进风腔403和卸料口404，其中炉排402的下方设有进风腔403；余热利用装置5具有被设置在炉排402上的炉罩500，并且沿着炉排运行的方向，在炉罩500内部空间的下部、在炉排402上方设有3-7个(优选4-6个)空腔，在炉罩500内部空间的上部设置供废气流通的废气通道，在废气通道内依次布置了(与来自不同空腔的废气的温度相对应的)不同参数的换热设备。

一般，炉排(炉)的长度为5-40m，优选为6-36m，优选为10-30m，优选为11-27m，更优选为12-25m。

一般，炉排的宽度为5-20m，优选为6-19m，优选为8-18m，优选为9-17m，更优选为10-15m。

炉排的长度是指炉排运行方向的长度，即从炉排进料口到卸料口的长度；炉排的宽度是指炉排在同一高度处的方向上的左右距离。

优选，在炉排402上方设有4个空腔，沿着炉排运行的方向，依次为第一空腔405、第二空腔406、第三空腔407和第四空腔408。

优选，以上所述的不同参数的换热设备包括：高参数过热器503、高参数蒸发器504、低参数过热器505、高参数省煤器506、低参数蒸发器507和低参数省煤器508。

优选，在废气通道的末端位置，在炉罩500的侧壁上安装了第一废气循环管道8，该第一废气循环管道8通向炉排402下方的进风腔403；优选的是，炉排402下方的进风腔403的数量为3－10个、优选4－8个、更优选4－6个，如5个；更优选的是，该第一废气循环管道8通向炉排402下方的除了倒数第一个进风腔403之外的所有其它进风腔403，即通入废气入口40301。优选的是，第一废气管道8上设有循环风机801。更优选的是，倒数第一个进风腔403与倒数第二个进风腔403之间设有隔板409，隔板409将进风腔403分隔为废气入口40301和空气入口40302；或，彼此相邻的两个进风腔403之间设有隔板409。

优选，在炉罩500的上方或顶部安装了高参数锅筒501和低参数锅筒502，它们用于收集和分离从高参数蒸发器504和低参数蒸发器507来的汽水混合物。

从厂区来的凝结水或除盐水送入低参数省煤器508加热，然后送入低参数锅筒502，低参数锅筒502设有上升和下降管连接低参数蒸发器507，热水在低参数蒸发器507中加热产生汽水混合物进入低参数锅筒502分离，产生的蒸汽再接至低参数过热器505加热，加热后的蒸汽送至用户。

在低参数锅筒502设有给水泵进水管，低参数锅筒502中的水经给水泵加压后送入高参数锅筒501，高参数锅筒501设有上升和下降管连接高参数蒸发器504，热水在高参数蒸发器504中加热产生汽水混合物进入高参数锅筒501分离，产生的蒸汽再接至高参数过热器503加热，加热后的蒸汽送至用户。

优选，上述装置还包括第二废气循环管道9，该第二废气循环管道9的前端连接至炉排402上方最后一个空腔(例如第四空腔408)和后端连接至烧结机1上方所设有的风罩101。优选，第二废气管道9上设有引风机901。

优选，上述装置还包括空气管道10，该空气管道10经由空气入口40302连通至炉排402下方的倒数第一个进风腔403，即连通至空气入口40302。优选的是空气管道10上设有鼓风机1001。

优选，高参数过热器503位于第一空腔405上部，高参数蒸发器504位于第一空腔405和第二空腔406的上方(即，其长度足以覆盖这两个空腔的上部废气出口)；低参数过热器505和高参数省煤器506位于第三空腔407的上方(即，位于第三空腔407的上部废气出口的上方)；低参数蒸发器507和低参数省煤器508依次设置在第三空腔407的上部废气出口之后、在废气通道的下游。优选的是，低参数省煤器508的下方设有除尘器6。

优选，从上游至下游，炉排402向下倾斜，倾斜角度α为3-60度，优选为10-50度，进一步优选为15-45度，更优选为20-40度。

优选，进风腔403的下部设有灰斗410。

优选，所述破碎机2为单辊破碎机。所述炉排402为链条炉排或往复炉排。

优选的是，在倒数第一个进风腔403与倒数第二个进风腔403之间设置隔板409。

根据本发明的第二个实施方案，提供一种烧结矿炉排炉冷却和余热利用方法或使用上述装置进行烧结矿冷却和余热利用的方法，该方法包括：

1)烧结矿破碎：将烧结机1生产的烧结矿通过破碎机2破碎；

2)筛分和布料：破碎后的烧结矿进入热筛3中进行筛分，筛分后的烧结矿进入炉排炉4的进料口或料斗401，其中大颗粒的烧结矿被输送至炉排上的下层，小颗粒的烧结矿被输送至炉排上的上层；

