CN205919679U - 烧结冷却机烟气低温余热利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种烧结冷却机烟气低温余热利用系统，包括连接于烧结冷却机中温冷却段的引风罩上的第一烟气管路，该第一烟气管路连接有卡琳娜循环机构。本实用新型通过采用卡琳娜循环机构，可有效回收中温冷却段烟气的余热，实现烧结冷却机烟气余热的梯级利用，最大限度回收烧结冷却机烟气的热量，有效提高烧结冷却机的烟气余热利用效率。

Description

烧结冷却机烟气低温余热利用系统

技术领域

本实用新型属于烧结技术领域，具体涉及一种烧结冷却机烟气低温余热利用系统。

背景技术

目前烧结冷却机的余热回收主要是回收高于200℃以上的烟气余热，用于产生蒸汽进行发电；由于烧结冷却机高温段的烟气温度只有300-400℃，余热发电机组产生的蒸汽品质低，导致发电效率不高。而对于低于200℃的烟气不进行利用或者直接热回收，如进行热风烧结、作为烧结点火器助燃风等，因此，烧结冷却机低温段烟气余热也未得到充分的利用，使得烧结冷却机烟气余热利用率较低。

同时，烧结冷却机余热发电系统由于受到烧结运行状态的影响，余热发电机组稳定性差，年利用小时数短，约为5000小时。烧结冷却机余热发电系统运行不稳定的主要原因：一是烧结矿粒度随着烧结配碳量、制粒过程水分、烧结矿粉的粒度等变化而变化，造成冷却机冷却风量变化，余热利用系统输入能量发生波动；二是进入烧结冷却机的烧结矿温度受到烧结运行状态的影响，当烧结过程过度欠烧或者过烧时，导致进入冷却机的烧结矿温度偏低；三是烧结实际运行过程中烧结机由于某些原因经常发生短时间停机，造成烧结冷却机热量输入中断，发电机组被迫停机。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种烧结冷却机烟气低温余热利用系统，至少可解决现有技术的部分缺陷。

本实用新型实施例提供一种烧结冷却机烟气低温余热利用系统，所述烧结冷却机包括有高温冷却段、中温冷却段和低温冷却段，所述系统包括连接于所述中温冷却段的引风罩上的第一烟气管路，所述第一烟气管路连接有卡琳娜循环机构。

作为实施例之一，所述中温冷却段包括沿料流方向依次布置的中温冷却一区、中温冷却二区、中温冷却三区和中温冷却四区，各冷却区上方分别设有引风罩；所述第一烟气管路连接于所述中温冷却二区和/或所述中温冷却三区的引风罩上。

作为实施例之一，所述卡琳娜循环机构包括过热器，所述第一烟气管路与所述过热器的热源介质入口连通。

作为实施例之一，所述中温冷却四区的引风罩上连接有第二烟气管路；所述过热器包括沿工质流通方向依次设置的低温换热段和高温换热段，所述低温换热段设有烟气入口且与所述第二烟气管路连通，所述高温换热段设有烟气入口且与所述第一烟气管路连通。

作为实施例之一，所述第二烟气管路上分支连接有一分支管路，所述分支管路及所述第二烟气管路上均设有控制阀，所述第二烟气管路上的控制阀位于分支连接点与所述过热器之间。

作为实施例之一，所述卡琳娜循环机构还包括加热器，所述过热器的热源介质出口与所述加热器的热源介质入口连通。

作为实施例之一，所述加热器的热源介质出口通过第一烟气出口管道与所述低温冷却段的冷却风供应机构连接。

作为实施例之一，所述低温冷却段包括沿料流方向依次布置的低温冷却一区和低温冷却二区；所述第一烟气出口管道与所述低温冷却一区的冷却风供应机构连接。

作为实施例之一，所述第一烟气出口管道上分支连接有第二烟气出口管道，所述第二烟气出口管道与所述中温冷却一区的冷却风供应机构和/或所述中温冷却二区的冷却风供应机构连接，所述第二烟气出口管道上设有控制阀。

作为实施例之一，所述卡琳娜循环机构包括汽轮机和辅助电机，所述辅助电机、所述汽轮机的转子主轴及烧结主抽风机的驱动轴依次同轴连接。

本实用新型实施例至少具有如下有益效果：

(1)采用卡琳娜循环机构可有效回收中温冷却段烟气的余热，实现烧结冷却机烟气余热的梯级利用，最大限度回收烧结冷却机烟气的热量，有效提高烧结冷却机的烟气余热利用效率。

(2)通过将中温冷却二区和/或中温冷却三区的烟气送入卡琳娜循环机构的过热器的高温段，将中温冷却四区的烟气送入卡琳娜循环机构的过热器的低温段，实现烧结冷却机中温冷却段的烟气能量的梯级利用，利用效率更高、更为合理。

