CN117006854A - 一种高效回收环冷机废气余热的中间一次再热煤气锅炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种高效回收环冷机废气余热的中间一次再热煤气锅炉。在所述的锅炉内按照锅炉内烟气温度的流向依次设置有燃烧室、高温旁路区、高温换热区、一段混合区、中温换热区、二段混合区、低温换热区；其中，燃烧室中煤气燃烧产生的1000～1600℃高温烟气分两个烟道分别进入高温旁路区和高温换热区；经过高温换热区和经过高温旁路区中后温度降低至500～700℃进入一段混合区；与环冷机Ⅰ区的300～500℃高温废气混合，混合后的烟气依次进入高压蒸发器502、高压省煤器501后烟温降低至200～300℃进入二段混合区，然后再与环冷机Ⅱ区排出的200～300℃低温废气混合，混合后的烟气依次进入低压蒸发器702、低压省煤器701，此时烟温降低至100～180℃后排出锅炉。
Description
技术领域
本发明涉及一种高效回收环冷机废气余热的中间一次再热煤气锅炉。
背景技术
目前，钢厂回收煤气能源和烧结环冷机余热能源都是独立的设置煤气锅炉和废气余热锅炉回收能量产生蒸汽，此种方式能源利用效率不高，尤其是环冷机的低温能源利用效率极低，多用于产生一股或多股低压蒸汽，发电品质低。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种高效回收环冷机废气余热的中间一次再热煤气锅炉，通过燃烧煤气，产生高温的热烟气，合理布置受热面，充分利用低温的环冷机余热产生饱和蒸汽，利用燃烧煤气产生的高温烟气产生过热蒸汽，提高蒸汽的发电品质。
为达到上述目的，本发明的高效回收环冷机废气余热的中间一次再热煤气锅炉，在所述的锅炉内按照锅炉内烟气温度的流向依次设置有燃烧室、高温旁路区、高温换热区、一段混合区、中温换热区、二段混合区、低温换热区；
其中，燃烧室中煤气燃烧产生的1000～1600℃高温烟气分两个烟道分别进入高温旁路区和高温换热区；
经过高温换热区和经过高温旁路区中后温度降低至至500～700℃进入一段混合区；与环冷机Ⅰ区的300～500℃高温废气混合，混合后的烟气依次进入高压蒸发器502、高压省煤器501后烟温降低至200～300℃进入二段混合区，然后再与环冷机Ⅱ区排出的200～300℃低温废气混合，混合后的烟气依次进入低压蒸发器702、低压省煤器701，此时烟温降低至100～180℃后排出锅炉。
进一步地，所述的高温换热区包括：再热器和过热器。
进一步地，高温旁路区包括：高压旁路蒸发器、烟气调节挡板。
进一步地，中温换热区包括：高压省煤器、高压蒸发器。
进一步地，低温换热区包括：低压省煤器、低压蒸发器。
进一步地，所述的高温换热区有3个接口，分别与一段废气调节阀出口、二段废气调节阀出口、空气调节阀出口相接。
进一步地，所述的高温换热区包括：再热器和过热器；高温旁路区包括：高压旁路蒸发器、烟气调节挡板；控制过热器和再热器的出口蒸汽温度的方法包括：
通过调节烟气调节挡板，调节流入高温旁路区的烟气量：当过热器和再热器的出口蒸汽温度出口温度≥580℃，烟气调节挡板开度变大，增加通过高温旁路区的烟气量，减小通过高温换热区的烟气量，从而减少过热器和再热器的吸热量，降低出口蒸汽温度。
进一步地，控制过热器和再热器的出口蒸汽温度的方法包括：
当过热器302和再热器301的出口蒸汽温度出口温度≥580℃，调节环冷机Ⅰ区和/或Ⅱ区废气进入高温换热区的流量。
本发明利用高品质的煤气资源，采用合理的汽水流程，充分提升了环冷机余热的发电品质，同时考虑到钢厂两种余热资源波动大的问题，采取烟气挡板调节和三股废气流量调节来控制过热器和再热器生成的过热蒸汽温度，保证此中间一次再热煤气锅炉安全稳定运行。
附图说明
图1是一种高效回收环冷机废气余热的中间一次再热煤气锅炉的结构示意图；
1、燃烧室，2、高温旁路区，3、高温换热区，4、一段混合区，5、中温换热区，6、二段混合区，7、低温换热区，8、空气调节阀，9、一段废气调节阀，10、二段废气调节阀，11、燃烧器，201、高压旁路蒸发器，202、烟气调节挡板，301、再热器，302、过热器，501、高压省煤器，502、高压蒸发器，701、低压省煤器，702、低压蒸发器
