RU2151809C1

RU2151809C1 - Agglomerate heat recovery apparatus

Info

Publication number: RU2151809C1
Application number: RU98106397/02A
Authority: RU
Inventors: А.А. Батуев; В.А. Семенихин
Original assignee: Батуев Александр Аркадьевич; Семенихин Владимир Алексеевич
Priority date: 1998-04-07
Filing date: 1998-04-07
Publication date: 2000-06-27

Abstract

FIELD: production of iron ore raw material in ferrous metallurgy, in particular, cooling of ores upon agglomeration. SUBSTANCE: apparatus has agglomerate cooler with waste gas discharge system comprising dust catcher, exhaust fan and gas conduits, and heat-exchanger for withdrawal of heat from waste gases. Heat exchanger is made in the form of block of water-and-gas economizers arranged in mutually parallel relation and hydraulically communicated with water conduit equipped with upper gas supplying box, lower gas discharge box and dust collecting hopper providing discharge of gases from cooler along path indicated in drawing by arrows. Block of economizers is communicated by gas conduit between dust catcher and exhaust fan of waste gas discharge system and is connected by water conduit to heating system and/or hot water system. Such construction allows power consumed for waste gas or dust removal to be reduced. EFFECT: increased efficiency by recovering waste gas heat of sinter machines. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к производству железорудного сырья в черной металлургии, а именно к технологии охлаждения руд после агломерации, и непосредственно касается установки для утилизации тепла агломерата. Область использования изобретения включает также аналогичные по термической характеристике технологические процессы в черной металлургии, например, производство окатышей, а также в цветной металлургии. The invention relates to the production of iron ore in the steel industry, and in particular to a technology for cooling ores after sintering, and directly relates to a plant for heat recovery of sinter. The scope of the invention also includes technological processes similar in thermal characteristics in the steel industry, for example, the production of pellets, as well as in non-ferrous metallurgy.

Из уровня техники известно подобное устройство для утилизации тепла агломерата (описание к авт. свид. СССР N 1235955, МПК C 22 B 1/26, 1984 г. -прототип), содержащее охладитель агломерата с системой удаления отходящих газов, включающей пылеуловители, дымососы и газоходы, и установку для использования тепла отходящих газов, в частности, в топливосжигающем устройстве зажигательного горна агломашины или, например, для нагрева воды в соответствующем теплообменном устройстве. Для этого с помощью локального короба и отдельного дымососа через отдельный пылеуловитель производится частичный отбор отходящих газов с повышенной температурой (до 500^oC), а большая часть относительно низкотемпературных отходящих газов (до 270^oC) с помощью отдельного дымососа через отдельный пылеуловитель выбрасывается в атмосферу через дымовую трубу. Таким образом, низкопотенциальное тепло здесь полезно не используется.A similar device is known from the state of the art for heat recovery of an agglomerate (description to the author's certificate. USSR N 1235955, IPC C 22 B 1/26, 1984 prototype), containing an agglomerate cooler with an exhaust gas removal system including dust collectors, smoke exhausters and gas ducts, and an apparatus for utilizing the heat of the exhaust gases, in particular in a fuel burning device of an incendiary furnace of an sinter machine, or, for example, for heating water in an appropriate heat exchange device. To do this, with the help of a local duct and a separate exhaust fan, a partial selection of exhaust gases with an elevated temperature (up to 500 ^° C) is carried out through a separate dust collector, and most of the relatively low-temperature exhaust gases (up to 270 ^° C) are emitted through a separate smoke exhaust through a separate dust collector into the atmosphere through the chimney. Thus, low-grade heat is not useful here.

