CN108759476A - 烧结矿竖冷机带动汽轮机直接拖动风机回收余热的系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及烧结矿生产领域，公开了一种烧结矿竖冷机带动汽轮机直接拖动风机回收余热的系统。其包括烧结矿竖冷机；与烧结矿竖冷机相连通的余热锅炉，余热锅炉包括位于其顶部的蒸汽出口和位于其底部的冷气出口；与蒸汽出口相连通的余热转化装置；以及与冷气出口相连的循环风机，循环风机与烧结矿竖冷机相连通。其中，余热转化装置包括依次相连的汽轮机、离合器、风机和发电机，当余热锅炉中未产生蒸汽时，离合器关闭以断开汽轮机和风机，从而使发电机驱动风机工作；而当余热锅炉中产生蒸汽且蒸汽的量达到预设值时，离合器开启以至少连通汽轮机和风机，从而使汽轮机驱动风机工作。本发明的回收余热的系统可有效提高烧结矿的余热回收率和余热利用率。

Description

烧结矿竖冷机带动汽轮机直接拖动风机回收余热的系统

技术领域

本发明涉及烧结矿生产领域，具体涉及一种烧结矿竖冷机带动汽轮机直接拖动风机回收余热的系统。

背景技术

烧结是将各种粉状含铁原料，配入适量的燃料和熔剂，加入适量的水，经混合和造球后在烧结设备上通过高温燃烧使物料发生一系列物理化学变化，并将矿粉颗粒粘结成块的过程。通常地，在烧结机上完成烧结的烧结矿温度可达到600～800℃，需要通过烧结冷却装置将烧结矿温度降低到150℃以下，然后输送到下一工序进行处理和应用。

在现有技术中，烧结冷却装置主要的机型包括带冷机、环冷机和竖冷机等。其中，竖冷机冷却工艺是继环冷机、带冷机和机上冷却工艺之后的又一种全新的烧结矿冷却工艺。在竖冷机中，热烧结矿置于一个密闭的竖向筒体内进行冷却，从根本上有效避免了传统的烧结冷却装置(例如环冷机、带冷机和机上冷却)的大漏风率弊端，从而有效地保证了换热过程中气体不外泄，余热损失极小，冷却烧结矿所产生的热废气可全部回收，实现高温废气百分之百的极限利用。

对于竖冷机而言，目前采用的烧结矿装料技术都是采用上料小车通过斜桥卷扬装置上料，不但降低了烧结矿进入竖冷机的温度，而且增加了粉料，降低了成品矿率。此外，目前竖冷机余热回收利用都是采用汽轮机发电技术，发出的电再供给电动机使用，在能源转换的过程中，不可避免的造成了能量的浪费。而且由于烧结矿产能的波动和生产的不连续性都给汽轮发电机组的控制带来很大的困难，甚至不得不额外设置补热装置以维持余热锅炉蒸发量的稳定。

针对现有技术的不足之处，本领域的技术人员迫切希望寻求一种能够有效提高烧结矿的余热回收率和余热利用率的余热回收系统。

发明内容

为了提高烧结矿的余热回收率和余热利用率，本发明提出了一种烧结矿竖冷机带动汽轮机直接拖动风机回收余热的系统。

根据本发明的烧结矿竖冷机带动汽轮机直接拖动风机回收余热的系统，包括烧结矿竖冷机；与烧结矿竖冷机相连通的余热锅炉，余热锅炉包括位于其顶部的蒸汽出口和位于其底部的冷气出口；与蒸汽出口相连通的余热转化装置；以及与冷气出口相连的循环风机，循环风机与烧结矿竖冷机相连通。其中，余热转化装置包括依次相连的汽轮机、离合器、风机和发电机，当余热锅炉中未产生蒸汽时，离合器关闭以断开汽轮机和风机，从而使发电机驱动风机工作；而当余热锅炉中产生蒸汽且蒸汽的量达到预设值时，离合器开启以至少连通汽轮机和风机，从而使汽轮机驱动风机工作。

进一步地，当余热锅炉产生的蒸汽量大于等于预设值且该蒸汽量仅能用于驱动风机工作时，发电机不工作；而当余热锅炉产生的蒸汽量足以用于驱动风机工作且依然有富余时，该富余的蒸汽量用于供发电机发电，发电机与外网相连。

进一步地，烧结矿竖冷机带动汽轮机直接拖动风机回收余热的系统还包括连通在烧结矿竖冷机的出气口与余热锅炉的进气口之间的第一除尘装置。

进一步地，余热锅炉的冷气出口与循环风机之间还连通有第二除尘装置。

进一步地，烧结矿竖冷机的入口与烧结矿破碎机的下料仓相连通。

进一步地，烧结矿竖冷机的入口与烧结矿破碎机的下料仓之间连接有进料装置，进料装置包括多个进料管，各进料管的进料口相连且与烧结矿破碎机的下料仓相连通，相邻进料管的轴线相交形成夹角，以使各进料管的出料口在烧结矿竖冷机的内部分散设置。