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。
术语“第一”、“第二”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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本实施例是利用燃烧煤气产生的高温烟气，将低温的环冷机余热置换出的高压饱和蒸汽过热，低压饱和蒸汽再热的工艺流程。
本实施例余热综合利用系统包括1、燃烧室，2、高温旁路区，3、高温换热区，4、一段混合区，5、中温换热区，6、二段混合区，7、低温换热区，8、空气调节阀，9、一段废气调节阀，10、二段废气调节阀，11、燃烧器，201、高压旁路蒸发器，202、烟气调节挡板，301、再热器，302、过热器，501、高压省煤器，502、高压蒸发器，701、低压省煤器，702、低压蒸发器。
实施例1
本实施例的高效回收环冷机废气余热的中间一次再热煤气锅炉，在所述的锅炉内按照锅炉内烟气温度的流向依次设置有燃烧室、高温旁路区、高温换热区、一段混合区、中温换热区、二段混合区、低温换热区；
其中，燃烧室中煤气燃烧产生的1000～1600℃高温烟气分两个烟道分别进入高温旁路区和高温换热区；
经过高温换热区和经过高温旁路区中后温度降低至至500～700℃进入一段混合区；与环冷机Ⅰ区的300～500℃高温废气混合，混合后的烟气依次进入高压蒸发器502、高压省煤器501后烟温降低至200～300℃进入二段混合区，然后再与环冷机Ⅱ区排出的200～300℃低温废气混合，混合后的烟气依次进入低压蒸发器702、低压省煤器701，此时烟温降低至100～180℃后排出锅炉。
实施例2
在上述实施例的基础上，所述的高温换热区包括：再热器和过热器。
实施例3
在上述实施例的基础上，高温旁路区包括：高压旁路蒸发器、烟气调节挡板。
实施例4
在上述实施例的基础上，中温换热区包括：高压省煤器、高压蒸发器。
实施例5
在上述实施例的基础上，低温换热区包括：低压省煤器、低压蒸发器。
下面结合附图和最优实施例对发明作进一步的说明。
本实施例分为两部分，一部分是燃烧系统，一部分为烟风系统。
燃烧系统：钢厂剩余的煤气通过管道运送到燃烧器11中燃烧，产生高温烟气(1000～1600℃)。
烟风系统：煤气燃烧产生的高温烟气(1000～1600℃)分两个烟道分别进入高温旁路区2和高温换热区3，经过高温换热区3中的过热器302和再热器301和经过高温旁路区中的烟气调节挡板202和高压旁路蒸发器201后温度降低至至500～700℃进入一段混合区4，与环冷机Ⅰ区的高温废气(300～500℃)混合，混合后的烟气依次进入高压蒸发器502、高压省煤器501后烟温降低至200～300℃进入二段混合区，然后再与环冷机Ⅱ区排出的低温废气(200～300℃)混合，混合后的烟气依次进入低压蒸发器702、低压省煤器701，此时烟温降低至100～180℃后排出锅炉。
实施例6
因煤气量与环冷机废气波动量比较大，故过热器302和再热器301的出口蒸汽温度不好控制，本发明通过如下4中方式可以控制过热器302和再热器301的出口蒸汽温度。
方法1：通过调节烟气调节挡板202，调节流入高温旁路区2的烟气量：当过热器302和再热器301的出口蒸汽温度出口温度过高时(≥580℃)，烟气调节挡板202开度变大，增加通过高温旁路区2的烟气量，减小通过高温换热区3的烟气量，从而减少过热器302和再热器301的吸热量，降低出口蒸汽温度；
方法2：当过热器302和再热器301的出口蒸汽温度出口温度过高时，调节一段废气调节阀9开度，增加进入高温换热区3的一段废气流量，因为一段废气温度(300～500℃)低于烟气温度(1000～1600℃)，故增加一段废气流量，会降低烟气温度，从而降低过热器302和再热器301的出口蒸汽温度；
