CN205940176U - 环冷机废气余热综合利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种环冷机废气余热综合利用系统，包括烟气循环系统；烟气循环系统包括集烟罩、高温烟囱和余热锅炉；余热锅炉烟气入口和烟气出口分别与高温烟囱和回风管道连通；余热锅炉烟道依次设置有高压段过热器、高压段蒸发器、低压段过热器、高压段省煤器、低压段蒸发器、低压段省煤器和凝结水加热器，余热锅炉烟道外设置有高压段锅筒和低压段锅筒；低压段省煤器入水口与余热利用机组出水口连通，低压段过热器出汽口和高压段过热器出汽口与余热利用机组进汽口连通；凝结水加热器进水口与发电机组热力系统低压加热器进水口连通，凝结水加热器出水口热力系统低压加热器出水口连通。本实用新型能够提高环冷机余热综合利用效率。

Description

环冷机废气余热综合利用系统

技术领域

本实用新型涉及钢铁行业的节能技术领域，尤其涉及一种环冷机废气余热综合利用系统。

背景技术

在钢铁生产的各个工序中，烧结工序是耗能大户，其能耗仅次于炼铁工序。烧结环冷机是烧结工艺的后期处理设备，用于将烧结矿的温度冷却至150℃之下。环冷机的高温废气是一项宝贵的余热资源，以常规198m2烧结机配置的环冷机为例，仅环冷机一段高温废气(温度约为350～450℃)的流量就高达20万Nm3/h，若能充分利用环冷机的废气余热，将可收获非常可观的经济效益。

目前，对于环冷机废气余热的利用方式主要是采用取风管道、余热锅炉、循环风机、环冷机回风管道形成循环回路的形式，即通过取风管道将环冷机的高温废气送至余热锅炉进行换热，余热锅炉排出的低温烟气进入循环风机，被循环风机加压后经过环冷机回风管道送回至环冷机。该方案可产生可观的经济效益，且由于废气实现了闭式循环，有效避免了废气中的颗粒物排放造成的环境污染问题，因此其已成为目前最主流的环冷机余热回收方式，但是该方案仍然存在较大的不足：首先，余热锅炉出口烟温仍然高达150℃左右，较高的回风温度会对环冷机的运行造成不利影响：环冷机冷却风温较高导致环冷机的运行环境恶化，导致动静密封容易损坏，加速环冷机框架变形，环冷机联接部位焊缝开裂等问题；其次，由于环冷机的冷却风量非常大，余热锅炉出口150℃左右的废气蕴含着巨大的显热资源，该显热资源仍然具有很大的可利用价值，如果按常规方式直接回至环冷机，虽然能提高环冷机高温段烟气温度从而在一定程度上提高余热锅炉出力，但是仍然存在较大的能源浪费。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种能够充分回收环冷机废气余热的环冷机废气余热综合利用系统。

为达到上述目的，本实用新型环冷机废气余热综合利用系统，包括烟气循环系统；所述烟气循环系统包括设置在环冷机常规余热回收段上方的集烟罩、设置在集烟罩上的高温烟囱和用于回收余热的余热锅炉；所述余热锅炉的烟气入口和烟气出口分别与所述高温烟囱和常规余热回收段连通；

所述余热锅炉的烟道内沿烟气的流动方向依次设置有高压段过热器、高压段蒸发器、低压段过热器、高压段省煤器、低压段蒸发器、低压段省煤器和凝结水加热器，所述余热锅炉的烟道外设置有高压段锅筒和低压段锅筒；

所述低压段省煤器的出水口与所述低压段锅筒的入水口连通，所述低压段蒸发器的入水口与所述低压段锅筒的低压段出水口连通，所述低压段蒸发器的出汽口与所述低压段锅筒的进汽口连通，所述低压段过热器的进汽口与所述低压段锅筒的出汽口连通；

所述低压段锅筒的高压段出水口与高压段给水泵的入水口连通，所述高压段给水泵的出水口与所述高压段省煤器的入水口连通，所述高压段省煤器的出水口与所述高压段锅筒的入水口连通，所述高压段蒸发器的入水口与所述高压段锅筒的出水口连通，所述高压段蒸发器的出汽口与所述高压段锅筒的进汽口连通，所述高压段过热器的进汽口与所述高压段锅筒的出汽口连通；