(3)通过分支管路分配中温冷却四区烟气的流向，可根据中温冷却四区烟气的温度选择进入过热器的高温段或者低温段，并且，可通过该分支管路调节输入过热器的热量，使得过热器的输入热量保持相对稳定。

(4)卡琳娜循环机构的出口烟气送至低温冷却段作为冷却风循环利用，实现烟气的循环利用，有效降低烧结冷却机的能耗。

(5)通过设置辅助电机，在卡琳娜循环机构的过热器产生的气态工质不足以保证主抽风机稳定正常运行时，该辅助电机投入工作，可保证烧结主抽风机的正常稳定运行

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的烧结冷却机烟气低温余热利用系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1，本实用新型实施例提供一种烧结冷却机烟气低温余热利用系统，所述烧结冷却机包括有高温冷却段91、中温冷却段92和低温冷却段93，高温冷却段91、中温冷却段92和低温冷却段93沿料流方向依次设置。上述烧结冷却机烟气低温余热利用系统包括连接于中温冷却段92的引风罩上的第一烟气管路4，所述第一烟气管路4连接有卡琳娜循环机构。该卡琳娜循环机构优选为采用低沸点工质作为换热介质，采用烟气作为热源介质，其中，上述低沸点工质主要采用氨-水混合物。采用卡琳娜循环机构可有效回收中温冷却段烟气的余热，实现烧结冷却机烟气余热的梯级利用，最大限度回收烧结冷却机烟气的热量，有效提高烧结冷却机的烟气余热利用效率。

其中，如图1，所述中温冷却段92包括沿料流方向依次布置的中温冷却一区921、中温冷却二区922、中温冷却三区923和中温冷却四区924，各冷却区上方对应设有引风罩；其中，上述中温冷却一区921邻近于高温冷却段91设置，上述中温冷却四区924邻近于低温冷却段93设置。上述第一烟气管路4连接于所述中温冷却二区922和/或所述中温冷却三区923的引风罩上，本实施例中，该第一烟气管路4具有两第一烟气入口管道41，分别连接于上述中温冷却二区922和中温冷却三区923的引风罩上。可在两第一烟气入口管道41上分别设置控制阀，通过调节两控制阀的开度，调节送至卡琳娜循环机构的烟气热量，保证卡琳娜循环机构适应实际工况及满足生产需要。

进一步优选地，如图1，上述中温冷却二区922和中温冷却三区923的引风罩上还连接有第三烟气管路2，该第三烟气管路2可将至少部分的中温冷却二区922和中温冷却三区923的烟气送至烧结冷却机烟气的高温余热利用系统进行余热利用，该高温余热利用系统主要采用余热锅炉1，该第三烟气管路2连接至该余热锅炉1的低温段入口，该余热锅炉1的高温段入口则接收由高温冷却段91的引风罩抽出的高温冷却段烟气。进一步地，上述第三烟气管路2具有两第二烟气入口管道，两第二烟气入口管道分别连接于上述中温冷却二区922和中温冷却三区923的引风罩上。连接于中温冷却二区922引风罩上的第一烟气入口管道41和第二烟气入口管道可均直接连接于引风罩上，也可呈分支连接关系，第一烟气入口管道41分支连接在第二烟气入口管道上或第二烟气入口管道分支连接在第一烟气入口管道41上均可。连接于中温冷却三区923引风罩上的第一烟气入口管道41和第二烟气入口管道也采用上述结构。各烟气入口管道上均设置控制阀，其中，对于分支连接结构，主烟气管道上的控制阀位于分支连接点与该主烟气管道的出口端之间。采用上述结构，可通过该第一烟气管路4调节进入余热锅炉1中的中温冷却段烟气，保证进入余热锅炉1的热量相对稳定。当烧结矿粒度较粗或料层高度偏薄时，高温冷却段91的引风罩风量偏大，导致中温冷却段92的引风罩出口烟气温度较低，影响余热锅炉1的余热利用效率，此时，可减小第三烟气管路2上的控制阀的开度、增大第一烟气管路4上的控制阀的开度，使得余热锅炉1的输入热量保持相对稳定，余热利用效率维持在一定水平；当烧结矿粒度较细或料层高度偏厚时，高温冷却段91的引风罩风量偏小，输入余热锅炉1的热量偏低，锅炉达不到额定负荷，此时，可增大第三烟气管路2上的控制阀的开度、减小第一烟气管路4上的控制阀的开度，保证输入余热锅炉1的热量，使余热锅炉1达到额定发电功率。

