CN207006100U - 一种环冷机废气与烧结大烟道烟气余热综合利用系统 - Google Patents

一种环冷机废气与烧结大烟道烟气余热综合利用系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种环冷机废气与烧结大烟道烟气余热综合利用系统。包括环冷机前区余热回收装置、低压汽包和高压汽包，所述环冷机前区余热回收装置包括换热装置；所述换热装置包括箱体和设置在箱体内沿烟气流动方向依次设置的高压过热器、高压蒸发器、低压过热器、高压省煤器、低压蒸发器和低压省煤器。本实用新型回收了烧结大烟道中的高温烟气余热和环冷机的烧结矿冷却后废气的余热，不仅利用了环冷机第三区的低温废气余热，并且按照热力学第二定律，合理布置在环冷机余热回收装置和烧结大烟道中受热面，梯级回收尾部烟道中的烟气余热，产生两种高品质的蒸汽，提高了发电效率，同时采用单汽包回收烧结大烟道和环冷机废气中余热，减少了设备数量，降低了投资成本。

Description

一种环冷机废气与烧结大烟道烟气余热综合利用系统
技术领域
本实用新型涉及一种烧结余热综合利用系统。
背景技术
烧结生产过程的余热资源主要包括烧结机烧结的高温废烟气余热和环冷机上的烧结矿冷却废气余热两部分，在烧结工序总能耗中，这两部分废气的余热带走近50％的热量。目前，烧结余热回收主要用于发电，以满足钢铁工艺用电需求或上网发电，减少钢铁厂的运行成本。现阶段国内大部分钢铁厂对环冷机上的烧结冷却废气仅仅回收了环冷机一段和二段的250～450℃的中温废气，对于三段上的100～150℃的低温废气不做回收，仅有少量钢铁厂对于烧结机烧结的高温烟气余热进行回收，且对于环冷机上的烧结冷却余热回收和烧结机烧结的高温废烟气余热回收是两个独立的回收系统，设备众多，投资大。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型提供一种综合利用烧结大烟道烟气和环冷机废气余热，同时合理布置各受热面的烧结余热综合利用系统。
为达到上述目的，本实用新型一种环冷机废气与烧结大烟道烟气余热综合利用系统，包括环冷机前区余热回收装置、低压汽包和高压汽包，所述环冷机前区余热回收装置包括换热装置；所述换热装置包括箱体和设置在箱体内沿烟气流动方向依次设置的高压过热器、高压蒸发器、低压过热器、高压省煤器、低压蒸发器和低压省煤器；
其中所述高压过热器进气口通过管道与高压汽包蒸汽出口连通；所述高压蒸发器的出、入水口分别通过管道与高压汽包入水口和出水口连通；所述低压过热器的进气口通过管道与低压汽包蒸汽出口连通；所述高压省煤器的出、入水口分别通过管道与高压汽包入水口和低压汽包出水口连通；所述低压蒸发器的出、入水口分别通过管道与低压汽包入水口和出水口连通；所述低压省煤器的出、入水口分别通过管道与低压汽包入水口和低压省煤器给水管道连通；
所述高压省煤器与所述低压汽包之间的管道上设置有给水泵。
进一步地，所述环冷机前区余热回收装置还包括：设置在环冷机第一区和第二区上方用于收集热烟风的集风装置和用于将降温后的烟风送至环冷机的送风装置；
所述集风装置、换热装置和送风装置依次连通形成循环的换热风路。
进一步地，还包括环冷机后区余热回收装置；
所述后区余热回收装置包括设置在环冷机第三区上方的给水预热器，所述给水预热器的出水口通过管道与低压省煤器的水管道连通，所述给水预热器的入水口和给水预热器给水管道连通。
进一步地，还包括烧结大烟道余热回收装置；
所述烧结大烟道余热回收装置包括设置在烧结大烟道内的蒸发器，所述蒸发器的出、入水口分别通过管道与高压汽包入水口和出水口连通。
进一步地，所述系统还包括余热发电装置，所述余热发电装置包括汽轮机和发电机；所述汽轮机和发电机通过联轴器连接；
所述汽轮机的进气口通过管道与高压过热器和低压过热器的出气口连通，蒸汽推动汽轮机转动做功传递到发电机上。
进一步地，所述余热发电装置还包括冷凝器，所述冷凝器的入水口通过管道与汽轮机的出水口连通，所述冷凝器的出水口通过管道与给水预热器的给水管道连通。
进一步地，所述冷凝器与给水预热器的给水管道之间的管道上设置有凝结水泵。