所述低压段省煤器的入水口与所述余热利用机组的出水口连通，所述低压段过热器的出汽口和所述高压段过热器的出汽口与所述余热利用机组的进汽口连通；

所述凝结水加热器与发电机组热力系统的低压加热器沿凝结水流程并联连接。

进一步地，所述余热利用机组的热力系统包括依次连通的余热利用机组汽轮机、余热利用机组凝汽器和余热利用机组轴封加热器；所述余热机组汽轮机为补汽式汽轮机；用于连接余热利用机组凝汽器和余热利用机组轴封加热器的管道上设置有余热利用机组凝结水泵。

所述低压段省煤器的入水口与所述余热利用机组轴封加热器出水口连通，所述高压段过热器的出汽口与所述补汽式汽轮机的主蒸汽入口连通，所述低压段过热器的出汽口与所述补汽式汽轮机的补充蒸汽入口连通。

进一步地，所述发电机组的热力系统包括依次连通的发电机组汽轮机、发电机组凝汽器、发电机组轴封加热器和发电机组低压加热器；所述发电机组汽轮机的输出轴与发电机连接；用于连接发电机组凝汽器和发电机组轴封加热器的管道上设置有发电机组凝结水泵；

所述凝结水加热器的进水口与所述发电机组低压加热器的入水管道连通，所述凝结水加热器的出水口与所述发电机组低压加热器的出水管道连通。

进一步地，所述余热锅炉的烟气入口通过常规取风管道与所述高温烟囱连通，所述常规取风管道上沿着烟气流动的方向依次设置有第一除尘器、第一流量计和补燃炉。

进一步地，环冷机低温段上设置有集气罩，所述集气罩上设置有低温烟囱；所述低温烟囱通过低温取风管道与所述补燃炉的空气入口连通，所述补燃炉的煤气入口与煤气管道连通；所述低温取风管道上沿烟气流动方向设置有第二除尘器和第二流量计。

进一步地，所述发电机组低压加热器的进、出水口和所述凝结水加热器的进、出水口均设置有控制阀门。

进一步地，所述常规取风管道入口端设置有第一烟风阀门；所述高温烟囱出口设置有第二烟风阀门。

进一步地，所述余热锅炉的烟气入口管道上设置有第三流量计。

进一步地，所述余热锅炉的烟气出口通过排气管道与循环风机的进风口相连，所述循环风机的出风口通过环冷机回风管道与所述环冷机常规余热回收段相连，所述环冷机回风管道上设置有放散烟囱和第三烟风阀门，所述放散烟囱上设置有第四烟风阀门。

进一步地，所述低温烟囱的出口设置有第五烟风阀门，所述低温取风管道的入口设置有第六烟风阀门。

进一步地，所述低压段锅筒配带用于为锅炉中的给水除氧的除氧头。

本实用新型环冷机废气余热综合利用系统对烧结环冷机的废气余热进行综合利用，通过余热锅炉内部换热器的优化设置，对废气余热进行合理利用，在余热锅炉内部沿着烟气流程依次布置高压段过热器、高压段蒸发器、低压段过热器、高压段省煤器、低压段蒸发器、低压段省煤器和凝结水加热器，其中高压段过热器和低压段过热器产生的蒸汽分别作为主蒸汽和补汽进入余热利用机组汽轮机，冲转汽轮机做功，该汽轮机无论是用于驱动发电机还是用于拖动风机均可产生可观的经济效益；凝结水加热器用来加热电站发电机组汽轮机热力系统中的凝结水，可减少低压加热器的回热抽汽量，而节省的回热抽汽可以在汽轮机中继续做功，增大发电机组的发电量。

