CN220750839U - 一种烧结余热回收利用装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种烧结余热回收利用装置，包括烧结环冷机和连接在烧结环冷机上的余热锅炉，所述的烧结环冷机和余热锅炉之间还连接有旁路烟道。本实用新型采用了旁路烟道的设置，余热锅炉生成的低温烟气，一股通过管道送入烧结环冷机参与冷却换热，另一股直接通过旁路烟道与经由烧结环冷机产出的低温烟气混合，从而将烟气温度调节至目标温度，避免了因烧结终点延后，造成烧结环冷机气温度异常超温的问题。本实用新型的总体结构具有结构简单、成本低、可靠性高、易于维护等特点。

Description

一种烧结余热回收利用装置

技术领域

本实用新型涉及余热利用技术领域，具体涉及一种烧结余热回收利用装置。

背景技术

含铁原料烧结造块是高炉冶炼工艺中的重要工序，烧结工序能耗仅次于高炉工序能耗，约占整个企业能耗的10～20％。其中烧结环冷机的烧结矿的显热回收利用是烧结工艺降低其工序能耗的重要措施。

现有烧结环冷机采用鼓风式冷却，环冷机配备鼓风机对其进行冷却，鼓风冷却环冷机上的烧结矿时，冷却风穿过料层后，通过与高温烧结矿发生热交换，热交换产生的高温烟气由烟罩回收后送往余热锅炉生产蒸汽，换热产生的中低压蒸汽送至汽轮机做功，将热能转化为机械能拖动烧结主抽风机运行或直接拖动发电机进行发电，换热后的冷却烟气直接外排或重新送回环冷机用于烧结矿的冷却，当前随着环保要求越来越高，换热后的冷却烟气均返回至环冷机重新利用。

但是烧结终点延后，会造成环冷机一段、二段烟气温度异常超温，一段烟气温度甚至达500℃以上。

以上缺点容易造成在环冷机余热回收设施运行过程中，环冷一段、二段的烟气温度较传统余热回收项目严重偏离余热回收的设计值，导致环冷余热锅炉及汽轮机的运行均不在高效点运行。以及环冷余热利用一段的烟气温度严重“超温”，时常超过管道、余热锅炉过热段选材的安全使用温度，给余热利用的安全带来隐患。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种烧结余热回收利用装置，解决现有技术中的环冷机一段、二段烟气温度异常超温，余热回收效率低以及容易造成危险的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现：一种烧结余热回收利用装置，包括烧结环冷机和连接在烧结环冷机上的余热锅炉，所述的烧结环冷机和余热锅炉之间还连接有旁路烟道。

本实用新型还具有如下技术特征：

所述烧结环冷机包括卸料段、除尘段、余热利用一段、余热利用二段和非余热利用段；

所述的余热利用一段和余热利用二段上分别设置有第一烟囱和第二烟囱，所述的第一烟囱和第二烟囱分别通过管道连接余热锅炉；

所述的烧结环冷机还包括设置在余热利用一段和余热利用二段下方的风箱，且相邻风箱之间通过风箱连接管连通，所述余热锅炉经循环风机与风箱相连，所述的风箱上还连接有环冷鼓风机；

所述的余热锅炉通过第一连接管与循环风机连接，所述的循环风机上连接有第二连接管，第二连接管上连接有第一支管和第二支管，第一支管和第二支管分别与设置在余热利用一段下方的风箱和设置在余热利用二段下方的风箱连通；

所述的旁路烟道连接在余热利用一段和第二连接管之间以及余热利用二段和第二连接管之间，或连接在第一烟囱和第二连接管之间以及第二烟囱和第二连接管之间；

所述的风箱连接管内安装有分隔阀，所述的分隔阀用于分隔余热利用一段和余热利用二段下方的风箱；

所述的风箱连接管内还安装有风箱调节阀，所述的风箱调节阀用于分隔余热利用二段和非余热利用段下方的风箱；

所述的除尘段内靠近余热利用一段处沿径向竖直设置有第一烟罩隔墙，所述余热利用一段与余热利用二段的连接处沿径向竖直设置有第二烟罩隔墙，所述非余热利用段内靠近余热利用二段处沿径向竖直设置有第三烟罩隔墙。

所述的第一烟囱和第二烟囱上设置有事故放散调节阀，所述的事故放散调节阀的位置高于与余热锅炉连接的管道的位置；所述的旁路烟道上安装有旁路调节阀，所述的第一支管和第二支管上分别安装有回风调节阀；所述的管道上安装有取风调节阀，所述循环风机的入口连接有冷风管道，所述冷风管道上设置有兑冷风阀。