进一步地，所述低压汽包上设置有除氧器，用于给低压汽包中的水进行除氧。
进一步地，所述汽轮机为补汽凝汽式汽轮机。
本实用新型回收了烧结工业生产中产生两种余热资源：烧结机烧结的高温烟气余热(烧结大烟道中)和环冷机上的烧结矿冷却后废气的余热，不仅利用了环冷机第三区的低温(100～150℃)废气余热，并且按照热力学第二定律，合理布置在环冷机余热回收装置和烧结大烟道中受热面，梯级回收尾部烟道中的烟气余热，产生两种高品质的过热蒸汽，提高了发电效率，同时采用单汽包回收烧结大烟道和环冷机废气中余热，减少了设备数量，降低了投资成本。
附图说明
图1是一种环冷机废气与烧结大烟道烟气余热综合利用系统的结构示意图。
环冷机1、余热锅炉单元2、循环风机3、烧结大烟道4、高压汽包5、低压汽包及除氧器6、给水泵7、补汽凝汽式汽轮机8、发电机9、冷凝器10、凝结水泵11、低温余热单元12、烧结大烟道蒸发器13、高压过热器201、高压蒸发器202、低压过热器203、高压省煤器204、低压蒸发器205、低压省煤器206、给水预热器1201。
需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本实用新型的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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实用新型中的具体含义。
实施例1
如图1所示，本实施例回收的余热包括两部分：烧结机烧结的高温烟气余热(烧结大烟道中)和环冷机上的烧结矿冷却后废气的余热。余热锅炉单元2回收环冷机1中第一区和第二区中的废气余热，低温余热单元12回收环冷机第三区中的废气余热，烧结大烟道蒸发器13回收烧结机烧结的高温烟气余热。
本实施例分为两部分，一部分为烟风系统，另一部分为汽水发电系统。
烟风系统：环冷机1上的第一区和第二区排出的高温废气通过管道接出并汇合，汇合后温度在250～450℃之间，然后接入余热锅炉单元2中，经过布置在其中的各受热蒸发面吸热后，温度降低至100～200℃，然后通过循环风机3打入环冷机1上第一区和第二区所对应的下部风箱中，废气吸收环冷机烧结矿中的显热后再次进入余热锅炉单元2中，完成一个废气循环过程。环冷机1上的第三区排气口排出的废气温度在100～200℃之间，通过低温余热单元12，被布置在其中的给水预热器1201换热后，温度降至60～120℃，然后排入大气中。烧结大烟道蒸发器13布置在烧结大烟道4中，吸收烧结线终点区域高温烟气(250～450℃)。
汽水发电系统：从凝汽器10来的凝结水经过凝结水泵11打入给水预热器1201中，吸收环冷机第三区排出的低温废气余热后，进入布置在余热锅炉单元2中的低压省煤器206中，在此吸收环冷机第一区和第二区的废气余热，然后进入低压汽包及除氧器6中；低压汽包及除氧器6与低压蒸发器205通过至少两路管道相互连接，水在低压蒸发器205中吸收废气的热量后转变为汽水混合物进入低压汽包及除氧器6中，此部分水力循环依靠低压蒸发器205进出口两端管道中介质的重度差完成，形成一个自然循环回路，生成的汽水混合物在低压汽包及除氧器6中完成自除氧及汽水分离过程，饱和蒸汽则进入低压过热器203中，吸收热量后变成高品质的过热蒸汽送入补汽凝汽式汽轮机8中做功，一部分饱和水再次进入低压蒸发器205，另外一部分饱和水经过给水泵7打入高压省煤器204中，经过换热升温后进入高压汽包5中；水在高压汽包5中分别进入烧结大烟道蒸发器13中和高压蒸发器202中，经过吸收大烟道烟气余热和环冷机废气余热后变成汽水混合物进入高压汽包5中，高压汽包5中的水在高压汽包5与烧结大烟道蒸发器13中是依靠烧结大烟道蒸发器13进出口两端管道中介质的重度差完成的，形成一个单独的自然循环回路，同样，高压汽包5中的水在高压汽包5与高压蒸发器202中是依靠高压蒸发器202进出口两端管道中介质的重度差完成的，形成一个单独的自然循环回路，产生的汽水混合物在高压汽包5中经过分离，饱和水继续进入烧结大烟道蒸发器13和高压蒸发器202中换热，饱和蒸汽则进入高压过热器201中，被环冷机废气加热后变为高品质的高压过热蒸汽进入补汽凝汽式汽轮机8中，推动汽轮机做功；补汽凝汽式汽轮机8和发电机9通过联轴器连接，蒸汽推动汽轮机转动做功传递到发电机上，继而变为电能，发电外输；做完功的高压过热蒸汽和低压过热蒸汽变为乏汽后进入凝汽器10，经过冷凝之后成为凝结水由凝结水泵11打入给水预热器1201中，完成一个汽水循环。
