CN209326384U - 烧结环冷烟气能量梯级利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种烧结环冷烟气能量梯级利用系统，其中背压式汽轮机产生的乏汽与余热系统产生的低压蒸汽混合，用于加热第一有机工质蒸发器中的有机工质，余热锅炉排气与环冷机低温段烟气混合后的烟气，用于加热第二有机工质蒸发器中的有机工质，受热后的有机工质混合后进入螺杆膨胀机做功发电，发电后的有机工质通过有机工质冷凝器冷凝后，通过有机工质泵分别输送到第一有机工质蒸发器和第二有机工质蒸发器中形成有机工质循环；乏汽降温后，通过凝结水泵输送回余热锅炉系统内形成汽水循环。本实用新型能实现烧结环冷机余热回收系统能量梯级利用，使余热更深度利用，节约能源，具有较高的经济效益和显著的环保效益。

Description

烧结环冷烟气能量梯级利用系统

技术领域

本实用新型属于烧结环冷机余热回收技术领域，涉及一种烧结环冷烟气能量梯级利用系统。

背景技术

烧结环冷余热回收主要是烧结矿在环冷机前段空冷时产生的较高温度的废气余热，这部分废气所含热量约占烧结总能耗的30%，充分利用这部分热量是提高烧结能源利用效率、显著降低烧结工序能耗的途径之一。

目前，国内主要利用余热锅炉对烧结矿在冷却过程中排出的200—450℃的低温烟气进行余热回收，产生蒸汽用于汽轮机发电。汽轮机发电后产生的乏汽一般排入凝汽器中，并被冷却水冷却凝结成水。为保证汽轮机效率，锅炉排烟温度需控制在130℃左右，此部分低温烟气通过烟囱直接外排，造成了能源的浪费，另外由于200℃以下的低温废气热值较低，而这部分的热量占环冷部分的30%—40%，通常不加利用直接排放，造成了能源的进一步浪费。

发明内容

针对现有环冷机余热回收技术的不足，本实用新型提供一种烧结环冷烟气能量梯级利用系统，将环冷机废气分温度段利用，同时收集系统中产生的乏汽进行余热利用，最终达到能源梯级利用的效果。

为解决上述问题，本实用新型的技术方案是：

提供一种烧结环冷烟气能量梯级利用系统，该系统分别与环冷机的高温段烟罩出口烟道、中温段烟罩出口烟道、低温段烟罩出口烟道连接，包括烟气循环系统、汽水和工质系统，所述烟气循环系统包括中压过热器和换热模块，所述换热模块包括烟道依次串联的中压蒸发器、中压省煤器、低压蒸发器和凝结水加热器，所述中压过热器与中压蒸发器的烟道串联，所述高温段烟罩出口烟道与中压过热器和换热模块的烟气进口依次连接，所述中温段烟罩出口烟道与换热模块的烟气进口连接，所述换热模块的烟气出口和低温段烟罩出口烟道分别与第二有机工质蒸发器连接，第二有机工质蒸发器连接排烟管道；

所述汽水和工质系统包括除氧器和汽包，所述冷凝水加热器的出水口与除氧器的除氧头通过管道连接，所述除氧器的出水口通过管道与中压省煤器的进水口连接，所述中压省煤器的出水口与汽包的进水口通过管道连接，所述汽包的出汽口与中压过热器连接，所述中压过热器的出汽口连接背压式汽轮机，所述背压式汽轮机的乏汽出口和除氧器的出汽口分别与第一有机工质蒸发器的进汽口通过管道连接，所述第一有机工质蒸发器的冷凝水口与凝结水加热器的进水口通过管道连接；所述第一有机工质蒸发器和第二有机工质蒸发器并联连接后，与螺杆膨胀机和有机工质冷凝器依次串联。所述乏汽还包括系统其他乏汽，例如系统扩容器和放散等乏汽。