进一步地，各进料管的出料口位于烧结矿竖冷机内部的同一横截面上。

进一步地，相邻进料管的轴线相交所形成的夹角的范围在30°至60°之间。

进一步地，进料管的个数为四个、六个或八个。

进一步地，各进料管由不锈钢材料制成，且各进料管的位于烧结矿竖冷机外部的部分包覆有隔热保温部件。

与现有技术相比，本发明的烧结矿竖冷机带动汽轮机直接拖动风机回收余热的系统具有以下优点：

1)本发明的烧结矿竖冷机带动汽轮机直接拖动风机回收余热的系统通过将余热锅炉内产生的蒸汽量的值与离合器的启闭相关联，使得烧结矿竖冷机带动汽轮机直接拖动风机回收余热的系统在回收余热的过程中，无论余热锅炉内是否产生足够的蒸汽，风机均能正常工作，这就使得烧结矿竖冷机带动汽轮机直接拖动风机回收余热的系统在回收余热的过程中，一方面能够更充分地回收烧结矿余热并将回收的余热全部加以利用，从而有效地提高了烧结矿的余热回收率和余热利用率；另一方面还使得风机的工作更为平稳。

2)本发明的烧结矿竖冷机带动汽轮机直接拖动风机回收余热的系统通过将烧结矿竖冷机的入口与烧结矿破碎机的下料仓直接连通，从而有效地避免了现有技术中因使用斜桥卷扬装置上料而导致烧结矿余热的损失，即有效地避免了烧结矿物料在上料过程中的能量损失。同时，本发明的烧结矿竖冷机带动汽轮机直接拖动风机回收余热的系统通过设置进料装置，还使烧结矿物料可沿多个方向分散在烧结矿竖冷机中，从而有助于对烧结矿物料的充分降温，以进一步利于后续余热的回收和转化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为根据本发明的烧结矿竖冷机带动汽轮机直接拖动风机回收余热的系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

图1示出了根据本发明的烧结矿竖冷机带动汽轮机直接拖动风机回收余热的系统100(又称之为用于烧结矿竖冷机的余热回收系统)的结构示意图。如图1所示，该烧结矿竖冷机带动汽轮机直接拖动风机回收余热的系统100包括烧结矿竖冷机1；与烧结矿竖冷机1相连通的余热锅炉2，余热锅炉2包括位于其顶部的蒸汽出口21和位于其底部的冷气出口22；与蒸汽出口21相连通的余热转化装置3；以及与冷气出口22相连的循环风机4，循环风机4与烧结矿竖冷机1相连通。其中，余热转化装置3包括依次相连的汽轮机31、离合器32、风机33和发电机34，当余热锅炉2中未产生蒸汽时，离合器32关闭以断开汽轮机31和风机33，从而使发电机34驱动风机33工作；而当余热锅炉2中产生蒸汽且蒸汽的量达到预设值时，离合器32开启以至少连通汽轮机31和风机33，从而使汽轮机31驱动风机33工作。

本发明的烧结矿竖冷机带动汽轮机直接拖动风机回收余热的系统100在工作时，结合图1所示，烧结矿竖冷机1中产生的热气通过余热锅炉2的进气口23进入余热锅炉2，在余热锅炉2内，当未产生蒸汽时，离合器32关闭以断开汽轮机31和风机33，此时发电机34驱动风机33工作；而当余热锅炉2中产生蒸汽且蒸汽的量达到预设值(该预设值可针对不同的余热锅炉2进行具体设定)时，离合器32开启以至少连通汽轮机31和风机33，此时汽轮机31驱动风机33工作，而从余热锅炉2的冷气出口22排出的低温冷却风可经循环风机4回流至烧结矿竖冷机1中以循环利用。如图1所示，该低温冷却风可通过烧结矿竖冷机1的进气口13进入烧结矿竖冷机1中。

本发明的烧结矿竖冷机带动汽轮机直接拖动风机回收余热的系统100通过将余热锅炉2内产生的蒸汽量的值与离合器32的启闭相关联，使得当余热锅炉2内产生的蒸汽能够支持汽轮机31带动风机33工作时，开启离合器32；而当余热锅炉2内产生的蒸汽不足以支持汽轮机31带动风机33工作时，断开离合器32，此时由发电机34直接带动风机33工作，该设置使得烧结矿竖冷机带动汽轮机直接拖动风机回收余热的系统100在回收余热的过程中，无论余热锅炉2内是否产生足够的蒸汽，风机33均能正常工作，这就使得烧结矿竖冷机带动汽轮机直接拖动风机回收余热的系统100在回收余热的过程中，一方面能够更充分地回收烧结矿余热并将回收的余热全部加以利用，从而有效地提高了烧结矿的余热回收率和余热利用率；另一方面还使得风机33的工作更为平稳。