本实用新型环冷机废气余热综合利用系统通过余热锅炉内部换热器的优化设计实现了废气热能的梯级合理利用，余热锅炉采用双压结构，高压段介质吸收相对高温的废气热量产生相对高品位的蒸汽，低压段介质吸收相对低温的废气热量产生相对低品位的蒸汽，这种设置能充分吸收废气热量，提高余热锅炉对废气热能的有效利用率；在余热锅炉尾部设置一级凝结水加热器，通过电站发电机组的低温凝结水(30℃左右)来进一步吸收废气余热，进一步降低废气温度，提高余热锅炉的热效率。

本实用新型环冷机废气余热综合利用系统通过余热锅炉内部换热器的合理布局降低了环冷机的回风温度，改善了烟风流程下游的循环风机的工作环境，延长了循环风机的运行寿命；此外，由于温度降低，循环风机的进口烟气容积也随之减小，进而有利于循环风机的节能运行。

本实用新型环冷机废气余热综合利用系统通过余热锅炉内部换热器的合理布局降低了环冷机的回风温度，与传统的余热锅炉出口烟气直接回至环冷机的方法相比提升了环冷机高温段的冷却效果，使得环冷机的运行工况更加接近设计工况，减弱了由于回风系统的设置对环冷机出口烧结矿温度控制的不利影响，更好地保证烧结矿的质量。

本实用新型环冷机废气余热综合利用系统通过余热锅炉内部换热器的合理布局降低了环冷机的回风温度，改善了环冷机的工作环境，可减少环冷机的故障停机时间，降低设备维修费用，提高设备作业率。

附图说明

图1是本实用新型环冷机废气余热综合利用系统的系统流程图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型做进一步的描述。

实施例1

如图1所示，本实施例的环冷机废气余热综合利用系统，包括烟气循环系统；所述烟气循环系统包括设置在环冷机常规余热回收段1上方的集烟罩2、设置在集烟罩2上的高温烟囱3和用于回收余热的余热锅炉7；所述余热锅炉7的烟气入口和烟气出口分别与所述高温烟囱3和环冷机回风管道10连通，所述回风管道10与所述环冷机常规余热回收段1连通；

所述余热锅炉7的烟道内沿烟气的流动方向依次设置有高压段过热器701、高压段蒸发器702、低压段过热器703、高压段省煤器704、低压段蒸发器705、低压段省煤器706和凝结水加热器707，所述余热锅炉7的烟道外设置有高压段锅筒708和低压段锅筒709；

所述低压段省煤器706的出水口与所述低压段锅筒709的入水口连通，所述低压段蒸发器705入水口与所述低压段锅筒709的低压段出水口连通，所述低压段蒸发器705的出汽口与所述低压段锅筒709的进汽口连通，所述低压段过热器703的进汽口与所述低压段锅筒709的出汽口连通；

所述低压段锅筒709的高压段出水口与高压段给水泵710的入水口连通，所述高压段给水泵710的出水口与所述高压段省煤器704的入水口连通，所述高压段省煤器704的出水口与所述高压段锅筒708连通，所述高压段蒸发器702的入水口与所述高压段锅筒708的出水口连通，所述高压段蒸发器702的出汽口与所述高压段锅筒708的进汽口连通，所述高压段过热器701的进汽口与所述高压段锅筒708的出汽口连通；所述低压段锅筒709配带用于为锅炉中的给水除氧的除氧头；

所述低压段省煤器706的入水口与所述余热利用机组出水口连通，所述低压段过热器703的出汽口和所述高压段过热器701的出汽口与所述余热利用机组的进汽口连通；

所述凝结水加热器707与发电机组热力系统的低压加热器沿凝结水流程并联连接。

所述余热利用机组的热力系统包括依次连通的余热利用机组汽轮机18、余热利用机组凝汽器19和余热利用机组轴封加热器21；所述余热机组汽轮机为补汽式汽轮机；用于连接余热利用机组凝汽器19和余热利用机组轴封加热器21的管道上设置有余热利用机组凝结水泵20。

所述低压段省煤器706的入水口与所述余热利用机组轴封加热器21出水口连通，所述高压段过热器701的出汽口与所述补汽式汽轮机的主蒸汽入口连通，所述低压段过热器703的出汽口与所述补汽式汽轮机的补充蒸汽入口连通。