方法3：当过热器302和再热器301的出口蒸汽温度出口温度过高时，调节二段废气调节阀10开度，增加进入高温换热区3的二段废气流量，因为二段废气温度(200～300℃)低于烟气温度(1000～1600℃)，故增加二段废气流量，会降低烟气温度，从而降低过热器302和再热器301的出口蒸汽温度；
方法4：当过热器302和再热器301的出口蒸汽温度出口温度过高时，调节空气调节阀8开度，增加进入高温换热区3的空气流量，因为空气温度(～20℃)低于烟气温度(1000～1600℃)，故增加空气流量，会降低烟气温度，从而降低过热器302和再热器301的出口蒸汽温度。
本发明利用煤气燃烧产生的高温烟气，充分回收并提升了环冷机上的烧结矿冷却后低温废气的余热品质，按照热力学第二定律，合理布置在锅炉中的受热面，梯级回收尾部烟道中的烟气余热，采用中间一次再热蒸汽技术，提高了蒸汽发电品质，同时采用4种过热蒸汽温度调节手段，保证锅炉安全稳定运行。
上面结合附图对本发明作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。对不脱离本发明的构思和范围做出许多其他改变和改型，应当视为本发明保护范围。
在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种高效回收环冷机废气余热的中间一次再热煤气锅炉，其特征在于：在所述的锅炉内按照锅炉内烟气温度的流向依次设置有燃烧室、高温旁路区、高温换热区、一段混合区、中温换热区、二段混合区、低温换热区；
其中，燃烧室中煤气燃烧产生的1000～1600℃高温烟气分两个烟道分别进入高温旁路区和高温换热区；
经过高温换热区和经过高温旁路区中后温度降低至至500～700℃进入一段混合区；与环冷机Ⅰ区的300～500℃高温废气混合，混合后的烟气依次进入高压蒸发器502、高压省煤器501后烟温降低至200～300℃进入二段混合区，然后再与环冷机Ⅱ区排出的200～300℃低温废气混合，混合后的烟气依次进入低压蒸发器702、低压省煤器701，此时烟温降低至100～180℃后排出锅炉。
2.如权利要求1所述的高效回收环冷机废气余热的中间一次再热煤气锅炉，其特征在于：所述的高温换热区包括：再热器和过热器。
3.如权利要求1所述的高效回收环冷机废气余热的中间一次再热煤气锅炉，其特征在于：高温旁路区包括：高压旁路蒸发器、烟气调节挡板。
4.如权利要求1所述的高效回收环冷机废气余热的中间一次再热煤气锅炉，其特征在于：中温换热区包括：高压省煤器、高压蒸发器。
5.如权利要求1所述的高效回收环冷机废气余热的中间一次再热煤气锅炉，其特征在于：低温换热区包括：低压省煤器、低压蒸发器。
6.如权利要求1所述的高效回收环冷机废气余热的中间一次再热煤气锅炉，其特征在于：所述的高温换热区有3个接口，分别与一段废气调节阀出口、二段废气调节阀出口、空气调节阀出口相接。
7.如权利要求1所述的高效回收环冷机废气余热的中间一次再热煤气锅炉，其特征在于：所述的高温换热区包括：再热器和过热器；高温旁路区包括：高压旁路蒸发器、烟气调节挡板；控制过热器和再热器的出口蒸汽温度的方法包括：
通过调节烟气调节挡板，调节流入高温旁路区的烟气量：当过热器和再热器的出口蒸汽温度出口温度≥580℃，烟气调节挡板开度变大，增加通过高温旁路区的烟气量，减小通过高温换热区的烟气量，从而减少过热器和再热器的吸热量，降低出口蒸汽温度。
8.如权利要求1所述的高效回收环冷机废气余热的中间一次再热煤气锅炉，其特征在于：
控制过热器和再热器的出口蒸汽温度的方法包括：
当过热器302和再热器301的出口蒸汽温度出口温度≥580℃，调节环冷机Ⅰ区和/或Ⅱ区废气进入高温换热区的流量。
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Cited By (1)
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| CN117663812A (zh) * | 2024-01-31 | 2024-03-08 | 唐山高炬科技开发有限公司 | 一种烧结烟气高效增焓发电方法及系统 |
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