接续上述结构，如图1，所述卡琳娜循环机构包括过热器10，所述第一烟气管路4与所述过热器10的热源介质入口连通。进一步地，所述中温冷却四区924的引风罩上连接有第二烟气管路7；所述过热器10包括沿工质流通方向依次设置的低温换热段和高温换热段，所述低温换热段设有烟气入口且与所述第二烟气管路7连通，所述高温换热段设有烟气入口且与所述第一烟气管路4连通。即：通过将中温冷却二区922和/或中温冷却三区923的烟气送入该卡琳娜循环机构的过热器10的高温段，将中温冷却四区924的烟气送入该卡琳娜循环机构的过热器10的低温段，实现烧结冷却机中温冷却段92的烟气能量的梯级利用，利用效率更高、更为合理。进一步地，如图1，上述第二烟气管路7上分支连接有一分支管路6，该分支管路6连接至上述第一烟气管路4上，该分支管路6上设有控制阀，在第二烟气管路7上也设有控制阀，该控制阀位于分支连接点与过热器10之间；即通过该分支管路6分配中温冷却四区924烟气的流向，可根据中温冷却四区924烟气的温度选择进入过热器10的高温段或者低温段，并且，可通过该分支管路6调节输入过热器10的热量，使得过热器10的输入热量保持相对稳定。

进一步优选，如图1，所述卡琳娜循环机构还包括加热器18，所述过热器10的热源介质出口与所述加热器18的热源介质入口连通，即经上述卡琳娜循环机构的过热器10换热后的烟气进入该加热器18进一步换热，以充分回收利用烟气余热。

现有常用的卡琳娜循环均适用于本实施例，以下实施例列举一卡琳娜循环机构的具体结构：如图1，该卡琳娜循环机构包括过热器10、汽轮机13、回热器20、冷凝器19、加热器18及低沸点工质气液分离器11，过热器10的工质出口与汽轮机13的工质入口连通，汽轮机13的工质出口与回热器20的工质入口连通，回热器20的工质出口与冷凝器19的工质入口连通，冷凝器19的工质出口通过凝结泵与加热器18的工质入口连通，加热器18的工质出口连接至低沸点工质气液分离器11，气液分离器11的气体出口与加热器18的工质入口连通，气液分离器11的液体出口连接至回热器20，液态低沸点工质经由回热器20加热后变为气液混合物返回至气液分离器11中；过热器10具有高温段烟气入口和低温段烟气入口，高温段烟气入口与上述第一烟气管路4连通，低温段烟气入口与上述第二烟气管路7连通，过热器10的烟气出口与加热器18的烟气入口连通。

如图1，上述汽轮机13优选为与烧结主抽风机14的驱动轴连接，以驱动烧结主抽风机14做功。优选地，还设有辅助电机12，所述辅助电机12、所述汽轮机13的转子主轴及烧结主抽风机14的驱动轴依次同轴连接，即辅助电机12的输出轴与汽轮机13的转轴主轴同轴连接，汽轮机13的转轴主轴与烧结主抽风机14的驱动轴同轴连接，在卡琳娜循环机构的过热器10产生的气态工质不足以保证主抽风机14稳定正常运行时，该辅助电机12投入工作，以保证烧结主抽风机14的正常稳定运行。

进一步优化上述结构，如图1，所述加热器18的热源介质出口通过第一烟气出口管道17与所述低温冷却段93的冷却风供应机构连接。即中温冷却段92的烟气经低温余热利用机构进行余热利用后，返回至低温冷却段93作为冷却风再利用，实现烟气的循环利用，有效降低烧结冷却机的能耗。其中，本实施例中，所述低温冷却段93包括沿料流方向依次布置的低温冷却一区931和低温冷却二区932，各冷却区上方对应设有引风罩；所述第一烟气出口管道17与所述低温冷却一区931的冷却风供应机构连接。

如图1，进一步优选地，所述第一烟气出口管道17上分支连接有第二烟气出口管道8，所述第二烟气出口管道8与所述中温冷却一区921的冷却风供应机构和/或所述中温冷却二区922的冷却风供应机构连接，所述第二烟气出口管道8上设有控制阀。即经低温余热利用机构处理后的烟气主要送入低温冷却一区931，当该部分烟气量高于低温冷却一区931的冷却风需求量时，可通过第二烟气出口管道8部分送至中温冷却一区921和中温冷却二区922进行循环利用。

上述低温冷却一区931相邻于上述中温冷却段92设置；该低温冷却一区931的引风罩上连接有第二烟气返流管路5，所述第二烟气返流管路5出口端连接至所述中温冷却段92的冷却风供应机构上，一方面实现该低温冷却一区931的烟气的循环利用，一定程度上减少中温冷却段92内的冷却气体耗量，节约能源；另一方面，可提高该部分的烟气的温度，而且能一定程度上提高由中温冷却段92抽取的烟气的温度，即使得进入余热锅炉1低温段和/或卡琳娜循环机构的过热器10的烟气温度有一定增幅，有效提高烟气余热利用效率。