本实用新型与现有技术相比，具有如下技术效果：

(Ⅰ)本实用新型采用了旁路烟道的设置，余热锅炉生成的低温烟气，一股通过管道送入烧结环冷机参与冷却换热，另一股直接通过旁路烟道与经由烧结环冷机产出的低温烟气混合，从而将烟气温度调节至目标温度，避免了因烧结终点延后，造成烧结环冷机气温度异常超温的问题。

(Ⅱ)本实用新型的总体结构具有结构简单、成本低、可靠性高、易于维护等特点。

附图说明

图1为本实用新型的总体结构示意图Ⅰ；

图2为本实用新型的总体结构示意图Ⅱ；

附图中各个标号含义：

1-烧结环冷机；2-余热锅炉；3-旁路烟道；4-管道；5-风箱连接管；6-循环风机；7-第一连接管；8-第二连接管；9-第一支管；10-第二支管；11-分隔阀；12-风箱调节阀；13-事故放散调节阀；14-旁路调节阀；15-回风调节阀；16-取风调节阀；17-冷风管道；18-兑冷风阀；

1-1卸料段，1-2除尘段，1-3余热利用一段，1-4余热利用二段，1-5非余热利用段，1-6第一烟囱，1-7第二烟囱，1-8风箱，1-9环冷鼓风机，1-10第一烟罩隔墙，1-11第二烟罩隔墙，1-12第三烟罩隔墙；

以下结合实施例对本实用新型的具体内容作进一步详细解释说明。

具体实施方式

以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。

本实用新型所用的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“顶”、“底”等指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，内”、“外”是指相应部件轮廓的内和外，不能将上述术语理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型中的所有部件，如无特殊说明，全部采用现有技术中已知的部件。

近年来烧结余热利用设施已成为了烧结项目的“标配”，但随着烧结设施的升级换代，特别是随着高效密封新型环冷机的推广应用，烧结余热回收率大幅提高，但“新问题”、“新常态”也伴随产生。

“新常态”即在环冷机余热回收设施运行过程中，环冷一段、二段的烟气温度较传统余热回收项目严重偏离余热回收的设计值，导致环冷余热锅炉及汽轮机的运行均不在高效点运行。

“新问题”即环冷余热利用一段的烟气温度严重“超温”，时常超过管道、余热锅炉过热段选材的安全使用温度，给余热利用的安全带来隐患。

所谓的“新常态”、“新问题”产生的主要原因有以下几个方面：

烧结余热设计的“经验性”，烧结环冷余热回收技术在国内应用虽已有30余年，但烧结余热回收的设计仍具有很大的“经验性”，主要因为烧结环冷余热回收的热源是冷却空气与烧结矿换热后产生，其换热后烟气温度的高低与烧结饼初始温度、烧结矿比热容(原料不同，其成品烧结饼的比热容也均不相同)、烧结饼在环冷机上的堆积高度、烧结饼的透气性、粒度、环冷机运行速度、各段的冷却风量等因素有关，目前环冷机余热利用各段的实际需求的冷却风量以及换热后烟气的温度仍无法精确计算，只能参考类似项目估算，这也是余热设施投运后偏离设计工况的主要原因。

实施例1：

遵从上述技术方案，如图1-图2所示，一种烧结余热回收利用装置，包括烧结环冷机1和连接在烧结环冷机1上的余热锅炉2，所述的烧结环冷机1和余热锅炉2之间还连接有旁路烟道3。

所述的余热锅炉2用于对从烧结环冷机1送入的高温烟气进行换热并生成低温烟气，低温烟气分成两股，一股通过管道返回烧结环冷机1参与冷却换热，另一股直接通过旁路烟道3与经由烧结环冷机1产出的低温烟气混合，从而将烟气温度调节至目标温度，避免了因烧结终点延后，造成烧结环冷机气温度异常超温的问题。

作为本实施例的一种优选：

所述烧结环冷机1包括卸料段1-1、除尘段1-2、余热利用一段1-3、余热利用二段1-4和非余热利用段1-5；

所述的余热利用一段1-3和余热利用二段1-4上分别设置有第一烟囱1-6和第二烟囱1-7，所述的第一烟囱1-6和第二烟囱1-7分别通过管道4连接余热锅炉2；

在其他实施方案中，可以根据实际应用需要，调整余热利用段的数量，如，余热利用段可以包括余热利用一段、余热利用二段、余热利用三段等。

所述的烧结环冷机1还包括设置在余热利用一段1-3和余热利用二段1-4下方的风箱1-8，且相邻风箱1-8之间通过风箱连接管5连通，所述余热锅炉2经循环风机6与风箱1-8相连，所述的风箱1-8上还连接有环冷鼓风机1-9；环冷鼓风机1-9用于向的风箱1-8内鼓入冷空气；所述循环风机6用于将余热锅炉2排出的低温烟气送回烧结环冷机1；