Из уровня техники известна также установка утилизации относительно высокопотенциального тепла отходящих газов агломерационной машины (описание к пат. США N 4163469, МПК F28F 27/00, 1979 - прототип), содержащая охладитель агломерата с системой удаления отходящих газов, включающей пылеуловитель (31), дымосос (33) и газоходы, и теплообменное устройство для отбора тепла отходящих газов, выполненное в виде блока водогазовых экономайзеров (32) с боковыми газоподводящим и газоотводящим коробами и пылесборным бункером и включенное по газовому тракту в систему удаления отходящих газов, а по водяному тракту - в теплосеть отопления и/или горячего водоснабжения. В описанной установке блок водогазовых экономайзеров выполнен с разносторонним оппозитным расположением газоподводящего и газоотводящего коробов и по газовому тракту включен между дымососом и дымовой трубой (S) системы удаления отходящих газов, а по водяному тракту - в систему отопления и/или горячего водоснабжения с взаимно последовательным включением экономайзеров в блоке. A prior art installation is also known for the utilization of relatively high potential heat of the waste gases of an agglomeration machine (description to US Pat. No. 4163469, IPC F28F 27/00, 1979 - prototype), comprising an agglomerate cooler with an exhaust gas removal system including a dust collector (31), a smoke exhauster (33) both gas flues and a heat exchanger for extracting heat of exhaust gases, made in the form of a block of gas-water economizers (32) with side gas supply and gas exhaust ducts and a dust collecting bin and included through the gas path into the system removal of exhaust gases, and along the water path to the heating network of heating and / or hot water supply. In the described installation, the gas-water economizer unit is made with a versatile opposite arrangement of the gas supply and gas exhaust ducts and is connected between the exhaust fan and the chimney (S) of the exhaust gas system through the gas path, and into the heating and / or hot water supply system with mutually sequential connection along the water path economizers in the block.

Включение блока экономайзеров по газовому тракту после дымососа, где температура газов относительно высока (здесь свыше 400^oC), приводит к повышенным энергозатратам на дымоудаление. Описанное расположение газоподводящего и газоотводящего коробов в блоке экономайзеров способствует интенсивному выносу остаточной пыли в дымовую трубу, что предъявляет повышенные требования к пылеуловителю (31) и соответственно приводит к повышенным энергозатратам на пылеудаление. Взаимно последовательное включение экономайзеров в блоке повышает гидравлическое сопротивление водяного тракта и соответствующие энергозатраты.The inclusion of the economizer block in the gas path after the smoke exhaust, where the temperature of the gases is relatively high (here over 400 ^o C), leads to increased energy consumption for smoke removal. The described location of the gas supply and exhaust ducts in the economizer unit contributes to the intensive removal of residual dust into the chimney, which imposes increased requirements on the dust collector (31) and, accordingly, leads to increased energy consumption for dust removal. The mutually sequential inclusion of economizers in the unit increases the hydraulic resistance of the water path and the corresponding energy consumption.

Задача настоящего изобретения состоит в создании такой установки для утилизации тепла отходящих газов агломерационной машины, которая позволила бы эффективно использовать низкопотенциальное тепло отходящих газов для целей отопления и/или горячего водоснабжения. Достигаемый при этом технический эффект состоит в соответствующем снижении энергозатрат как на указанные цели, так и на дымоудаление и пылеудаление. An object of the present invention is to provide such an apparatus for recovering waste heat from an agglomeration machine, which would allow efficient use of low-grade heat from the exhaust gases for heating and / or hot water supply. The technical effect achieved in this case consists in a corresponding reduction in energy consumption both for the indicated purposes, and for smoke removal and dust removal.

