CN204923908U - 烧结冷却塔及烧结余热综合利用系统 - Google Patents

Abstract

烧结冷却塔及烧结余热综合利用系统，该烧结冷却塔包括内部具有空腔的塔体，塔体顶部设置有进料口，底部设置有出料口，塔体内进料口的下方设置有可封闭进料口的料钟，料钟可在塔体内上下移动；在塔体顶部设置有与塔体内连通的热风出风管；塔体内出料口的上方设置有分料器，分料器可在塔体内上下移动；塔体中下部外围设置有进风围管，进风围管通过沿圆周间隔设置的进风口与塔体内连通，进风围管通过余热加压管与引风机相连、通过冷进风管与冷却鼓风机相连。烧结余热综合利用系统的热风输送管与烧结冷却塔的热风出风管连通；除尘器与热风输送管相连；余热锅炉通过管道与除尘器相连；引风机通过管道与余热锅炉相连。本实用新型占地面积小，余热利用率高。

Description

烧结冷却塔及烧结余热综合利用系统

技术领域

本实用新型涉及冶金冷却设备，尤其涉及一种烧结设备上使用的冷却塔及余热综合利用系统。

背景技术

烧结系统是为高炉提供优质原料的大型设备，其中，烧结成品矿的冷却又是影响烧结成本的最大瓶颈。在钢材市场疲软的情况下，节能降耗、高效环保是每一个钢厂的首要考虑。研究表明，烧结机主烟道烟气余热占烧结工序能耗的13%～23%左右，冷却机废气余热占烧结工序能耗的19%～35%，两者之和高达50%，理论二次能源的产生量为1.62GJ/吨。可见，烧结厂余热回收潜力巨大，回收的重点应为烧结废（烟）气余热和烧结矿显热回收。

冷却是烧结生产工艺的重要步骤之一，用于冷却经烧结机焙烧并经单辊破碎机破碎的烧结矿料。目前，各大烧结厂普遍采用的烧结矿的冷却设备主要为鼓风式带式冷却机和鼓风式环式冷却机。图1为带式冷却机的结构示意图，高温烧结矿料放入台车100中，台车100在轨道101上匀速运行，同时，鼓风机将空气从冷却机下方通过风箱102向上吹入，空气从台车底板上的空洞进入台车中，对台车100内的矿料进行冷却。台车沿轨道运行，完成烧结矿的冷却后，在卸料区将冷却后的矿料卸下，完成冷却。图2为环式冷却机的结构示意图，环冷机的整体结构为圆环形，台车100在环冷机上的环形轨道上匀速运行，台车在环冷机上绕行一周，完成烧结矿的冷却后，在环冷机的卸料区将冷却后的矿料卸下。

现有技术中不管是带式冷却还是环式冷却，由于采用的都是鼓风冷却，因此，由鼓风机送入的空气的利用效率直接影响冷却机的冷却效率，为了保证冷空气的使用效率，要求台车底部与风箱之间的空隙得到有效密封，防止空气从两者间的空隙漏出，但是现有的冷却机台车底部和风箱之间的空隙的密封效果难以保证，存在着漏风率高、风量配比大、电耗高的问题；另一方面，如果要达到好的冷却效果，台车的运行距离要足够长，如果台车运行距离过短，矿料可能无法完全冷却，因此带式或环式冷却机的占地面积通常较大，不仅制造成本高，维护费用也大。而且现有的冷却机由于漏风率高，在余热回收过程中导致余热温度低，热效率低，产生的电能少，发电成本加大。甚至有些企业将冷却机的冷却低温区废风直接外排，不仅导致工作环境差，还会造成污染环境的恶果。

为了克服现有环式或带式冷却机存在的缺陷，市场上出现了立式冷却设备。如申请号为201310419503.8、发明名称为一种立式冷却窑的中国发明专利申请公开了一种立式冷却窑，其采用的进风方式为中心给风和边缘给风相结合的方式向窑体内送风，该方式由于进风要通过风道及风帽，所以风阻大，且风量大小无法调节，就会形成离进风口近的风道风量大，而离进风口远的风道风量小，最终影响烧结矿的热量置换；同样的，出风口在立式窑的上方单面、单出风口，也形成了局部出风量大，局部出风量小，导致不同位置冷却效果存在差异。同时，风道和风帽的制作及维护成本高，运行费用高，维护工作量大，窑龄短，不利于烧结机的稳定运行。