所述的余热锅炉2通过第一连接管7与循环风机6连接，所述的循环风机6上连接有第二连接管8，第二连接管8上连接有第一支管9和第二支管10，第一支管9和第二支管10分别与设置在余热利用一段1-3下方的风箱1-8和设置在余热利用二段1-4下方的风箱1-8连通；

所述的旁路烟道3连接在余热利用一段1-3和第二连接管8之间以及余热利用二段1-4和第二连接管8之间，或连接在第一烟囱1-6和第二连接管8之间以及二烟囱602和第二连接管8之间；

旁路烟道3的两种连接方式设置的目的和作用都是相同的，其目的和作用均是根据余热利用一段和余热利用二段烟气温度超温情况，让来自循环风机的一部分烟气不进入环冷机余热利用一段和余热利用二段的风箱内，参与和余热利用一段和余热利用二段台车上炙热的烧结饼进行换热，而直接通过旁路管道进入烟囱或烟罩内与另一部分参与换热后的烟气进行混合，已到达烟气控温的目的。

旁路烟道3的两种连接方式的不同点，主要是参与换热与非参与换热的烟气混合的位置不同，一个是在烟囱部分，一个是在烟罩部位，鉴于烟罩烟气分布相对烟囱不集中，故旁路管道连接烟罩的方式可采用多点连通的方式。

作为本实施例的一种优选：

所述的风箱连接管5内安装有分隔阀11，所述的分隔阀11用于分隔余热利用一段1-3和余热利用二段1-4下方的风箱1-8；

所述的风箱连接管5内还安装有风箱调节阀11，所述的风箱调节阀11用于分隔余热利用二段1-4和非余热利用段1-5下方的风箱1-8；

所述的除尘段1-2内靠近余热利用一段1-3处沿径向竖直设置有第一烟罩隔墙1-10，所述余热利用一段1-3与余热利用二段1-4的连接处沿径向竖直设置有第二烟罩隔墙1-11，所述非余热利用段1-5内靠近余热利用二段1-4处沿径向竖直设置有第三烟罩隔墙1-12。

可以根据实际需要调整风箱1-8的数量，风箱调节阀11可以与系统取风总管上的调节阀和回风支路上的调节阀系统作用，实现余热利用一段1-3和余热利用二段1-4的冷区风量平衡，分隔阀11和风箱调节阀11协同作用来调整余热利用各段的供风量。

第一烟罩隔墙1-10用于在烧结环冷机内冷却风量不匹配的情况下，保证余热利用一段1-3上方的环冷机内的热风的温度，提高烧结饼余热的阶梯利用，通过除尘段1-2进入的热风，即通过烧结环冷机的入料口进入并经卸料段1-1的烧结饼辐射加热后的热空气，对经风箱5与烧结环冷机1连接处泄漏的5％～10％的冷却风进行补偿，可防止环境空气通过环冷机风罩与烧结环冷机1连接处进入，从而降低环冷机风罩内高温烟气的温度。

第二烟罩隔墙1-11用于最大限度地隔断余热利用一段与二段之间的相互“串风”，当余热利用一段1-3的烟气温度严重超高时，通过设置的第二烟罩隔墙1-11可最大程度地降低余热利用一段1-3的烟气温度对余热利用二段1-4的烟气温度的影响。

第三烟罩隔墙1-12用于实现通过非余热利用段1-5下的风箱5进入余热利用二段风罩内的热风来弥补通过风箱5与烧结环冷机1连接处泄漏的5％～10％的冷却风，防止环境空气通过烟罩与台车连接处进入冷风降低烟罩内的烟气温度。

作为本实施例的一种优选：

所述的第一烟囱1-6和第二烟囱1-7上设置有事故放散调节阀13，所述的事故放散调节阀13的位置高于与余热锅炉2连接的管道4的位置；

所述的旁路烟道3上安装有旁路调节阀14，所述的第一支管9和第二支管10上分别安装有回风调节阀15；

所述的管道4上安装有取风调节阀16，所述循环风机6的入口连接有冷风管道17，所述冷风管道上设置有兑冷风阀18。兑冷风阀18用于控制向循环风机6中兑入冷风，从而保证循环风机6入口处的温度不超过设计值。

本实用新型的使用过程如下：

烧结余热回收利用装置启动后，余热利用一段1-3、余热利用二段1-4产生的高温烟气在循环风机6、设置在第一烟囱1-6和第二烟囱1-7上的事故放散调节阀13的协同配合下，分别经与第一烟囱1-6和第二烟囱1-7连通的管道进入余热锅炉2，经双压余热锅炉2换热后产生的废烟气再经循环风机6增压后，送入风箱5实现冷却风的循环利用。

