CN108592646A - 一种烧结余热发电系统余热回收装置及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种烧结余热发电系统余热回收装置及使用方法，具有：余热锅炉，其上设有高温烟气入口、低温烟气入口和烟气出口；环冷机，其包括环冷机高温段和环冷机低温段；集气风罩，设置在环冷机上；高温进气烟管，第一端连接到环冷机高温段的集气风罩上，第二端与高温烟气入口连接；低温进气烟管，第一端连接到环冷机低温段的集气风罩上，第二端与低温烟气入口连接；回风管，第一端与环冷机高温段连接，第二端与余热锅炉的烟气出口连接；循环风机，设置在回风管上。还具有冷却风机，冷却风机设置在环冷机低温段上，提高余热回收效果，提升发电量，降低系统自用电率，提高经济效益。
Description
技术领域
本发明属于锅炉余热回收技术领域，尤其涉及一种烧结余热发电系统余热回收装置及使用方法。
背景技术
烧结环(带)冷机余热发电技术已经被钢铁企业普遍采用。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：余热回收及发电效果普遍较差，除烧结生产因素以外，余热回收系统设计及运行方式不合理是造成余热回收效果不好的主要原因。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于双烟道(双压)余热锅炉的余热回收方式，提高余热回收效果，提升发电量，降低系统自用电率，提高经济效益的烧结余热发电系统余热回收装置及使用方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种烧结余热发电系统余热回收装置，具有：
余热锅炉，其上设有高温烟气入口、低温烟气入口和烟气出口；
环冷机，其包括环冷机高温段和环冷机低温段；
集气风罩，设置在所述环冷机上；
高温进气烟管，第一端连接到所述环冷机高温段的集气风罩上，第二端与所述高温烟气入口连接；
低温进气烟管，第一端连接到所述环冷机低温段的集气风罩上，第二端与所述低温烟气入口连接；
回风管，第一端与所述环冷机高温段连接，第二端与所述余热锅炉的烟气出口连接；
循环风机，设置在所述回风管上。
还具有冷却风机，所述冷却风机设置在所述环冷机低温段上。
还具有集气风箱，所述集气风箱设置在所述环冷机底部；所述集气风罩设置在所述环冷机顶部；所述回风管第一端与所述环冷机高温段的集气风箱连接；所述冷却风机与所述环冷机低温段上的集气风箱连接。
所述高温进气烟管和低温进气烟管上均设有电动调节阀和排空电动调节阀。
所述高温进气烟管上还设有重力除尘器。
一种上述的烧结余热发电系统余热回收装置的使用方法，冷却风机、循环风机开启，电动调节阀处于全开状态，排空电动调节阀处于关闭状态；余热锅炉换热后的烟气经过循环风机送入环冷机高温段并与高温烧结矿换热，换热后的烟气送入高温烟气入口；
冷却风机送风进入环冷机低温段与中低温烧结矿换热，换热后的烟气送入低温烟气入口；
在烧结环冷机产量及温度波动时，通过调节烧结矿层厚度、循环风机、冷却风机转速、电动调节阀开度保持高温进气侧烟气温度。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果，基于双烟道(双压)余热锅炉的余热回收方式，提高余热回收效果，提升发电量，降低系统自用电率，提高经济效益。
附图说明
图1为本发明实施例中提供的烧结余热发电系统余热回收装置的结构示意图；
上述图中的标记均为：1、余热锅炉，2、循环风机，3、回风管，4、环冷机高温段，5、高温进气烟管，6、电动调节阀，7、排空电动调节阀，8、重力除尘器，9、低温进气烟管，10、冷却风机，11、集气风箱，12、环冷机低温段，13、烧结环冷机，14、集气风罩。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
参见图1，一种烧结余热发电系统余热回收装置，具有：
余热锅炉，其上设有高温烟气入口、低温烟气入口和烟气出口；
环冷机，其包括环冷机高温段和环冷机低温段；
集气风罩，设置在环冷机上；
高温进气烟管，第一端连接到环冷机高温段的集气风罩上，第二端与高温烟气入口连接；
低温进气烟管，第一端连接到环冷机低温段的集气风罩上，第二端与低温烟气入口连接；
