CN109297005A - 一种适用于高炉渣显热回收的余热发电系统的锅炉装置及方法 - Google Patents

一种适用于高炉渣显热回收的余热发电系统的锅炉装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种适用于高炉渣显热回收的余热发电系统的锅炉装置及方法，属于钢铁行业中的能源回收利用领域。本发明的锅炉顶部是烟风出口，锅炉底部是烟风进口，锅炉内部从上到下依次分为低压单元和高温单元，低压单元从上到下依次包括公用省煤器、低压蒸发器、低压过热器，低压单元与低压汽包相连接，高温单元从上到下依次包括高温省煤器、高温蒸发器、高温过热器，高温单元与高温汽包相连接。本发明提出的锅炉采用下进风一体式沉降室结构，具有简化烟风管道、减少占地面积、节省投资的特点。

Description

一种适用于高炉渣显热回收的余热发电系统的锅炉装置及 方法
技术领域
本发明涉及到一种适用于高炉渣显热回收的余热发电系统的锅炉装置及方法，属于钢铁行业中的能源回收领域。
背景技术
高炉渣余热回收是钢铁行业节能减排的重要途径，而锅炉装置作为高炉渣显热回收余热发电系统的主要装置，直接影响余热发电效率。然而，余热锅炉在实用方面一般存在以下几点不足：
1.余热锅炉一般采用卧式结构，占地面积大，土地投资大。
2.立式的锅炉则存在烟风管道长，结构复杂，散热损失大等特点。
3.锅炉受热面作为锅炉非常重要的结构，存在受热面积灰严重，磨损严重，影响受热面传热效率，从而降低了锅炉的使用效率。
发明内容
本发明的目的是提出一种适用于高炉渣显热回收的余热发电系统的锅炉装置，其锅炉采用立式结构，烟风出口设置在锅炉顶部，锅炉底部设有内置式沉降室，内置式沉降室的上部设有烟风进口；锅炉内部从上而下依次设有公用省煤器、低压蒸发器、低压过热器、高温省煤器、高温蒸发器、高温过热器。本发明提出的锅炉采用下进风一体式沉降室结构，具有简化烟风管道、减少占地面积、节省投资的特点。
本发明采用的技术方案如下：
一种适用于高炉渣显热回收的余热发电系统的锅炉装置，为立式结构，烟风出口设置在锅炉顶部，其特征在于，所述锅炉底部设有内置式沉降室，内置式沉降室的上部设有高温风进口和中温风进口；所述锅炉内部受热面从上而下依次设有公用省煤器、低压蒸发器、低压过热器、高温省煤器、高温蒸发器、高温过热器。
更进一步，所述内置式沉降室上部设有高温烟风进口和中温烟风进口，沉降室内部设置隔板，通过隔板分为高温侧与中温侧，高温过热器设置于高温侧沉降室内。
更进一步，所述锅炉装置为双压式，锅炉设有高压汽包和低压汽包。
更进一步，所述低压过热器和高温过热器为光管式，材料为耐温合金钢，其他受热面采用螺旋鳍片管式；受热面布置为逆流错列式。
更进一步，所述省煤器、蒸发器和过热器内管束为梳形板支撑，管束与工质荷重通过梳形板由设置在烟箱内的横梁承受。
更进一步，所述的锅炉装置不设置清灰装置。
本发明提出一种适用于高炉渣显热回收的余热发电系统的锅炉装置，具有以下特点：
(1)锅炉采用一体式沉降室，简化了烟风管道，减少了占地面积，节省了投资；
(2)减少了设备、烟风管道的散热，锅炉进风温度至少增加～20℃，提高了余热利用效率，约提高1-2％左右；
(3)锅炉采用一体式沉降室，减少了烟风管道，减少了系统阻力，系统阻力只有800Pa左右；
(4)烟风从下往上走，对余热锅炉的防磨有极大好处；磨损与灰粒速度的三次方成正比，烟风从下往上走，烟风方向与灰粒子重力下降方向相反，阻止了炉渣颗粒的重力加速度，从烟风磨损机理来说，锅炉受热面磨损程度远低于烟风从上往下行走。
附图说明
图1为本发明一种适用于高炉渣显热回收的余热发电系统的锅炉装置图；
图中标记：1-烟风出口；2-高压汽包；3-共用省煤器；4-低压蒸发器；5-低压过热器；6-高温省煤器；7-高温蒸发器；8-高温过热器；9-高温烟风进口；10-中温烟风进口；11-隔板；12-低压汽包；13-水泵。
具体实施方式
以下结合附图和实施例作进一步说明。
如图1所示，本发明一种适用于高炉渣显热回收的余热发电系统的锅炉装置，锅炉为立式结构，烟风出口1设置在锅炉顶部，其特征在于，所述锅炉底部设有内置式沉降室，内置式沉降室的上部设有烟风进口。沉降室上部设有高温烟风进口9和中温烟风进口10，沉降室内部设置隔板11，通过隔板11分为高温侧与中温侧，高温过热器8设置于高温侧沉降室内。
锅炉内部受热面从上而下依次设有公用省煤器3、低压蒸发器4、低压过热器5、高温省煤器6、高温蒸发器7、高温过热器8。锅炉装置为双压式，锅炉还设有高压汽包2和低压汽包12。过热器为光管式，其他受热面采用螺旋鳍片管式，受热面布置为逆流错列式。省煤器、蒸发器和过热器内管束为梳形板支撑，管束与工质荷重通过梳形板由设置在烟箱内的横梁承受。
余热锅炉的清灰在余热利用系统中是相当重要，附着在换热面上的粉尘不仅能降低锅炉的热效率，而且使烟气的通过面积减少、气流速度增大、对锅炉的冲刷磨损加大，从而降低锅炉的寿命。但由于高炉渣显热回收的余热锅炉采用了内置式沉降室进行烟气预除尘，附着在换热面上的大的粉尘较少，粘结性小，基本能随气流带走，所以该锅炉不设清灰装置。
具体操作步骤为：
高炉渣显热回收系统中与取热机换热后的高温风和中温风分别经高温风进口9和中温风进口10进入余热锅炉装置，从下而上依次经过锅炉内高温过热器8、高温蒸发器7、高温省煤器6、低压过热器5、低压蒸发器4、公用省煤器3后从烟风出口1离开。
高炉渣显热回收系统中凝结水进入公用省煤器3预热后，进入低压汽包12后一路去低压蒸发器4，通过低压蒸发器4加热成汽水混合物后回到低压汽包12汽水分离后，低压蒸汽去低压过热器5加热成过热蒸汽，过热蒸汽去汽轮机补汽。进入低压汽包12后的冷凝水，另一路通过管道经给水泵13加压后去高温省煤器6，通过高压汽包2去高温蒸发器7加热成汽水混合物后回到高压汽包2汽水分离后，蒸汽去高温过热器8加热成过热蒸汽后去汽轮机，汽轮机带动发电机发电，实现高炉渣余热回收利用。
以上所述仅为本发明的一个实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (5)