3)烧结矿冷却：随着炉排402的运行，烧结矿在炉排402上被冷却，最后由炉排炉4的卸料口404排出；和

4)余热利用：第一空腔405的高温废气流过位于第一空腔405上部的高参数过热器503，然后与来自第二空腔406的废气一同进入高参数蒸发器504中进行换热后而流出，然后进入低参数过热器505中进行换热而流出，然后与来自第三空腔407的废气一同进入高参数省煤器506中进行换热，然后相继进入低参数蒸发器507和低参数省煤器508中进行换热，最后从第一废气循环管道8排出。

优选，上述方法进一步包括；

5)废气循环：从第一废气循环管道8排出的废气再次循环至炉排402下方的进风腔403；优选的是，从第一废气循环管道8排出的废气再次循环至炉排402下方的除了倒数第一个进风腔403之外的所有其它进风腔403，即循环至废气入口40301。

优选，上述方法进一步包括；

6)低温废气循环：经由空气管道10将空气输送至炉排402下方的倒数第一个进风腔403中，即输送至空气入口40302；而从炉排402上方最后一个空腔(例如第四空腔408)排出的低温废气经由第二废气循环管道9输送至烧结机1上方所设有的风罩101。

优选，在上述方法中，炉排402上烧结矿料层的厚度为1000-4000mm，优选为1200-3800mm，更优选为1500-3500mm。

一般，(例如当具有总共4个空腔时)第一空腔405和第二空腔406中的废气量占总废气量的40-60％，优选为45-55％，更优选为48-52％；第三空腔407中废气量占总废气量的18-32％，优选为20-30％，更优选为22-28％。

实施例1

一种烧结矿炉排炉冷却和余热利用装置，该装置依次设有烧结机1、破碎机2、热筛3、炉排炉4。炉排炉4包括进料口401、炉排402、进风腔403、卸料口404。其中，炉排402的前端设有进料口401，进料口401与炉排402连接并相通。炉排402的末端设有卸料口404，卸料口404与炉排402连接并相通。炉排402的下方设有进风腔403；炉排402的上方设有余热利用装置5。破碎机2为单辊破碎机。炉排402为链条炉排。

炉排402上方分为四个空腔。沿着炉排运行的方向，依次为第一空腔405、第二空腔406、第三空腔407、第四空腔408。

余热利用装置5为双压余热利用装置，包括高参数锅筒501、低参数锅筒502、高参数过热器503、高参数蒸发器504、低参数过热器505、高参数省煤器506、低参数蒸发器507、低参数省煤器508。其中高参数过热器503的入口位于第一空腔405内。高参数过热器503的出口与高参数蒸发器504的入口连接，并且，高参数蒸发器504的入口位于第二空腔406内。高参数蒸发器504的出口与低参数过热器505的入口连接。低参数过热器505的出口与高参数省煤器506的入口连接，并且，高参数省煤器506的入口位于第三空腔407内。高参数省煤器506的出口与低参数蒸发器507的入口连接。低参数蒸发器507的出口与低参数省煤器508的入口连接。除尘器6的下方设有第一高温废气出口701。

该装置还包括第一废气管道8。第一废气管道8的入口连接第一高温废气出口701。第一废气管道8的出口连接进风腔403(即废气入口40301)。第一废气管道8上设有循环风机801。该装置还包括第二废气管道9。第四空腔408内设有第二高温废气出口702。烧结机1的上方设有风罩101。第二废气管道9的入口连接第四空腔内的第二高温废气出口702。第二废气管道9的出口连接风罩101。第二废气管道9上设有引风机901。该装置还包括空气管道10。空气管道10连接进风腔403(即空气入口40302)。空气管道10上设有鼓风机1001。

实施例2

重复实施例1，只是低参数省煤器508的下方设有除尘器6，除尘器6为重力式除尘器。

实施例3

重复实施例2，只是进风腔403中设有隔板409。隔板409将进风腔403分为废气入口40301和空气入口40302。废气入口40301的宽度占整个进风腔403的70％。

第一废气管道8的入口连接第一高温废气出口701。第一废气管道8的出口连接废气入口40301。第一废气管道8上设有循环风机801。该装置还包括第二废气管道9。第四空腔408内设有第二高温废气出口702。烧结机1的上方设有风罩101。第二废气管道9的入口连接第四空腔内的第二高温废气出口702。第二废气管道9的出口连接风罩101。第二废气管道9上设有引风机901。该装置还包括空气管道10。空气管道10连接空气入口40302。空气管道10上设有鼓风机1001。