回风管，第一端与环冷机高温段连接，第二端与余热锅炉的烟气出口连接；
循环风机，设置在回风管上。还具有冷却风机，冷却风机设置在环冷机低温段上。
还具有集气风箱，集气风箱设置在环冷机底部；集气风罩设置在环冷机顶部；回风管第一端与环冷机高温段的集气风箱连接；冷却风机与环冷机低温段上的集气风箱连接。
高温进气烟管和低温进气烟管上均设有电动调节阀和排空电动调节阀。高温进气烟管上还设有重力除尘器。
设计的主要思路是：①基于烟气余热(温度)的梯级利用理论，高低温烧结矿分级利用，即高温烧结矿通过换热产生的高温烟气进入余热锅炉高温换热段，产生的高品质过热蒸汽进入汽轮机主汽门；低温烧结矿通过换热产生的低温烟气进入余热锅炉低温换热段，产生的低品质微过热蒸汽进入汽轮机主汽门，保证余热回收系统能源转化效率最高；②烟气系统采用热风全循环方式、有效回收锅炉排烟余热，即换热后的余热锅炉烟气全部送入循环风机，加压后利用排烟余热对烧结矿进行冷却换热，再送入余热锅炉；③通过烟气系统分段全循环方式实现，即换热后的余热锅炉外排热烟气(约130℃)通过循环风机全部送入高温烧结矿换热段、仅对高温烧结矿进行换热，而低温烧结矿换热段仅通过冷却鼓风机利用环境空气进行换热，这种方式不仅可以实现能级梯级回收利用，而且可以防止高温烧结矿低温猝冷，造成烧结矿粉化；④遵从烟气平衡控制理论，承载烧结矿的烧结环冷机台车相对下部集气风箱及上部集气风罩处于运动状态，下部集气风箱处烟气外泄率30％以上，通过冷却鼓风机冷却且补风，保证高温进气烟管加低温进气烟管总流量与循环风机总流量平衡，若没有冷却鼓风机补风进入系统，将势必通过烧结矿台车与上部集气风罩处吸冷风补入，导致烟气温度降低，影响余热锅炉换热效果。
该技术方案主要由烧结环冷机系统、余热锅炉系统、烟气循环系统等组成。
烧结环冷机系统的作用是承接烧结机来的热烧结矿，输送至高炉上料系统，在输送过程中，对热烧结矿进行鼓风冷却，满足下一步要求。其主要工作原理是：烧结机来的约800℃烧结矿落入运动状态的烧结环冷机台车上并输送至高炉上料系统，台车卸料后，又沿曲轨上升至复位，并进行下一个循环的加料过程。其下部送风部分(下部集气风箱)及收风部分(上部集气风罩)处于静止状态。通过调节烧结环冷机台车转速，实现调节烧结环冷机台车上烧结矿料层厚度的目的。
余热锅炉系统的作用是利用水吸收烟气中的热量，并转化成蒸汽输出。该余热锅炉系统采用双压式，即锅炉分高、低温烟气入口，高温烟气进入余热锅炉高温换热段，产生的高温过热蒸汽；低温烟气进入余热锅炉低温换热段，产生低温微过热蒸汽，高、低温烟气经过换热后，一并由余热锅炉烟气出口排出。对余热锅炉而言，其烟气系统阻力应小于1000Pa。
烟气循环系统的作用是为连续不断的热烧结矿换热冷却及余热锅炉回收利用烟气提供动力。其工作流程是余热锅炉外排热烟气(约130℃)经过循环风机加压后，送入烧结环冷机高温段冷却高温烧结矿料层，产生的高温烟气经过高温进气烟管直接进入余热锅炉的高温烟气入口，通过冷却鼓风机利用环境空气送入烧结环冷机低温段冷却低温烧结矿料层，产生的低温烟气低温进气烟管直接进入余热锅炉的低温烟气入口，经过余热锅炉换热后的高、低温烟气一并由余热锅炉烟气出口排出并送入循环风机，如此往复循环。为实现烟气平衡控制，对于循环风机而言，①采用变频控制方式；②风机设计风量比工艺设计(余热锅炉总进风量)大30％、风机设计压头在6500Pa～8000Pa。对于冷却鼓风机而言，①采用变频控制方式；②风机设计风量比工艺设计(余热锅炉低温烟气量)大30％、风机设计压头在5500Pa～7000Pa。对于系统控制参数而言，①循环风机出口烟气压力小于1000Pa，高温段集气风罩处烟气压力保持微负压(0～-50Pa)；②低温段集气风罩处烟气压力保持微负压(0～-50Pa)；③通过高、低温进气烟管调节阀调节，高、低温进气烟管流量，控制高、低温进气温度。
组成和功能如下：
烧结环冷机按箭头方向转动。余热锅炉出口烟气通过回风管与循环风机(变频控制)入口相联，经过循环风机(变频控制)加压后经过集气风箱进入环冷机高温段，加热后的烟气在集气风罩中汇集，再通过高温进气烟管、重力除尘器输送至余热锅炉高温进气侧。
空气经过冷却风机(变频控制)加压后，经过集气风箱进入环冷机低温段，加热后的烟气集气风罩中汇集，再通过低温进气烟管输送至余热锅炉低温进气侧。高温进气侧与低温进气侧烟气最终在余热锅炉内汇合，经过循环风机(变频控制)实现烟气循环。