本实用新型回收了烧结工业生产中产生两种余热资源：烧结机烧结的高温烟气余热(烧结大烟道中)和环冷机上的烧结矿冷却后废气的余热，不仅利用了环冷机第三区的低温(100～150℃)废气余热，并且按照热力学第二定律，合理布置在环冷机余热回收装置和烧结大烟道中受热面，梯级回收尾部烟道中的烟气余热，产生两种高品质的过热蒸汽，提高了发电效率，同时采用单汽包回收烧结大烟道和环冷机废气中余热，减少了设备数量，降低了投资成本。
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 (9)

1.一种环冷机废气与烧结大烟道烟气余热综合利用系统，包括环冷机前区余热回收装置、低压汽包和高压汽包，其特征在于：所述环冷机前区余热回收装置包括换热装置；所述换热装置包括箱体和设置在箱体内沿烟气流动方向依次设置的高压过热器、高压蒸发器、低压过热器、高压省煤器、低压蒸发器和低压省煤器；
其中，所述高压过热器进气口通过管道与高压汽包蒸汽出口连通；所述高压蒸发器的出、入水口分别通过管道与高压汽包入水口和出水口连通；所述低压过热器的进气口通过管道与低压汽包蒸汽出口连通；所述高压省煤器的出、入水口分别通过管道与高压汽包入水口和低压汽包出水口连通；所述低压蒸发器的出、入水口分别通过管道与低压汽包入水口和出水口连通；所述低压省煤器的出、入水口分别通过管道与低压汽包入水口和低压省煤器给水管道连通；
所述高压省煤器与所述低压汽包之间的管道上设置有给水泵。
2.根据权利要求1所述的一种环冷机废气与烧结大烟道烟气余热综合利用系统，其特征在于：所述环冷机前区余热回收装置还包括：设置在环冷机第一区和第二区上方用于收集热烟风的集风装置和用于将降温后的烟风送至环冷机的送风装置；
所述集风装置、换热装置和送风装置依次连通形成循环的换热风路。
3.根据权利要求1所述的一种环冷机废气与烧结大烟道烟气余热综合利用系统，其特征在于：还包括环冷机后区余热回收装置；
所述后区余热回收装置包括设置在环冷机第三区上方的给水预热器，所述给水预热器的出水口通过管道与低压省煤器的水管道连通，所述给水预热器的入水口和给水预热器给水管道连通。
4.根据权利要求1所述的一种环冷机废气与烧结大烟道烟气余热综合利用系统，其特征在于：还包括烧结大烟道余热回收装置；
所述烧结大烟道余热回收装置包括设置在烧结大烟道内的蒸发器，所述蒸发器的出、入水口分别通过管道与高压汽包入水口和出水口连通。
5.根据权利要求1所述的一种环冷机废气与烧结大烟道烟气余热综合利用系统，其特征在于：所述系统还包括余热发电装置，所述余热发电装置包括汽轮机和发电机；所述汽轮机和发电机通过联轴器连接；
所述汽轮机的进气口通过管道与高压过热器和低压过热器的出气口连通，蒸汽推动汽轮机转动做功传递到发电机上。
6.根据权利要求5所述的一种环冷机废气与烧结大烟道烟气余热综合利用系统，其特征在于：所述余热发电装置还包括冷凝器，所述冷凝器的入水口通过管道与汽轮机的出水口连通，所述冷凝器的出水口通过管道与给水预热器的给水管道连通。
7.根据权利要求6所述的一种环冷机废气与烧结大烟道烟气余热综合利用系统，其特征在于：所述冷凝器与给水预热器的给水管道之间的管道上设置有凝结水泵。
8.根据权利要求1所述的一种环冷机废气与烧结大烟道烟气余热综合利用系统，其特征在于：所述低压汽包上设置有除氧器，用于给低压汽包中的水进行除氧。
9.根据权利要求5所述的一种环冷机废气与烧结大烟道烟气余热综合利用系统，其特征在于：所述汽轮机为补汽凝汽式汽轮机。
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