进一步地，所述除氧器与低压蒸发器之间通过上升管和下降管连接。

进一步地，所述汽包与中压蒸发器之间通过上升管和下降管连接。

进一步地，所述排烟管道连接烟囱或回风管。

本实用新型的工作过程：

本实用新型提供的一种烧结环冷烟气能量梯级利用系统，其中背压式汽轮机产生的乏汽与余热系统产生的低压蒸汽混合，用于加热第一有机工质蒸发器中的有机工质，余热锅炉排气与环冷机低温段烟气混合后的烟气，用于加热第二有机工质蒸发器中的有机工质，受热后的有机工质混合后进入螺杆膨胀机做功发电，发电后的有机工质通过有机工质冷凝器冷凝后，通过有机工质泵分别输送到第一有机工质蒸发器和第二有机工质蒸发器中形成有机工质循环；乏汽降温后，通过凝结水泵输送回余热锅炉系统内形成汽水循环；烟气降温后的烟气可做回风使用，也可直接通过烟囱排入大气。

本实用新型的特点：

1. 系统增设有机工质循环螺杆膨胀机发电系统，用汽轮机乏汽、系统扩容器和放散等乏汽降压至同一压力后加热有机工质，使受热后的有机工质推动螺杆膨胀机做功发电。

2.将锅炉排出的130℃烟气与环冷机200℃低温烟气混合后作为热源加热有机工质，使受热后的有机工质推动螺杆膨胀机做功发电。

3.将汽轮机乏汽、系统扩容器和放散等乏汽和利用锅炉排气与环冷机低温段烟气混合后的烟气，分别作为有机工质热源，提高螺杆膨胀机效率的同时，充分利用系统中的有效能量，达到能源梯级利用的综合效果。

本实用新型的优点在于：

1.系统能量梯级利用，余热更深度利用，节约能源。

2.替代部分火力发电，减少能源消耗，具有较高的经济效益，同时环保效益显著。

附图说明

图1本实用新型实施例的工艺流程图；

图中：1、凝结水泵，2、凝结水加热器，3、低压蒸发器，4、中压省煤器，5、中压蒸发器，6、中压过热器，7、除氧器，71、除氧头，8、汽包，9、背压式汽轮机，10、给水泵，11、第一有机工质蒸发器，12、第二有机工质蒸发器，13、螺杆膨胀机，14、有机工质冷凝器，15、有机工质泵，16、环冷机高温段烟罩出口烟道，17、环冷机中温段烟罩出口烟道,18、环冷机低温段烟罩出口烟道，19、上升管，20、下降管，21、上升管，22、下降管，23、排烟管道，24、冷却水。

具体实施方式

查询图1，本实用新型实施例的烧结环冷烟气能量梯级利用系统，该系统分别与环冷机的高温段烟罩出口烟道16、中温段烟罩出口烟道17、低温段烟罩出口烟道18连接，包括烟气循环系统、汽水和工质系统，所述烟气循环系统包括中压过热器6和换热模块，所述换热模块包括烟道依次串联的中压蒸发器5、中压省煤器4、低压蒸发器3和凝结水加热器2，所述中压过热器6与中压蒸发器5的烟道串联，所述高温段烟罩出口烟道16与中压过热器6和换热模块的烟气进口依次连接，所述中温段烟罩出口烟道17与换热模块的烟气进口连接，所述换热模块的烟气出口和低温段烟罩出口烟道18分别与第二有机工质蒸发器12连接，第二有机工质蒸发器12连接排烟管道23；

所述汽水和工质系统包括除氧器7和汽包8，所述冷凝水加热器2的出水口与除氧器7的除氧头71通过管道连接，所述除氧器7的出水口通过管道与中压省煤器4的进水口连接，所述中压省煤器4的出水口与汽包8的进水口通过管道连接，所述汽包8的出汽口与中压过热器6连接，所述中压过热器6的出汽口连接背压式汽轮机9，所述背压式汽轮机9的乏汽出口和除氧器7的出汽口分别与第一有机工质蒸发器11的进汽口通过管道连接，所述第一有机工质蒸发器11的冷凝水口与凝结水加热器2的进水口通过管道连接；所述第一有机工质蒸发器11和第二有机工质蒸发器12并联连接后，与螺杆膨胀机13和有机工质冷凝器14依次串联。所述乏汽还包括系统其他乏汽，例如系统扩容器和放散等乏汽。