进一步地，根据本发明，当余热锅炉2产生的蒸汽量大于等于预设值且该蒸汽量仅能用于驱动风机33工作时，发电机34不工作；而当余热锅炉2产生的蒸汽量足以用于驱动风机33工作且依然有富余时，该富余的蒸汽量可用于供发电机34发电，发电机34与外网相连。通过该设置，当余热锅炉2产生的蒸汽量有富余时，该富余的蒸汽量用于供发电机34发电，此时发电机34可将电能供给外网使用。该设置最大限度地回收了烧结矿的余热并将该回收的余热全部加以利用，从而进一步提高了烧结矿的余热回收率和余热利用率。

在如图1所示的优选的实施例中，烧结矿竖冷机带动汽轮机直接拖动风机回收余热的系统100还可包括连通在烧结矿竖冷机1的出气口12与余热锅炉2的进气口23之间的第一除尘装置5。该第一除尘装置5主要用去除去热气中的粒径大于等于0.5mm的大颗粒物质，从而避免该大颗粒物质对余热锅炉2在产生蒸汽的方面以及对其结构使用寿命的方面的影响。优选地，该第一除尘装置5可以是重力除尘器或旋风除尘器等。

进一步地，如图1所示，余热锅炉2的冷气出口22与循环风机4之间还连通有第二除尘装置6。该第二除尘装置6主要用去除由余热锅炉2排出并回流至烧结矿竖冷机1的低温冷却风中的小颗粒物质，该小颗粒物质的粒径优选小于10μm，该小颗粒物质例如可以是Fe₂O₃、CaO等。通过该设置，可有效提高回流至烧结矿竖冷机1内的低温冷却风的清洁度，从而有利于对烧结矿的充分降温，进而有助于烧结矿余热的回收。优选地，该第二除尘装置6可以是多管除尘器、静电除尘器或布袋除尘器等。

在如图1所示的实施例中，烧结矿竖冷机1的入口11与烧结矿破碎机的下料仓7相连通。通过将烧结矿破碎机的下料仓7与烧结矿竖冷机1的入口11直接连通，可使经破碎机破碎的烧结矿直接进入烧结矿竖冷机1中，从而可有效避免烧结矿余热的损失。

优选地，如图1所示，烧结矿竖冷机1的入口11与烧结矿破碎机的下料仓7之间连接有进料装置，进料装置包括多个进料管81，各进料管81的进料口811相连且与烧结矿破碎机的下料仓7相连通，相邻进料管81的轴线相交形成夹角，以使各进料管81的出料口812在烧结矿竖冷机1的内部分散设置。通过该设置，烧结矿物料可分别沿多个进料管81同时进料，且由于进料管81的出料口812在烧结矿竖冷机1的内部分散设置，使得物料可沿多个方向分散在烧结矿竖冷机中，这就有利于烧结矿物料在烧结矿竖冷机中的均匀分布，从而有助于对烧结矿物料的充分降温，以进一步利于后续余热的回收和转化。

进一步优选地，为了进一步提高烧结矿物料在烧结矿竖冷机1中分布的均匀性，可设置各进料管81的出料口812位于烧结矿竖冷机1内部的同一横截面上。

还优选地，如图1所示，相邻进料管81的轴线相交所形成的夹角的范围在30°至60°之间。该设置使得烧结矿物料可尽可能多地分散在烧结矿竖冷机1内的各个区域，从而有助于对烧结矿物料的充分降温，以进一步利于后续余热的回收和转化。

还优选地，进料管81的个数可以为四个、六个或八个。其具体个数的选择可根据实际情况进行具体选择，其截面形状可以为圆形或方形，优选为圆形。

此外，各进料管81优选由不锈钢材料制成，其内部可焊接耐磨板，以提高进料管81的使用寿命。进一步地，各进料管81的位于烧结矿竖冷机1外部的部分可包覆隔热保温部件。该隔热保温部件用于进一步防止烧结矿余热的损失，优选地，该隔热保温部件为依次设置在进料管81外周的纤维毯层和铝层，即纤维毯层位于铝层与进料管81的外周之间。