实施例4

重复实施例3，只是废气入口40301的宽度占整个进风腔403的60％。

实施例5

重复实施例2，只是废气入口40301的宽度占整个进风腔403的80％。

实施例6

重复实施3，只是进风腔403的下部设有灰斗410。

实施例7

重复实施例6，只是炉排402向下倾斜。倾斜角度α为15度。

实施例8

重复实施例2，只是炉排402向下倾斜。倾斜角度α为35度。

实施例9

重复实施例7，只是炉排402为往复炉排。

应用实施例1

使用实施例7中装置进行余热利用的方法，该方法为：将烧结机1生产的烧结矿通过破碎机2破碎，破碎后的烧结矿进入热筛3筛分，筛分后的烧结矿进入炉排炉4的进料口401，炉排402下方的进风腔403进风，烧结矿在炉排402上冷却后，由炉排炉4的卸料口404排出；高温烧结矿在炉排402上的冷却过程中产生了大量废气余热，进入炉排炉4中的风冷却烧结矿后变为高温废气，高温废气进入余热利用装置5进行利用产生蒸汽供发电或生产用。

破碎后的烧结矿进入热筛3筛分。筛分后的烧结矿进入炉排炉4的进料口401，大颗粒的烧结矿送至炉排402的下层，小颗粒的烧结矿送至炉排402的上层。炉排402向下倾斜，烧结矿沿着倾斜的炉排402向下运动。烧结矿冷却至150℃后，由炉排炉4的卸料口404排出。炉排402在运动过程中有少量的细灰漏入灰斗410中，由灰斗410排出。

第一空腔405的废气进入设置在上方的高参数过热器503的入口。第一空腔405的废气经过高参数过热器503热交换后从高参数过热器503的出口与第二空腔406的废气一同进入高参数蒸发器504的入口，然后进入低参数过热器505，再与第三空腔407的的废气一同依次进入高参数省煤器506、低参数蒸发器507和低参数省煤器508。利用完后的废气经过除尘器6除去废气中的粉尘，从第一高温废气出口701通过第一废气管道8进入炉排402下方的废气入口40301，形成一个循环。第四空腔408的废气从第二高温废气出口702排出，通过第二废气管道9进入烧结机1上方的风罩101。外部空气通过空气管道10进入空气入口40302。

炉排402上烧结矿料层的厚度为2000mm。

第一空腔405和第二空腔406中的废气占总废气量的50％；第三空腔407中废气占总废气量的25％。

应用实施例2

重复应用实施例1，只是炉排402上烧结矿料层的厚度为3000mm。

第一空腔405和第二空腔406中的废气占总废气量的60％；第三空腔407中废气占总废气量的20％。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。

Claims (20)

1.一种烧结矿炉排炉冷却和余热利用装置，该装置包括位于烧结机(1)下游的破碎机(2)、热筛(3)、炉排炉(4)和位于炉排(402)上方的余热利用装置(5)，其特征在于：炉排炉(4)包括进料口(401)、炉排(402)、进风腔(403)和卸料口(404)，其中炉排(402)的下方设有进风腔(403)；余热利用装置(5)具有被设置在炉排(402)上的炉罩(500)，并且沿着炉排运行的方向，在炉罩(500)内部空间的上部设置供废气流通的废气通道，在废气通道内依次布置了不同功能的换热设备；在炉排(402)上方设有4个空腔，沿着炉排运行的方向，依次为第一空腔(405)、第二空腔(406)、第三空腔(407)和第四空腔(408)；在炉罩(500)的侧壁上安装了第一废气循环管道(8)，该第一废气循环管道(8)通向炉排(402)下方的进风腔(403)；该装置还包括第二废气循环管道(9)，该第二废气循环管道(9)的前端连接至炉排(402)上方最后一个空腔和后端连接至烧结机(1)上方所设有的风罩(101)；该装置还包括空气管道(10)，该空气管道(10)经由空气入口(40302)连通至炉排(402)下方的倒数第一个进风腔(403)，即连通至空气入口(40302)。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：不同功能的换热设备包括：高参数过热器(503)、高参数蒸发器(504)、低参数过热器(505)、高参数省煤器(506)、低参数蒸发器(507)和低参数省煤器(508)。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：在废气通道的末端位置，炉排(402)下方的进风腔(403)的数量为3－10个。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：在废气通道的末端位置，炉排(402)下方的进风腔(403)的数量为4－8个。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：该第一废气循环管道(8)通向炉排(402)下方的除了倒数第一个进风腔(403)之外的所有其它进风腔(403)，即通入废气入口(40301)。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的装置，其特征在于：第一废气循环管道(8)上设有循环风机(801)。