所述发电机组的热力系统包括依次连通的发电机组汽轮机12、发电机组凝汽器14、发电机组轴封加热器16和发电机组低压加热器17；所述发电机组汽轮机12的输出轴与发电机13连接；用于连接发电机组凝汽器14和发电机组轴封加热器16的管道上设置有发电机组凝结水泵15；

所述凝结水加热器707的进水口与所述发电机组低压加热器17的入水管道连通，所述凝结水加热器707的出水口与所述发电机组低压加热器17的出水管道连通。

本实施例环冷机废气余热综合利用系统对烧结环冷机的废气余热进行综合利用，通过余热锅炉7内部换热器的优化设置，对废气余热进行合理利用，在余热锅炉7内部沿着烟气流程依次布置高压段过热器701、高压段蒸发器702、低压段过热器703、高压段省煤器704、低压段蒸发器705、低压段省煤器706和凝结水加热器707，其中高压段过热器701和低压段过热器703产生的蒸汽分别作为主蒸汽和补汽进入余热利用机组汽轮机18，冲转汽轮机做功，该汽轮机无论是用于驱动发电机还是用于拖动风机均可产生可观的经济效益；凝结水加热器707用来加热电站发电机组汽轮机12热力系统中的凝结水，可减少低压加热器的回热抽汽量，而节省的回热抽汽可以在汽轮机中继续做功，增大发电机组的发电量。

本实施例环冷机废气余热综合利用系统通过余热锅炉7内部换热器的优化设计实现了废气热能的梯级合理利用，余热锅炉7采用双压结构，高压段介质吸收相对高温的废气热量产生相对高品位的蒸汽，低压段介质吸收相对低温的废气热量产生相对低品位的蒸汽，这种设置能充分吸收废气热量，提高余热锅炉7对废气热能的有效利用率；在余热锅炉7尾部设置一级凝结水加热器707，通过电站发电机组的低温凝结水(30℃左右)来进一步吸收废气余热，进一步降低废气温度，提高余热锅炉7的热效率。

本实施例环冷机废气余热综合利用系统通过余热锅炉7内部换热器的合理布局降低了环冷机的回风温度，改善了烟风流程下游的循环风机9的工作环境，延长了循环风机9的运行寿命；此外，由于温度降低，循环风机9的进口烟气容积也随之减小，进而有利于循环风机9的节能运行。

本实施例环冷机废气余热综合利用系统通过余热锅炉7内部换热器的合理布局降低了环冷机的回风温度，与传统的余热锅炉7出口烟气直接回至环冷机的方法相比提升了环冷机高温段的冷却效果，使得环冷机的运行工况更加接近设计工况，减弱了由于回风系统的设置对环冷机出口烧结矿温度控制的不利影响，更好地保证烧结矿的质量。

本实施例环冷机废气余热综合利用系统通过余热锅炉7内部换热器的合理布局降低了环冷机的回风温度，改善了环冷机的工作环境，可减少环冷机的故障停机时间，降低设备维修费用，提高设备作业率。

实施例2

在上述实施例的基础上，所述余热锅炉7的烟气入口通过常规取风管道4与所述高温烟囱3连通，所述常规取风管道4上沿着烟气流动的方向依次设置有第一除尘器5、第一流量计27和补燃炉6。

第一除尘器5用于除去常规取风管道4中从环冷机带入的颗粒物；补燃炉6位于除尘器和余热锅炉7之间，用以调节进入余热锅炉7的烟气参数；本实施例通过补燃炉6的设置，稳定了废气余热回收系统的烟气条件，解决了传统方法直接回收环冷机废气余热存在的烟气参数频繁波动的问题，改善了凝结水加热器707的运行条件，保证了电站发电机组汽轮机12的稳定运行。本实施例通过补燃炉6的设置，稳定了余热锅炉7的进口烟气条件，保证了余热锅炉7出口蒸汽参数的稳定，保证了余热利用机组汽轮机18的安全与稳定运行。所述常规取风管道4上安装有流量计，以计量通过常规取风管道4进入余热锅炉7的烟气流量，能够实时监控常规取风管道4中的烟气流量，便于后续操作流程的控制。