与现有技术相比，本发明的烧结矿竖冷机带动汽轮机直接拖动风机回收余热的系统100具有以下优点：

1)本发明的烧结矿竖冷机带动汽轮机直接拖动风机回收余热的系统100通过将余热锅炉2内产生的蒸汽量的值与离合器32的启闭相关联，使得烧结矿竖冷机带动汽轮机直接拖动风机回收余热的系统100在回收余热的过程中，无论余热锅炉2内是否产生足够的蒸汽，风机33均能正常工作，这就使得烧结矿竖冷机带动汽轮机直接拖动风机回收余热的系统100在回收余热的过程中，一方面能够更充分地回收烧结矿余热并将回收的余热全部加以利用，从而有效地提高了烧结矿的余热回收率和余热利用率；另一方面还使得风机33的工作更为平稳。

2)本发明的烧结矿竖冷机带动汽轮机直接拖动风机回收余热的系统100通过将烧结矿竖冷机的入口11与烧结矿破碎机的下料仓7直接连通，从而有效地避免了现有技术中因使用斜桥卷扬装置上料而导致的烧结矿余热损失，即有效地避免了烧结矿物料在上料过程中的能量损失。同时，本发明的烧结矿竖冷机带动汽轮机直接拖动风机回收余热的系统100通过设置进料装置，还使烧结矿物料可沿多个方向分散在烧结矿竖冷机1中，从而有助于对烧结矿物料的充分降温，以进一步利于后续余热的回收和转化。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种烧结矿竖冷机带动汽轮机直接拖动风机回收余热的系统，其特征在于，包括：

烧结矿竖冷机；

与所述烧结矿竖冷机相连通的余热锅炉，所述余热锅炉包括位于其顶部的蒸汽出口和位于其底部的冷气出口；

与所述蒸汽出口相连通的余热转化装置；以及

与所述冷气出口相连的循环风机，所述循环风机与所述烧结矿竖冷机相连通，

其中，所述余热转化装置包括依次相连的汽轮机、离合器、风机和发电机，当所述余热锅炉中未产生蒸汽时，所述离合器关闭以断开所述汽轮机和所述风机，从而使所述发电机驱动所述风机工作；而当所述余热锅炉中产生蒸汽且蒸汽的量达到预设值时，所述离合器开启以至少连通所述汽轮机和所述风机，从而使所述汽轮机驱动所述风机工作。

2.根据权利要求1所述的烧结矿竖冷机带动汽轮机直接拖动风机回收余热的系统，其特征在于，当所述余热锅炉产生的蒸汽量大于等于所述预设值且该蒸汽量仅能用于驱动风机工作时，所述发电机不工作；而当所述余热锅炉产生的蒸汽量足以用于驱动风机工作且依然有富余时，该富余的蒸汽量用于供所述发电机发电，所述发电机与外网相连。

3.根据权利要求1或2所述的烧结矿竖冷机带动汽轮机直接拖动风机回收余热的系统，其特征在于，所述烧结矿竖冷机带动汽轮机直接拖动风机回收余热的系统还包括连通在所述烧结矿竖冷机的出气口与所述余热锅炉的进气口之间的第一除尘装置。

4.根据权利要求3所述的烧结矿竖冷机带动汽轮机直接拖动风机回收余热的系统，其特征在于，所述余热锅炉的冷气出口与所述循环风机之间还连通有第二除尘装置。

5.根据权利要求1或2所述的烧结矿竖冷机带动汽轮机直接拖动风机回收余热的系统，其特征在于，所述烧结矿竖冷机的入口与烧结矿破碎机的下料仓相连通。

6.根据权利要求5所述的烧结矿竖冷机带动汽轮机直接拖动风机回收余热的系统，其特征在于，所述烧结矿竖冷机的入口与所述烧结矿破碎机的下料仓之间连接有进料装置，所述进料装置包括多个进料管，各所述进料管的进料口相连且与所述烧结矿破碎机的下料仓相连通，相邻所述进料管的轴线相交形成夹角，以使各所述进料管的出料口在所述烧结矿竖冷机的内部分散设置。

7.根据权利要求6所述的烧结矿竖冷机带动汽轮机直接拖动风机回收余热的系统，其特征在于，各所述进料管的出料口位于所述烧结矿竖冷机内部的同一横截面上。

8.根据权利要求6所述的烧结矿竖冷机带动汽轮机直接拖动风机回收余热的系统，其特征在于，相邻所述进料管的轴线相交所形成的夹角的范围在30°至60°之间。

9.根据权利要求6所述的烧结矿竖冷机带动汽轮机直接拖动风机回收余热的系统，其特征在于，所述进料管的个数为四个、六个或八个。

10.根据权利要求6所述的烧结矿竖冷机带动汽轮机直接拖动风机回收余热的系统，其特征在于，各所述进料管由不锈钢材料制成，且各所述进料管的位于所述烧结矿竖冷机外部的部分包覆有隔热保温部件。