专利号为200910187381.8、发明名称为烧结过程余热资源的竖罐式回收装置与利用方式的中国发明专利也公开了一种竖式冷却罐体，其也采用中心进风的方式，通过风道和风帽进风，同样存在风阻大且风量大小无法调节，出风口局部出风量不同，冷却效果不一致的问题。而且由于进风口风道无风量调节装置，进风量无法调节，风道出风口单面出风，容易形成风流的短路，造成局部冷却效果差。且风道处由于物料的堆积，容易产生测压，把风道压坏，影响生产。制造成本大，维护困难，炉龄短。

申请号为201410280340.4、发明名称为用于烧结余热发电系统的立式螺旋叉流冷却换热装置及其方法的中国发明专利申请公开了一种立式冷却换热装置，其设计有预存段和冷却段，且通过螺旋通道利用物料的自重在螺旋面上下滑到出料口，在下滑过程中，由于烧结物料的摩擦阻力大，容易引起螺旋滑道的损坏，及物料的堵塞，一旦发生此类情况，将会引起系统瘫痪；进出风口也是在该装置的单面，且风量无法调节，在物料充填量不足的情况下，容易形成局部风流的短路，直接进入回风口，所以造成风机电流增大，电耗增大，冷却效果的降低。中心进风管边缘出风口数量多，形成出风总管的薄弱环节，出风口容易进小物料，且加大了物料对管径的冲击损坏。制作成本大，维护费用高，不利于长期作业。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种烧结冷却塔，可以解决现有带式或环式冷却机存在的台车与风箱间密封效果差的问题。

本实用新型的另一目的是提供一种烧结余热综合利用系统，可以循环利用冷却过程中的二次热风，提高热能的再利用率，降低能耗，杜绝环境污染。

为了实现上述目的，本实用新型采取如下的技术解决方案：

烧结冷却塔，包括内部具有空腔的塔体，所述塔体顶部设置有进料口，底部设置有出料口，所述塔体内进料口的下方设置有可封闭进料口的料钟，所述料钟可在所述塔体内上下移动；在所述塔体顶部设置有与所述塔体内连通的热风出风管；所述塔体内出料口的上方设置有分料器，所述分料器可在所述塔体内上下移动；所述塔体中下部外围设置有进风围管，所述进风围管通过沿圆周间隔设置的进风口与所述塔体内连通，所述进风围管通过余热加压管与引风机相连、通过冷进风管与冷却鼓风机相连。

优选的，本实用新型烧结冷却塔的料钟为上小下大的锥形。

优选的，本实用新型烧结冷却塔的热风出风管沿圆周均匀间隔设置。

优选的，本实用新型烧结冷却塔的分料器为上小下大的锥形。

优选的，本实用新型烧结冷却塔的进风围管为圆环形。

优选的，本实用新型烧结冷却塔的进风围管与出料口所在平面之间的距离为塔体总体高度的1/4至1/3。

优选的，本实用新型烧结冷却塔的进风围管包括冷风进风围管和热风进风围管，所述热风进风围管位于所述冷风进风围管的上方，所述热风进风围管通过余热加压管与引风机相连，所述冷风进风围管通过冷进风管与冷却鼓风机相连。

优选的，本实用新型烧结冷却塔在所述热风进风围管及冷风进风围管的出风口处均设置有风量调节阀。

优选的，本实用新型烧结冷却塔的冷却鼓风机的风量小于引风机的风量。

设置有前述烧结冷却塔的烧结余热综合利用系统，包括：与烧结冷却塔的热风出风管连通的热风输送管；与热风输送管相连的除尘器；通过管道与除尘器相连的余热锅炉；所述引风机通过管道与余热锅炉相连。

由上述技术方案可知，本实用新型的烧结冷却塔采用上进料，下出料的方式，进料口设置料钟，保证在装料过程中系统的密闭状态，同时在烧结热矿下落时，沿料钟外表面下滑，烧结料不至破损；由于其密封性好，无外漏风进入，使冷却风量在最小化供风的情况下，高热值最大化，有利于余热发电的最大效益；出风口在塔体的顶部，且可以双向甚至多向出风，实现余热均匀回收，有利于对烧结余热的充分利用；在出料口上方有分料器，分料器可以控制其出料口的料量，同时保证料柱对成品料的压缩性降低；本实用新型烧结冷却塔全系统采用负压冷却，无污染物排放，有利于环保。