实施例3

在上述实施例的基础上，本实施例的环冷机低温段29上设置有集气罩30，所述集气罩30上设置有低温烟囱31；所述低温烟囱31通过低温取风管道32与所述补燃炉6的空气入口连通，所述补燃炉6的煤气入口与煤气管道连通；所述低温取风管道32上沿烟气流动方向设置有第二除尘器34和第二流量计35，所述余热锅炉7的烟气入口还设置有第三流量计28，所述低温烟囱的出口设置有第五烟风阀门36，所述低温取风管道的入口设置有第六烟风阀门33。

本实施例烧结环冷机废气余热综合利用系统将环冷机低温段29的烟气(温度约为200℃左右)进行收集并作为补燃炉6的助燃空气，高温的助燃空气能够保证煤气的稳定燃烧，尤其是低热值煤气的稳定燃烧，因此，将环冷机低温段29烟气作为助燃空气有利于补燃炉6对低热值煤气的利用，同时，补燃炉6的稳定燃烧能够保证余热锅炉7的热源稳定，有利于余热利用机组和发电机组的稳定运行。

实施例4

在上述实施例的基础上，所述常规取风管道4入口端设置有第一烟风阀门23；所述高温烟囱3出口设置有第二烟风阀门24。

本实施例的烧结环冷机废气余热综合回收利用系统，在余热锅炉7正常投运时第一烟风阀门23开启第二烟风阀门24关闭，在余热锅炉7事故停运时第一烟风阀门23关闭第二烟风阀门24开启；这样能够在余热锅炉7正常运行时，使烟气最大程度的经过余热锅炉7进行换热，而余热锅炉7出现故障时，使烟气通过高温烟囱3进行排放，不影响余热锅炉7的检修。

实施例5

在上述实施例的基础上，所述发电机组低压加热器17的进、出水口和所述凝结水加热器707的进、出水口均设置有控制阀门22。

通过对各控制阀门22开度的调节，可以调节进入凝结水加热器707的凝结水流量，也可用于实现凝结水加热器707的投入和解列。

实施例6

在上述实施例的基础上，所述余热锅炉的烟气出口通过排气管道8与循环风机9的进风口相连，所述循环风机9的出风口通过环冷机回风管道10与所述环冷机常规余热回收段1相连，所述环冷机回风管道10上设置有放散烟囱11和第三烟风阀门25，所述放散烟囱上设置有第四烟风阀门26。

本实施例中的循环风机9用于使余热锅炉7出口的低温废气升压以克服管路阻力；所述放散烟囱11用于循环风机9的启动调试或余热回收系统运行或回风管道10过量烟气的放散调节。

本实施例的烧结环冷机废气余热综合回收利用系统，环冷机回风管道10上安装有第三烟风阀门25，起切断作用，在余热锅炉7运行时全开，在余热锅炉7由于故障停运时关闭，避免在余热锅炉7故障时产生烟气从环冷机倒灌的情况。在放散烟囱11上安装有第四烟风阀门26，用于控制通过放散烟囱排放的烟气量。

实施例7

在上述实施例的基础上，所述余热利用系统还包括发电机、风机或水泵，所述汽轮机的输出轴与所述发电机、风机或水泵的输入轴连接。

所述余热利用机组汽轮机18可以与发电机相连，用于驱动发电机产生电能，也可以与风机或者水泵相连，用于驱动风机或水泵，直接进行做功。

以上，仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种环冷机废气余热综合利用系统，其特征在于：包括烟气循环系统；所述烟气循环系统包括设置在环冷机常规余热回收段上方的集烟罩、设置在集烟罩上的高温烟囱和用于回收余热的余热锅炉；所述余热锅炉的烟气入口和烟气出口分别与所述高温烟囱和常规余热回收段连通；

所述余热锅炉的烟道内沿烟气的流动方向依次设置有高压段过热器、高压段蒸发器、低压段过热器、高压段省煤器、低压段蒸发器、低压段省煤器和凝结水加热器，所述余热锅炉的烟道外设置有高压段锅筒和低压段锅筒；