1.一种适用于高炉渣显热回收的余热发电系统的锅炉装置，锅炉顶部是烟风出口(1)，锅炉底部是烟风进口，其特征在于，锅炉内部从上到下依次分为低压单元和高温单元，所述低压单元从上到下依次包括公用省煤器(3)、低压蒸发器(4)、低压过热器(5)，低压单元与低压汽包(12)相连接，所述高温单元从上到下依次包括高温省煤器(6)、高温蒸发器(7)、高温过热器(8)，高温单元与高温汽包(2)相连接。
2.如权利要求1所述的一种适用于高炉渣显热回收的余热发电系统的锅炉装置，其特征在于，所述锅炉底部设置有沉降室，所述沉降室上设有烟风进口，所述烟风进口包括高温烟风进口(9)和中温烟风进口(10)，沉降室内置隔板(11)将沉降室分为高温侧和中温侧，高温过热器(8)设置于高温侧沉降室上方。
3.如权利要求1所述的一种适用于高炉渣显热回收的余热发电系统的锅炉装置，其特征在于，所述低压过热器(5)和高温过热器(8)为光管式，材料为耐温合金钢，其他受热面采用螺旋鳍片管式；受热面布置为逆流错列式。
4.如权利要求1所述的一种适用于高炉渣显热回收的余热发电系统的锅炉装置，其特征在于，所述省煤器、蒸发器和过热器内管束为梳形板支撑，管束与工质荷重通过梳形板由设置在烟箱内的横梁承受。
5.如权利要求1所述的一种适用于高炉渣显热回收的余热发电方法，其特征在于，具体操作步骤如下：
1)高温烟风和中温烟风经烟风进口进入锅炉后，从下而上依次经过高温过热器(8)、高温蒸发器(7)、高温省煤器(6)、低压过热器(5)、低压蒸发器(4)、公用省煤器(3)后从烟风出口(1)离开；
2)凝结水进入公用省煤器(3)预热后，进入低压汽包(12)后一路去低压蒸发器(4)，通过低压蒸汽器(4)加热成汽水混合物后回到低压汽包(12)汽水分离后，低压蒸汽去低压过热器(5)加热成过热蒸汽，过热蒸汽去汽轮机补汽；进入低压汽包(12)后的冷凝水另一路通过管道经给水泵(13)加压后去高温省煤器(6)，通过高压汽包(2)去高温蒸发器(7)加热成汽水混合物后回到高压汽包(2)汽水分离后，蒸汽去高温过热器(8)加热成过热蒸汽后去汽轮机。
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