附图说明

图1为现有技术的带式冷却机的结构示意图。

图2为现有技术的环式冷却机的结构示意图。

图3为本实用新型实施例1的结构示意图。

图4为沿图3中A-A线的剖视图。

图5为沿图3中B-B线的剖视图。

图6为本实用新型实施例2的结构示意图。

图7为沿图6中C-C线的剖视图。

图8为沿图6中D-D线的剖视图。

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细地说明。

具体实施方式

实施例1

如图3、图4及图5所示，本实施例的烧结余热综合利用系统包括烧结冷却塔1、热风输送管2、除尘器3、余热锅炉4、引风机5、冷却鼓风机6、进风围管7。其中，热风输送管2连接烧结冷却塔1和除尘器3，除尘器3和余热锅炉4之间通过管道相连，引风机5通过管道与余热锅炉4，并通过余热加压管8和进风围管7相连，冷却鼓风机6通过冷进风管（未标号）与进风围管7相连。本实用新型的除尘器和余热锅炉采用市场上销售的产品。

本实用新型的烧结冷却塔1包括内部具有空腔的塔体1-1，进料口1-1a位于塔体1-1的顶端，出料口1-1b位于塔体1-1的底部。在塔体1-1进料口的下方设置有料钟1-2，料钟1-2可在塔体内上下移动，料钟1-2上下移动时可以改变进料口1-1a下方进料区域的打开程度，从而调节进料量及进料的速度。本实施例的料钟1-2为上小下大的锥形，当料钟1-2上移至顶部时可将进料口1-1a完全关闭。本实用新型的料钟可以优选采用双料钟，相互密封，实现更好的密封效果。在塔体1-1顶部的周壁上设置有热风出风管1-3，热风出风管1-3与热风输送管2连通。热风出风管1-3沿圆周均匀间隔设置，本实施例中设置了2根热风出风管。在塔体1-1出料口的上方设置有分料器1-4，分料器1-4可在塔体1内上下移动，从而调节出料口1-1b下方出料区域的打开程度。本实施例的分料器1-4为上小下大的锥形。当矿料从塔体上方掉落时，会掉在分料器1-4的锥面上，从而将矿料向分料器周围撒布，再从塔体底部的出料口排出。优选的，可在出料口安装水冷干性叶轮给料机。本实用新型的料钟和叶轮给料机均可采用市场销售产品。

本实用新型的进风围管7为封闭环形，特别的，可为圆环形，进风围管7设置于塔体1-1的外围，进风围管7通过沿圆周间隔设置的多个进风口7a与塔体1-1内连通，从而向塔体1-1内送入低温热风。本实用新型的进风围管7设置于塔体1-1的中下部，其与出料口所在平面之间的距离h可为塔体1-1总体高度的1/4至1/3。从余热锅炉4出来的低温热风在引风机5的作用下送入进风围管7中，同时，冷却鼓风机6将冷风送入进风围管7中，进风围管7向塔体1内送入混合风。特别的，冷却鼓风机6的风量要小于引风机5的风量，即冷风量小于热风量，使塔体内部形成一个负压系统。

下面对本实用新型系统的工作过程做进一步说明：

随着装载着矿料的台车10沿着轨道运行完成烧结过程后，台车10在卸料区将矿料卸下，单辊破碎机11将矿料破碎，经过链带输送机12及送入预处理烧结料仓13内，再将预处理烧结料仓13内的矿料装入底卸式料斗14内，矿料通过料斗14运送至烧结冷却塔1上方，料钟1-2向下移动从而打开进料口1-1a，矿料经过进料口1-1a进入塔体内。当矿料下落时，进风围管7向塔体1-1内输送的低温热风会与矿料进行热量交换，从而矿料在下降过程中温度下降，低温热风在上升过程中温度上升。矿料落到塔体底部后，由于塔体1-1内形成负压系统，出料口1-1b同时也是一个冷风进口，外部的冷风会从出料口1-1b进入塔体1-1内，对落到塔体1-1底部的矿料进行进一步的冷却降温，同时还可以起到抑制出料口扬尘的作用，最后，冷却的矿料从出料口1-1b排出。和矿料热交换后的中温热风向塔体1-1上部移动，从塔体顶部的热风出风管1-3排出塔体1-1外，并经由热风输送管2进入除尘器3中，经过除尘器3除尘后，中温热风进入余热锅炉4，利用中温热风的热量进行余热发电，在余热锅炉4中进行热量交换后的中温热风又变成低温热风，在引风机5的作用下通过余热加压管8进入进风围管7，重复循环利用。

本实用新型将进风围管7设置位于塔体的中下部，一方面可以保证矿料有足够的下降冷却的距离，以此保证比较好的冷却效果，另一方面如果进风围管7设置位置过低，如位于塔体的底部，从热风出风管1-3排出的热风的温度过低，达不到余热发电的要求，则热效率低，产生的电能少，发电成本加大。