所述低压段省煤器的出水口与所述低压段锅筒的入水口连通，所述低压段蒸发器的入水口与所述低压段锅筒的低压段出水口连通，所述低压段蒸发器的出汽口与所述低压段锅筒的进汽口连通，所述低压段过热器的进汽口与所述低压段锅筒的出汽口连通；

所述低压段锅筒的高压段出水口与高压段给水泵的入水口连通，所述高压段给水泵的出水口与所述高压段省煤器的入水口连通，所述高压段省煤器的出水口与所述高压段锅筒的入水口连通，所述高压段蒸发器的入水口与所述高压段锅筒的出水口连通，所述高压段蒸发器的出汽口与所述高压段锅筒的进汽口连通，所述高压段过热器的进汽口与所述高压段锅筒的出汽口连通；

所述低压段省煤器的入水口与所述余热利用机组的出水口连通，所述低压段过热器的出汽口和所述高压段过热器的出汽口与所述余热利用机组的进汽口连通；

所述凝结水加热器与发电机组热力系统的低压加热器沿凝结水流程并联连接。

2.如权利要求1所述环冷机废气余热综合利用系统，其特征在于：所述余热利用机组的热力系统包括依次连通的余热利用机组汽轮机、余热利用机组凝汽器和余热利用机组轴封加热器；所述余热机组汽轮机为补汽式汽轮机；用于连接余热利用机组凝汽器和余热利用机组轴封加热器的管道上设置有余热利用 机组凝结水泵；

所述低压段省煤器的入水口与所述余热利用机组轴封加热器出水口连通，所述高压段过热器的出汽口与所述补汽式汽轮机的主蒸汽入口连通，所述低压段过热器的出汽口与所述补汽式汽轮机的补充蒸汽入口连通。

3.如权利要求1所述环冷机废气余热综合利用系统，其特征在于：所述发电机组的热力系统包括依次连通的发电机组汽轮机、发电机组凝汽器、发电机组轴封加热器和发电机组低压加热器；所述发电机组汽轮机的输出轴与发电机连接；用于连接发电机组凝汽器和发电机组轴封加热器的管道上设置有发电机组凝结水泵；

所述凝结水加热器的进水口与所述发电机组低压加热器的入水管道连通，所述凝结水加热器的出水口与所述发电机组低压加热器的出水管道连通。

4.如权利要求1所述环冷机废气余热综合利用系统，其特征在于：所述余热锅炉的烟气入口通过常规取风管道与所述高温烟囱连通，所述常规取风管道上沿着烟气流动的方向依次设置有第一除尘器、第一流量计和补燃炉。

5.如权利要求4所述环冷机废气余热综合利用系统，其特征在于：环冷机低温段上设置有集气罩，所述集气罩上设置有低温烟囱；所述低温烟囱通过低温取风管道与所述补燃炉的空气入口连通，所述补燃炉的煤气入口与煤气管道连通；所述低温取风管道上沿烟气流动方向设置有第二除尘器和第二流量计；所述余热锅炉的烟气入口设置有第三流量计。

6.如权利要求1所述环冷机废气余热综合利用系统，其特征在于：所述发电机组低压加热器的进、出水口和所述凝结水加热器的进、出水口均设置有控制阀门。

7.如权利要求4所述环冷机废气余热综合利用系统，其特征在于：所述常规取风管道入口端设置有第一烟风阀门；所述高温烟囱出口设置有第二烟风阀门。

8.如权利要求1所述环冷机废气余热综合利用系统，其特征在于：所述余热锅炉的烟气出口通过排气管道与循环风机的进风口相连，所述循环风机的出风口通过环冷机回风管道与所述环冷机常规余热回收段相连，所述环冷机回风管道上设置有放散烟囱和第三烟风阀门，所述放散烟囱上设置有第四烟风阀门。

9.如权利要求5所述环冷机废气余热综合利用系统，其特征在于：所述低温烟囱的出口设置有第五烟风阀门，所述低温取风管道的入口设置有第六烟风阀门。

10.如权利要求1所述环冷机废气余热综合利用系统，其特征在于：所述低压段锅筒配带用于为锅炉中的给水除氧的除氧头。