7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：在炉罩(500)的上方或顶部安装了高参数锅筒(501)和低参数锅筒(502)，用于收集和分离从高参数蒸发器(504)和低参数蒸发器(507)来的汽水混合物。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：倒数第一个进风腔(403)与倒数第二个进风腔(403)之间设有隔板(409)，隔板(409)将进风腔(403)分隔为废气入口(40301)和空气入口(40302)；或，彼此相邻的两个进风腔(403)之间设有隔板(409)。

9.根据权利要求1-5、7-8中任一项所述的装置，其特征在于：第二废气循环管道(9)上设有引风机(901)；和/或

空气管道(10)上设有鼓风机(1001)。

10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：高参数过热器(503)位于第一空腔(405)上部，高参数蒸发器(504)位于第一空腔(405)和第二空腔(406)的上方；低参数过热器(505)和高参数省煤器(506)位于第三空腔(407)的上方；低参数蒸发器(507)和低参数省煤器(508)依次设置在第三空腔(407)的上部废气出口之后、在废气通道的下游。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于：低参数省煤器(508)的下方设有除尘器(6)。

12.根据权利要求1-5、7-8、10-11中任一项所述的装置，其特征在于：从上游至下游，炉排(402)向下倾斜，倾斜角度(α)为3-60度。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于：倾斜角度(α)为10-50度。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于：倾斜角度(α)为15-45度。

15.根据权利要求12所述的装置，其特征在于：倾斜角度(α)为20-40度。

16.根据权利要求1-5、7-8、10-11、13-15中任一项所述的装置，其特征在于：进风腔(403)的下部设有灰斗(410)；和/或

所述破碎机(2)为单辊破碎机；所述炉排(402)为链条炉排或往复炉排。

17.一种使用权利要求1-16中任一项所述装置进行烧结矿冷却和余热利用的方法，该方法包括：

1)烧结矿破碎：将烧结机(1)生产的烧结矿通过破碎机(2)破碎；

2)筛分和布料：破碎后的烧结矿进入热筛(3)中进行筛分，筛分后的烧结矿进入炉排炉(4)的进料口或料斗(401)，其中大颗粒的烧结矿被输送至炉排上的下层，小颗粒的烧结矿被输送至炉排上的上层；

3)烧结矿冷却：随着炉排(402)的运行，烧结矿在炉排(402)上被冷却，最后由炉排炉(4)的卸料口(404)排出；

4)余热利用：第一空腔(405)的高温废气流过位于第一空腔(405)上部的高参数过热器(503)，然后与来自第二空腔(406)的废气一同进入高参数蒸发器(504)中进行换热后而流出，然后进入低参数过热器(505)中进行换热而流出，然后与来自第三空腔(407)的废气一同进入高参数省煤器(506)中进行换热，然后相继进入低参数蒸发器(507)和低参数省煤器(508)中进行换热，最后从第一废气循环管道(8)排出；

5)废气循环：从第一废气循环管道(8)排出的废气再次循环至炉排(402)下方的进风腔(403)；从第一废气循环管道(8)排出的废气再次循环至炉排(402)下方的除了倒数第一个进风腔(403)之外的所有其它进风腔(403)，即循环至废气入口(40301)；

6)低温废气循环：经由空气管道(10)将空气输送至炉排(402)下方的倒数第一个进风腔(403)中，即输送至空气入口(40302)；而从炉排(402)上方最后一个空腔排出的低温废气经由第二废气循环管道(9)输送至烧结机(1)上方所设有的风罩(101)。

18.根据权利要求17所述的方法，其中炉排(402)上烧结矿料层的厚度为1000-4000mm；和/或

第一空腔(405)和第二空腔(406)中的废气量占总废气量的40-60％；第三空腔(407)中废气量占总废气量的18-32％。

19.根据权利要求18所述的方法，其中炉排(402)上烧结矿料层的厚度为1200-3800mm；和/或

第一空腔(405)和第二空腔(406)中的废气量占总废气量的45-55％；第三空腔(407)中废气量占总废气量的20-30％。

20.根据权利要求19所述的方法，其中炉排(402)上烧结矿料层的厚度为1500-3500mm；和/或

第一空腔(405)和第二空腔(406)中的废气量占总废气量的48-52％；第三空腔(407)中废气量占总废气量的22-28％。