本实施例中，所述除氧器7与低压蒸发器3之间通过上升管19和下降管20连接。

本实施例中，所述汽包9与中压蒸发器5之间通过上升管21和下降管22连接。

本实施例中，所述排烟管道23连接烟囱或回风管。

具体的，烟气循环流程为：环冷机高温段烟罩出口烟道16引出的400℃高温烟气先经过中压过热器6换热后，与环冷机中温段烟罩出口烟道17引出的300℃中温烟气混合，混合后330℃的烟气再分别进入中压蒸发器5、中压省煤器4、低压蒸发器3和凝结水加热器2中，换热后130℃的烟气与环冷机200℃的低温烟气混合进入第二有机工质蒸发器12中，降温后的烟气经排烟管道23可作为回风使用，也可通过烟囱排入大气。

汽水循环流程为：冷凝水通过凝结水泵1进入凝结水加热器2中，凝结水受热后通过汽水管道进入除氧器7中，除氧水通过给水泵10进入中压省煤器4中，预热后的除氧水通过管道进入汽包8中；除氧器7与低压蒸发器3之间通过上升管19和下降管20进行汽水循环，产生0.55MPa的低压蒸汽通过汽水管道至第一有机工质蒸发器11；汽包8与中压蒸汽器5之间通过上升管21和下降管22进行汽水循环，产生的1.6MPa的中压蒸汽通过汽水管道进入中压过热器6中过热至340℃后，通过汽水管道进入背压式汽轮机9中发电，背压式汽轮机9排出的乏汽与除氧器7出口的低压蒸汽汇合至第一有机工质蒸发器11。低压蒸汽换热后的冷凝水通过凝结水泵1进入汽水循环系统循环。

有机工质循环流程为：有机工质通过有机工质泵15分别进入第一有机工质蒸发器11和第二有机工质蒸发器12中，受热后的有机工质蒸汽混合后进入螺杆膨胀机13中膨胀发电，做功后的有机工质通过有机工质管道进入有机工质冷凝器14中经冷却水24作用，冷凝后通过有机工质泵15循环使用。

本实用新型实施例的优点在于：

1.系统能量梯级利用，余热更深度利用，节约能源；

2.替代部分火力发电，减少能源消耗，具有较高的经济效益，同时环保效益显著。

以上实施例及附图仅用于说明本实用新型的技术方案，并非是对本实用新型的限制，参照优选的实施方式对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本实用新型的宗旨，也应属于本实用新型的权利要求保护范围。

本实用新型未具体描述之处为本领域现有技术。

Claims (4)

1.一种烧结环冷烟气能量梯级利用系统，该系统分别与环冷机的高温段烟罩出口烟道、中温段烟罩出口烟道、低温段烟罩出口烟道连接，其特征在于：包括烟气循环系统、汽水和工质系统，所述烟气循环系统包括中压过热器和换热模块，所述换热模块包括烟道依次串联的中压蒸发器、中压省煤器、低压蒸发器和凝结水加热器，所述中压过热器与中压蒸发器的烟道串联，所述高温段烟罩出口烟道与中压过热器和换热模块的烟气进口依次连接，所述中温段烟罩出口烟道与换热模块的烟气进口连接，所述换热模块的烟气出口和低温段烟罩出口烟道分别与第二有机工质蒸发器连接，第二有机工质蒸发器连接排烟管道；

所述汽水和工质系统包括除氧器和汽包，冷凝水加热器的出水口与除氧器的除氧头通过管道连接，所述除氧器的出水口通过管道与中压省煤器的进水口连接，所述中压省煤器的出水口与汽包的进水口通过管道连接，所述汽包的出汽口与中压过热器连接，所述中压过热器的出汽口连接背压式汽轮机，所述背压式汽轮机的乏汽出口和除氧器的出汽口分别与第一有机工质蒸发器的进汽口通过管道连接，所述第一有机工质蒸发器的冷凝水口与凝结水加热器的进水口通过管道连接；所述第一有机工质蒸发器和第二有机工质蒸发器并联连接后，与螺杆膨胀机和有机工质冷凝器依次串联。

2.根据权利要求1所述的烧结环冷烟气能量梯级利用系统，其特征在于：所述除氧器与低压蒸发器之间通过上升管和下降管连接。

3.根据权利要求1所述的烧结环冷烟气能量梯级利用系统，其特征在于：所述汽包与中压蒸发器之间通过上升管和下降管连接。

4.根据权利要求1所述的烧结环冷烟气能量梯级利用系统，其特征在于：所述排烟管道连接烟囱或回风管。