实施例2

如图6至8所示，本实施例与实施例1不同的地方在于：本实施例的进风围管包括冷风进风围管7-1和热风进风围管7-2，热风进风围管7-2位于冷风进风围管7-1的上方。热风进风围管7-2通过余热加压管8与引风机5相连，冷风进风围管7-1通过冷进风管（未标号）与冷却鼓风机6相连。低温热风从热风进风围管7-2进入塔体1-1内，外部冷风从冷风进风围管7-1进入塔体1-1内，低温热风和冷风形成混合风对矿料进行冷却。本实施例在热风进风围管7-2及冷风进风围管7-1的出风口处均设置有风量调节阀9，可以调整进风量的大小，保证了系统进风量的稳定，均匀，提高冷却效果。

本实用新型的烧结冷却塔与过去的平面带式、环式冷却系统相比，具有占地面积小、生产集中、漏风率低的优点；而且系统配风量少，余热利用率高，塔内全负压运行，无环境污染；运行成本及设备维修率低，高效节能、综合利用率高。

本实用新型与现有技术相比，具有以下特点：

1、冷却塔由上进料、下出料，塔体全密封；进料后，进料口可封闭，堵住了进料口的漏风；出料口可优选设置自冷却干性叶轮出料机，堵住了出料口的漏风，降低漏风率，从而减少能耗；

2、采用内循环的负压冷却系统，同时有冷风外补给系统，提高冷却效果的同时，保证热风的再循环，提高冷却系统热置换风温的最大化，可使余热风温温度保持在450℃以上，同时原料在下行的过程中，与冷却风充分交换，保证冷却效果同时提高系统的热置换率，余热发电量提高30%以上，达到增长节约，降耗节支；

3、采用上下可移动调节的分料器，保证系统下料均匀可靠，同时又缓解成品料的堆积挤压而造成的破损；

4、采用除尘系统，可以减少粉尘对余热锅炉及引风机的损坏；

5、采用引、鼓风共用技术，提高热风的再利用，实现利用率的最大化。

本说明书中各个部分采用递进的方式描述，每个部分重点说明的都是与其它部分的不同之处，各个部分之间相同或相似部分互相参见即可。这些零部件之间的组合关系并不只是实施例所公开的形式，对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。

Claims (10)

1.烧结冷却塔，包括内部具有空腔的塔体，所述塔体顶部设置有进料口，底部设置有出料口，其特征在于：

所述塔体内进料口的下方设置有可封闭进料口的料钟，所述料钟可在所述塔体内上下移动；

在所述塔体顶部设置有与所述塔体内连通的热风出风管；

所述塔体内出料口的上方设置有分料器，所述分料器可在所述塔体内上下移动；

所述塔体中下部外围设置有进风围管，所述进风围管通过沿圆周间隔设置的进风口与所述塔体内连通，所述进风围管通过余热加压管与引风机相连、通过冷进风管与冷却鼓风机相连。

2.如权利要求1所述的烧结冷却塔，其特征在于：所述料钟为上小下大的锥形。

3.如权利要求1所述的烧结冷却塔，其特征在于：所述热风出风管沿圆周均匀间隔设置。

4.如权利要求1所述的烧结冷却塔，其特征在于：所述分料器为上小下大的锥形。

5.如权利要求1所述的烧结冷却塔，其特征在于：所述进风围管为圆环形。

6.如权利要求1所述的烧结冷却塔，其特征在于：所述进风围管与出料口所在平面之间的距离为塔体总体高度的1/4至1/3。

7.如权利要求1所述的烧结冷却塔，其特征在于：所述进风围管包括冷风进风围管和热风进风围管，所述热风进风围管位于所述冷风进风围管的上方，所述热风进风围管通过余热加压管与引风机相连，所述冷风进风围管通过冷进风管与冷却鼓风机相连。

8.如权利要求7所述的烧结冷却塔，其特征在于：在所述热风进风围管及冷风进风围管的出风口处均设置有风量调节阀。

9.如权利要求1所述的烧结冷却塔，其特征在于：所述冷却鼓风机的风量小于引风机的风量。

10.设置有如权利要求1至9任一项所述的烧结冷却塔的烧结余热综合利用系统，其特征在于，包括：

与烧结冷却塔的热风出风管连通的热风输送管；

与热风输送管相连的除尘器；

通过管道与除尘器相连的余热锅炉；

所述引风机通过管道与余热锅炉相连。