使用方法：烧结环冷机按箭头方向转动。冷却风机、循环风机(变频控制)开启，电动调节阀处于全开状态，排空电动调节阀处于关闭状态。余热锅炉换热后的约130℃烟气经过循环风机(变频控制)送入环冷机高温段换热高温烧结矿，保持换热后具有较高温度烟气经除尘送入高温进气侧。
冷却风机送入环冷机低温段换热中低温烧结矿，保持换热后具有相对较高温度烟气送入低温进气侧。
在烧结环冷机产量及温度波动时，通过调节烧结矿层厚度(调整烧结环冷机台车转速)、变频调整循环风机、冷却风机转速、电动调节阀开度控制风量等手段保持高温进气侧烟气温度较高。
此种操作方法的宗旨是，高温矿用高温烟气进行循环冷却，中低温矿用空气进行冷却，一来提高高温烟气温度，二来防止烧结高温矿低温猝冷，造成烧结矿粉化。
由于烧结环冷机下部漏风率在30％以上，通过冷却风机进行补充，实现烟气循环系统烟气平衡。
实施效果：
循环风机出口压力由5000Pa以上降低到约500Pa；回风温度由环境温度提高到120℃以上，高温段烟气温度提升约50℃。吨矿发电量由约12kWh提升到18kWh度以上。
采用上述的方案后，基于双烟道(双压)余热锅炉的余热回收方式，提高余热回收效果，提升发电量，降低系统自用电率，提高经济效益。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种烧结余热发电系统余热回收装置，其特征在于，具有：
余热锅炉，其上设有高温烟气入口、低温烟气入口和烟气出口；
环冷机，其包括环冷机高温段和环冷机低温段；
集气风罩，设置在所述环冷机上；
高温进气烟管，第一端连接到所述环冷机高温段的集气风罩上，第二端与所述高温烟气入口连接；
低温进气烟管，第一端连接到所述环冷机低温段的集气风罩上，第二端与所述低温烟气入口连接；
回风管，第一端与所述环冷机高温段连接，第二端与所述余热锅炉的烟气出口连接；
循环风机，设置在所述回风管上。
2.如权利要求1所述的烧结余热发电系统余热回收装置，其特征在于，还具有冷却风机，所述冷却风机设置在所述环冷机低温段上。
3.如权利要求2所述的烧结余热发电系统余热回收装置，其特征在于，还具有集气风箱，所述集气风箱设置在所述环冷机底部；所述集气风罩设置在所述环冷机顶部；所述回风管第一端与所述环冷机高温段的集气风箱连接；所述冷却风机与所述环冷机低温段上的集气风箱连接。
4.如权利要求3所述的烧结余热发电系统余热回收装置，其特征在于，所述高温进气烟管和低温进气烟管上均设有电动调节阀和排空电动调节阀。
5.如权利要求4所述的烧结余热发电系统余热回收装置，其特征在于，所述高温进气烟管上还设有重力除尘器。
6.一种如权利要求3-5任一所述的烧结余热发电系统余热回收装置的使用方法，其特征在于，冷却风机、循环风机开启，电动调节阀处于全开状态，排空电动调节阀处于关闭状态；余热锅炉换热后的烟气经过循环风机送入环冷机高温段并与高温烧结矿换热，换热后的烟气送入高温烟气入口；
冷却风机送风进入环冷机低温段与中低温烧结矿换热，换热后的烟气送入低温烟气入口；
在烧结环冷机产量及温度波动时，通过调节烧结矿层厚度、循环风机、冷却风机转速、电动调节阀开度保持高温进气侧烟气温度。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 243003 8 Jiuhua Road, Yushan, Ma'anshan, Anhui Applicant after: MAANSHAN IRON & STEEL Co.,Ltd. Address before: 243003 Intellectual Property Department, Technical Center No. 8, Hunan West Road, Yushan District, Ma'anshan City, Anhui Province Applicant before: MAANSHAN IRON & STEEL Co.,Ltd. |
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180928 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |