CN207180391U - 一种烧结环冷机余热回收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种烧结环冷机余热回收装置，包括烧结环冷机和余热锅炉，烧结环冷机上设置有环冷机风箱和回风管，环冷机风箱由隔板分隔成高温风箱、中温风箱和低温风箱，高温风箱的顶部安装有高温烟囱，中温风箱上设置有中温烟囱，低温风箱上设置有低温排烟管，低温排烟管与回风管连通；余热锅炉包括壳体，在壳体的内部从下到上依次安装有过热器、省煤器、蒸发器和除氧加热器，过热器的出口依次连接有汽轮机和发电机。本装置利用烧结环冷机释放的高温烟气获得蒸汽，并利用蒸汽进行发电，实现了对烧结环冷机余热的有效利用，避免了余热的流失和浪费，而且稳定了废气余热回收系统的烟气条件，保证了烧结余热发电系统的连续性和稳定性。

Description

一种烧结环冷机余热回收装置

技术领域

本实用新型属于热能回收利用技术领域，具体涉及一种烧结环冷机余热回收装置。

背景技术

烧结工艺属钢铁生产中的铁前工艺，用以处理送入高炉前的含铁原料，产品为烧结矿。行业内目前的烧结余热发电技术，主要以烧结工艺中环冷机排出的高温烟气为回收利用对象，利用烟气的余热进行发电。现有的烧结余热利用工程，技术种类较多，绝大多数均为纯余热发电系统，系统均以环冷机的高温烟气为唯一热源。在现有的技术中，对于环冷机废气余热的利用方式主要是采用环冷机风箱、余热锅炉、循环风机、环冷机回风管形成循环的形式，即通过环冷机风箱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，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，一是余热锅炉产生的蒸汽参数全部依赖于环冷机排出的高温烟气的参数，系统运行受到烟气波动的限制；二是出于烧结工艺及装备特点的原因，环冷机的烟气余热具有一定的波动性，一方面容易造成烧结机计划与非计划停机次数较多，短时停机比较频繁；另一方面布料、烧结、卸矿、布风等环节均具有一定的随机性，烟气温度难以稳定，在一定范围内连续波动，对于纯余热发电系统，工序上处于烧结生产下游，对烟气参数的波动只能被动适应，调控措施非常有限。由于锅炉出口蒸汽参数受到烟气参数的直接影响，发电机组的运行时间及稳定性均受到限制，容易导致烧结余热发电系统的连续性和稳定性比较差，进而导致余热电站运转率低，余热利用效率低。因此，研制开发一种结构设计合理、容易操作、既能有效提高余热的利用率，又能保证余热发电系统的连续性和稳定性的烧结环冷机余热回收装置是客观需要的。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种结构设计合理、容易操作、既能有效提高余热的利用率，又能保证余热发电系统的连续性和稳定性的烧结环冷机余热回收装置。

本实用新型的目的是这样实现的，包括烧结环冷机和余热锅炉，烧结环冷机的上方设置有环冷机风箱，下方设置有回风管，环冷机风箱由隔板分隔成高温风箱、中温风箱和低温风箱，在高温风箱的顶部安装有高温烟囱，高温烟囱上设置有第一电动蝶阀，在中温风箱上设置有中温烟囱，中温烟囱上安装有第三电动蝶阀，在低温风箱上设置有低温排烟管，低温排烟管上安装有鼓风机,低温排烟管通过管道分别与高温风箱和中温风箱底部的回风管连通；余热锅炉包括壳体，在壳体的内部从下到上依次安装有过热器、省煤器、蒸发器和除氧加热器，在壳体的顶部设置有排气口，在壳体的底部设置有高温取风口和中温取风口，高温取风口通过高温排烟管与高温烟囱连通，中温取风口通过中温排烟管与中温烟囱连通，除氧加热器的进口与锅炉水箱的冷水出口相连，除氧加热器的出口与锅炉水箱的热水进口相连，锅炉水箱的热水出口通过给水泵与蒸发器的进口相连，蒸发器的出口与汽包的进口相连，汽包通过下降管与省煤器的进口相连，省煤器的出口通过上升管与过热器的进口相连，过热器的出口通过蒸汽管依次连接有汽轮机和发电机。

本实用新型通过对环冷机风箱的合理布置，实现了对环冷机风箱内的烟气进行梯级回收，同时通过对余热锅炉内部换热器的优化设计，将高温风箱内的产生的高温烟气引入余热锅炉下部的过热器，将中温风箱产生的烟气引入省煤器，既提高了进入锅炉的烟气温度，降低了系统的烟风阻力，也大幅的提高了热能的有效利用率，实现了科学用能。本实用新型通过多高温风箱和余热锅炉的合理设置，实现了对烧结环冷机余热的有效利用，避免了余热的流失和浪费，以水为介质，采用自然循环系统，利用烧结环冷机释放的高温烟气获得蒸汽，并利用蒸汽进行发电，不仅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，减小了频繁的短时停机的影响，进而能够为发电机提供稳定的电能输出，保证烧结余热发电系统的连续性和稳定性，而且可以充分有梯度的利用烟气余热，提高入炉烟气温度、烟气利用率以及减少其波动范围，结构紧凑，占地面积小，投资少，比一般装置提高余热利用效率30％，能产生较好的经济效益，易于推广使用。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图中:1-回风管,2-烧结环冷机,3-高温风箱,4-过热器,5-第一电动蝶阀,6-高温烟囱,7-高温排烟管,8-第二电动蝶阀，9-省煤器,10-余热锅炉,11-蒸发器,12-除氧加热器,13-空冷器,14-旋风除尘器,15-重力除尘间,16-抽风机,17-排气管,18-排气口,19-锅炉水箱,20-补水口,21-冷凝器,22-给水泵,23-汽包,24-汽轮机,25-发电机,26-第三电动蝶阀,27-中温烟囱,28-低温风箱,29-低温排烟管,30-鼓风机,31-第四电动蝶阀,32-中温排烟管,33-中温风箱。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但不以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型教导所作的任何变更或改进，均属于本实用新型的保护范围。

如图1所示,本实用新型包括烧结环冷机2和余热锅炉10，烧结环冷机2的上方设置有环冷机风箱，下方设置有回风管1，环冷机风箱由隔板分隔成高温风箱3、中温风箱33和低温风箱28，在高温风箱3的顶部安装有高温烟囱6，高温烟囱6上设置有第一电动蝶阀5，在中温风箱上33设置有中温烟囱27，中温烟囱27上安装有第三电动蝶阀26，在低温风箱28上设置有低温排烟管29，低温排烟管29上安装有鼓风机30,低温排烟管29通过管道分别与高温风箱3和中温风箱33底部的回风管1连通；通过隔板人为的将环冷机风箱分隔成高温风箱3、中温风箱33和低温风箱28，是为了让不同温度的烟气流通进入余热锅炉10进行热量交换，避免造成温度相对较低的烟气的浪费，通过隔板分隔，使得高温风箱3和中温风箱33内的烟气温度相对较高，这部分烟气可直接进入余热锅炉10进行利用，而低温风箱28内产生的烟气温度相对较低，这部分烟气可以通过低温排烟管29进入到高温风箱3和中温风箱33底部的环冷机内对烧结矿进行预热，避免这部分低温烟气的浪费。

所述余热锅炉10包括壳体，在壳体的内部从下到上依次安装有过热器4、省煤器9、蒸发器11和除氧加热器12，在壳体的顶部设置有排气口18，在壳体的底部设置有高温取风口和中温取风口，高温取风口通过高温排烟管7与高温烟囱6连通，所述中温取风口通过中温排烟管32与中温烟囱27连通，所述除氧加热器12的进口与锅炉水箱19的冷水出口相连，除氧加热器12的出口与锅炉水箱19的热水进口相连，锅炉水箱19的热水出口通过给水泵22与蒸发器11的进口相连，蒸发器11的出口与汽包23的进口相连，汽包23通过下降管与省煤器9的进口相连，省煤器9的出口通过上升管与过热器4的进口相连，过热器4的出口通过蒸汽管依次连接有汽轮机24和发电机25。高温取风口主要用于将高温烟囱6内的高温烟气抽取至余热锅炉10的过热器4段，高温烟气作为余热锅炉10的主要热源，其进入余热锅炉10内经由受热面与换热介质水发生热交换，以使换热介质转变为水的饱和蒸汽供汽轮机24膨胀做功使用，中温取风口用于将所抽取的中温烟囱27内的温度相对较低的中温烟气送至余热锅炉10，用来对余热锅炉10产生的饱和蒸汽进行过热，在对饱和蒸汽进行过热的过程中，中温烟气的温度逐渐下降，但其仍具有较高的温度，因此为了提高热量的回收率，可以将这部分中温烟气与高温烟气混合供受热面热交换使用。

为了进一步的提高热量的回收率，合理的利用高温烟气和中温烟气，避免造成热量的浪费，所述高温取风口位于过热器4下侧的壳体上，中温取风口位于过热器4上侧的壳体上。

进一步的，所述汽轮机24的排水口通过管道连接有冷凝器21，所述冷凝器21的冷水出口通过管道与锅炉水箱19的补水口20连通，汽轮机24做功发电后产生的蒸汽经冷凝器21冷凝后，冷却成水，再通过锅炉水,19送入余热锅炉10循环利用。

为了避免造成环境污染，所述排气口18通过排气管17依次连通有空冷器13、旋风除尘器14和重力除尘间15，所述旋风除尘器14和重力除尘间15的排气管17上安装有抽风机16，在余热锅炉10内经过换热后的烟气通过排气管17依次经过旋风和重力除尘后，能彻底的清除烟气中含有的粉尘，可直接放入的大气中。

为了实现对进入余热锅炉10内的高温烟气和中温烟气流量的控制，所述高温排烟管7上安装有第二电动蝶阀8，中温排烟管32上设置有第四电动蝶阀31。

本实用新型在实际工作时：关闭高温烟囱6上的第一电动蝶阀5和中温烟囱27上的第三电动蝶阀26，开启高温排烟管7上的第二电动蝶阀8和中温排烟管32上的第四电动蝶阀31，将高温风箱3内产生的高温烟气通过高温排烟管7从高温取风口直接引入余热锅炉10下部的过热器4段，中温风箱33产生的温度相对较低的中温烟气通过中温排烟管32从中温取风口引入至余热锅炉10的省煤器9段和过热器4段之间，并与经过过热器4段换热降温后的高温烟气混合，然后由下而上依次经过余热锅炉10的省煤器9段、蒸发器11段和除氧加热器12，最后通过排气口18排出余热锅炉10；余热锅炉10自身配置除氧加热器12，除氧加热器12所需蒸汽由除氧加热器12产生，锅炉水箱19的给水先进入除氧器加热器12除氧，然后再由给水泵22送入蒸发器11加热后进入汽包23，然后通过下降管进入省煤器9产生蒸汽，蒸汽再通过上升管进入汽包23分离出饱和蒸汽，然后饱和蒸汽再进入过热器4产生过热蒸汽，产生的过热蒸汽通过蒸汽管进入汽轮机24，通过汽轮机24做功发电，做功后的蒸汽经冷凝器21冷却成水，再送入余热锅炉10循环利用。本装置实现了对烧结环冷机余热的有效利用，避免了余热的流失和浪费，以水为介质，采用自然循环系统，利用烧结环冷机释放的高温烟气获得蒸汽，并利用蒸汽进行发电，显著的提高了余热的回收率，保证了烧结余热发电系统的连续性和稳定性。

Claims (5)

1.一种烧结环冷机余热回收装置，包括烧结环冷机(2)和余热锅炉(10)，烧结环冷机(2)的上方设置有环冷机风箱，下方设置有回风管(1)，其特征在于：所述环冷机风箱由隔板分隔成高温风箱(3)、中温风箱(33)和低温风箱(28)，在高温风箱(3)的顶部安装有高温烟囱(6)，高温烟囱(6)上设置有第一电动蝶阀(5)，在中温风箱(33)上设置有中温烟囱（27），中温烟囱（27）上安装有第三电动蝶阀（26），在低温风箱（28）上设置有低温排烟管(29)，低温排烟管(29)上安装有鼓风机(30),低温排烟管（29）通过管道分别与高温风箱（3）和中温风箱（33）底部的回风管（1）连通；

所述余热锅炉（10）包括壳体，在壳体的内部从下到上依次安装有过热器（4）、省煤器（9）、蒸发器（11）和除氧加热器（12），在壳体的顶部设置有排气口（18），在壳体的底部设置有高温取风口和中温取风口，高温取风口通过高温排烟管（7）与高温烟囱（6）连通，所述中温取风口通过中温排烟管（32）与中温烟囱（27）连通，所述除氧加热器（12）的进口与锅炉水箱（19）的冷水出口相连，除氧加热器（12）的出口与锅炉水箱（19）的热水进口相连，锅炉水箱（19）的热水出口通过给水泵（22）与蒸发器（11）的进口相连，蒸发器（11）的出口与汽包（23）的进口相连，汽包（23）通过下降管与省煤器（9）的进口相连，省煤器（9）的出口通过上升管与过热器（4）的进口相连，过热器（4）的出口通过蒸汽管依次连接有汽轮机（24）和发电机（25）。

2.根据权利要求1所述的一种烧结环冷机余热回收装置，其特征在于：所述高温取风口位于过热器（4）下侧的壳体上，中温取风口位于过热器（4）上侧的壳体上。

3.根据权利要求1所述的一种烧结环冷机余热回收装置，其特征在于：所述汽轮机（24）的排水口通过管道连接有冷凝器（21），所述冷凝器（21）的冷水出口通过管道与锅炉水箱（19）的补水口（20）连通。

4.根据权利要求1所述的一种烧结环冷机余热回收装置，其特征在于：所述排气口（18）通过排气管（17）依次连通有空冷器（13）、旋风除尘器（14）和重力除尘间（15），所述旋风除尘器（14）和重力除尘间（15）之间的排气管（17）上安装有抽风机（16）。

5.根据权利要求1所述的一种烧结环冷机余热回收装置，其特征在于：所述高温排烟管（7）上安装有第二电动蝶阀（8），中温排烟管(32)上设置有第四电动蝶阀（31）。