调温方案一：针对正常条件下出现的烟气温度偏离设计值的“超温”，在烟囱事故发散调节阀12、兑冷风阀18、风箱调节阀11保持关闭状态，同时环冷余热利用一段或余热利用二段烟罩压力控制在微负压的工况下，根据余热利用一段或余热利用二段取风烟气温度，通过远程自动调节环冷余热利用一段或余热利用二段的烟气旁路调节阀14和回风调节阀15的开度，将余热利用一段或余热利用二段的冷却风分成两股，一股进入风箱5参与烧结饼的冷却换热，换热后产生的高温烟气与另一股直接通过旁路烟道3的未参烧结饼冷却换热的低温烟气混合，从而将烟气温度调节至目标温度。

调温方案二：针对通过“调温方案一”仍无法将烟气温度调节至目标值的“超温”，可在“方案一”调节的基础上，增大循环风机6风量，同时调节事故放散调节阀13的开度吸入部分环境冷空气将余热利用一段或余热利用二段的取风温度进一步调节至目标温度，在调节事故放散阀的同时需相应调节余热利用一段的回风调节阀15和余热利用二段的回风调节阀15以及环冷机余热利用二段与环冷机非余热利用段风箱联通管道上的风箱调节阀11的开度，将余热烟气系统中多余的冷却风导入环冷机非余热利用段的风箱内，以维持环冷机余热利用一段余热利用二段的冷却风量平衡。

以上所述的，仅是本实用新型的较优具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型所揭露的技术范围内，不经创造性劳动想到的变化或替换，都涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种烧结余热回收利用装置，包括烧结环冷机(1)和连接在烧结环冷机(1)上的余热锅炉(2)，其特征在于，所述的烧结环冷机(1)和余热锅炉(2)之间还连接有旁路烟道(3)；

所述烧结环冷机(1)包括卸料段(1-1)、除尘段(1-2)、余热利用一段(1-3)、余热利用二段(1-4)和非余热利用段(1-5)；

所述的余热利用一段(1-3)和余热利用二段(1-4)上分别设置有第一烟囱(1-6)和第二烟囱(1-7)，所述的第一烟囱(1-6)和第二烟囱(1-7)分别通过管道(4)连接余热锅炉(2)；

所述的烧结环冷机(1)还包括设置在余热利用一段(1-3)和余热利用二段(1-4)下方的风箱(1-8)，且相邻风箱(1-8)之间通过风箱连接管(5)连通，所述余热锅炉(2)经循环风机(6)与风箱(1-8)相连，所述的风箱(1-8)上还连接有环冷鼓风机(1-9)；

所述的余热锅炉(2)通过第一连接管(7)与循环风机(6)连接，所述的循环风机(6)上连接有第二连接管(8)，第二连接管(8)上连接有第一支管(9)和第二支管(10)，第一支管(9)和第二支管(10)分别与设置在余热利用一段(1-3)下方的风箱(1-8)和设置在余热利用二段(1-4)下方的风箱(1-8)连通；

所述的旁路烟道(3)连接在余热利用一段(1-3)和第二连接管(8)之间以及余热利用二段(1-4)和第二连接管(8)之间，或连接在第一烟囱(1-6)和第二连接管(8)之间以及第二烟囱(1-7)和第二连接管(8)之间。

2.如权利要求1所述的烧结余热回收利用装置，其特征在于，所述的风箱连接管(5)内安装有分隔阀(11)，所述的分隔阀(11)用于分隔余热利用一段(1-3)和余热利用二段(1-4)下方的风箱(1-8)；

所述的风箱连接管(5)内还安装有风箱调节阀(12)，所述的风箱调节阀(12)用于分隔余热利用二段(1-4)和非余热利用段(1-5)下方的风箱(1-8)；

所述的除尘段(1-2)内靠近余热利用一段(1-3)处沿径向竖直设置有第一烟罩隔墙(1-10)，所述余热利用一段(1-3)与余热利用二段(1-4)的连接处沿径向竖直设置有第二烟罩隔墙(1-11)，所述非余热利用段(1-5)内靠近余热利用二段(1-4)处沿径向竖直设置有第三烟罩隔墙(1-12)。

3.如权利要求1所述的烧结余热回收利用装置，其特征在于，所述的第一烟囱(1-6)和第二烟囱(1-7)上设置有事故放散调节阀(13)，所述的事故放散调节阀(13)的位置高于与余热锅炉(2)连接的管道(4)的位置。

4.如权利要求1所述的烧结余热回收利用装置，其特征在于，所述的旁路烟道(3)上安装有旁路调节阀(14)，所述的第一支管(9)和第二支管(10)上分别安装有回风调节阀(15)。

5.如权利要求1所述的烧结余热回收利用装置，其特征在于，所述的管道(4)上安装有取风调节阀(16)，所述循环风机(6)的入口连接有冷风管道(17)，所述的冷风管道(17)上设置有兑冷风阀(18)。