进一步地，如图1，所述中温冷却一区921的引风罩上连接有第一烟气返流管路3，所述第一烟气返流管路3出口端连接至所述高温冷却段91的冷却风供应机构上，一方面实现该中温冷却一区921的烟气的循环利用，一定程度上减少高温冷却段91内的冷却气体耗量，节约能源；另一方面，可提高该部分的烟气的温度，而且能一定程度上提高由高温冷却段91抽取的烟气的温度，即使得进入余热锅炉1高温段的烟气温度有一定增幅，有效提高烟气余热利用效率。

如图1，进一步优选地，所述低温冷却二区932底部连接有用于鼓入空气的鼓风机，所述低温冷却二区932的引风罩上连接有第四烟气管路16，所述第四烟气管路16与烧结机的热风入口连通，即该低温冷却二区932的烟气送入烧结机进行热风烧结。

上述第一烟气管路4、第二烟气管路7、第三烟气管路2、第一烟气返流管路3及第二烟气返流管路5上均设有除尘器，以保证各余热利用设备及烧结冷却机的设备使用安全，提高设备使用寿命。在第三烟气出口管道上可设置引风机，提高工作效率。

上述各部分烧结冷却机烟气的温度随烧结矿性质的不同而有波动，一般地，上述高温冷却段91的烟气出口温度大致在500～600℃，上述中温冷却一区921的烟气出口温度大致在350～400℃，上述中温冷却二区922的烟气出口温度大致在300～350℃，上述中温冷却三区923的烟气出口温度大致在250～300℃，上述中温冷却四区924的烟气出口温度大致在200～250℃，上述低温冷却一区931的烟气出口温度大致在150～200℃，上述低温冷却二区932的烟气出口温度大致在100℃左右。通过对烧结冷却机各冷却区域的不同性质的烟气进行相应应用，可达到最佳的烧结冷却机烟气余热利用效果，使烧结冷却机烟气余热利用效率最大化；同时，对不同冷却区域的烟气流向进行综合调控，保证余热利用系统的正常稳定运行。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种烧结冷却机烟气低温余热利用系统，所述烧结冷却机包括有高温冷却段、中温冷却段和低温冷却段，其特征在于：所述系统包括连接于所述中温冷却段的引风罩上的第一烟气管路，所述第一烟气管路连接有卡琳娜循环机构。

2.根据权利要求1所述的烧结冷却机烟气低温余热利用系统，其特征在于：所述中温冷却段包括沿料流方向依次布置的中温冷却一区、中温冷却二区、中温冷却三区和中温冷却四区，各冷却区上方分别设有引风罩；

所述第一烟气管路连接于所述中温冷却二区和/或所述中温冷却三区的引风罩上。

3.根据权利要求2所述的烧结冷却机烟气低温余热利用系统，其特征在于：所述卡琳娜循环机构包括过热器，所述第一烟气管路与所述过热器的热源介质入口连通。

4.根据权利要求3所述的烧结冷却机烟气低温余热利用系统，其特征在于：所述中温冷却四区的引风罩上连接有第二烟气管路；

所述过热器包括沿工质流通方向依次设置的低温换热段和高温换热段，所述低温换热段设有烟气入口且与所述第二烟气管路连通，所述高温换热段设有烟气入口且与所述第一烟气管路连通。

5.根据权利要求4所述的烧结冷却机烟气低温余热利用系统，其特征在于：所述第二烟气管路上分支连接有一分支管路，所述分支管路及所述第二烟气管路上均设有控制阀，所述第二烟气管路上的控制阀位于分支连接点与所述过热器之间。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的烧结冷却机烟气低温余热利用系统，其特征在于：所述卡琳娜循环机构还包括加热器，所述过热器的热源介质出口与所述加热器的热源介质入口连通。

7.根据权利要求6所述的烧结冷却机烟气低温余热利用系统，其特征在于：所述加热器的热源介质出口通过第一烟气出口管道与所述低温冷却段的冷却风供应机构连接。

8.根据权利要求7所述的烧结冷却机烟气低温余热利用系统，其特征在于：所述低温冷却段包括沿料流方向依次布置的低温冷却一区和低温冷却二区；所述第一烟气出口管道与所述低温冷却一区的冷却风供应机构连接。

9.根据权利要求8所述的烧结冷却机烟气低温余热利用系统，其特征在于：所述第一烟气出口管道上分支连接有第二烟气出口管道，所述第二烟气出口管道与所述中温冷却一区的冷却风供应机构和/或所述中温冷却二区的冷却风供应机构连接，所述第二烟气出口管道上设有控制阀。

10.根据权利要求1至5中任一项所述的烧结冷却机烟气低温余热利用系统，其特征在于：所述卡琳娜循环机构包括汽轮机和辅助电机，所述辅助电机、所述汽轮机的转子主轴及烧结主抽风机的驱动轴依次同轴连接。