Поставленная задача решается тем, что в предлагаемой установке утилизации тепла агломерата, содержащей, как и прототип, охладитель агломерата с системой удаления отходящих газов, включающей пылеуловитель, дымосос и газоходы, и теплообменное устройство для отбора тепла отходящих газов, выполненное в виде блока водогазовых экономайзеров с газоподводящим и газоотводящим коробами и пылесборным бункером и включенное по газовому тракту в систему удаления отходящих газов, а по водяному тракту - в теплосеть отопления и/или горячего водоснабжения, согласно изобретению, блок водогазовых экономайзеров выполнен с расположением верхнего газоподводящего и нижнего газоотводящего коробов, обеспечивающим отвод отходящих газов от охладителя по пути, показанному стрелками и по газовому тракту, включен между пылеуловителем и дымососом системы удаления отходящих газов. При этом водогазовые экономайзеры могут быть в блоке включены по водяному тракту предпочтительно взаимно параллельно. The problem is solved in that in the proposed installation of heat recovery of the agglomerate, containing, like the prototype, an agglomerate cooler with an exhaust gas removal system, including a dust collector, smoke exhaust and gas ducts, and a heat exchanger for exhaust gas heat removal, made in the form of a block of gas-water economizers with gas supply and gas exhaust ducts and a dust collecting bin and included in the exhaust gas system through the gas path and into the heating and / or hot water supply through the water path According to the invention, the block of water-gas economizers is arranged with an arrangement of an upper gas supply and lower gas exhaust ducts providing for the removal of exhaust gases from the cooler along the path shown by arrows and along the gas path, connected between the dust collector and the exhaust fan of the exhaust gas removal system. In this case, gas-water economizers can be included in the block along the water path preferably mutually in parallel.

Благодаря выбранному месту подключения к газовому тракту блока водогазовых экономайзеров достигается возможность эффективного использования низкопотенциального тепла отходящих газов охладителя агломерата для целей отопления и/или горячего водоснабжения и соответствующего снижения энергозатрат на эти цели. Одновременно достигается возможность снижения энергозатрат на дымоудаление, так как вместе с понижением температуры выбрасываемых газов повышается производительность дымососа, и на пылеудаление, так как благодаря выбранному расположению газоподводящего и газоотводящего коробов создаются благоприятные условия для пылеосаждения, позволяющие блоку экономайзеров одновременно выполнять функцию дополнительного эффективного пылеулавливающего устройства. Предпочтительное взаимно параллельное включение экономайзеров в блоке позволяет снизить гидравлическое сопротивление водяного тракта и соответствующие энергозатраты. Thanks to the selected location for connecting the gas-water economizer unit to the gas path, it is possible to efficiently use low-potential heat of the waste gases of the sinter cooler for heating and / or hot water supply and a corresponding reduction in energy costs for these purposes. At the same time, it is possible to reduce energy consumption for smoke removal, since along with lowering the temperature of the emitted gases, the performance of the smoke exhaust increases, and dust removal, since due to the selected arrangement of the gas supply and exhaust ducts, favorable conditions for dust deposition are created, allowing the economizer unit to simultaneously perform the function of an additional effective dust removal device. The preferred mutually parallel inclusion of economizers in the unit allows to reduce the hydraulic resistance of the water path and the corresponding energy consumption.

Более подробно изобретение поясняется на примере его практической реализации со ссылками на прилагаемый чертеж, на котором представлена упрощенная принципиальная схема вышеописанной установки утилизации тепла агломерата. In more detail, the invention is illustrated by the example of its practical implementation with reference to the accompanying drawing, which shows a simplified schematic diagram of the above-described installation of heat recovery of sinter.

Установка утилизации тепла агломерата содержит охладитель агломерата 1 с системой удаления горячих отходящих газов, содержащей пылеуловитель, в частности, блок электрофильтров 2, дымосос(ы) 3 и газоходы 4, и теплообменное устройство для отбора тепла отходящих газов. Теплообменное устройство выполнено в виде блока 5 типовых водогазовых экономайзеров 6, соединенных по водяному тракту взаимно параллельно. Блок 5 экономайзеров 6 выполнен с односторонним расположением верхнего газоподводящего 7 и нижнего газоотводящего 8 коробов и снабжен пылесборным бункером 9. По газовому тракту блок 5 экономайзеров 6 включен между пылеуловителем 2 и дымососом 3 системы удаления отходящих газов и снабжен шиберами 10 и 11. По водяному тракту блок 5 экономайзеров 6 соединен с теплосетью отопления и/или горячего водоснабжения предприятия, и/или жилого сектора. Для создания циркуляции в обратной магистрали 12 теплосети установлены сетевые насосы 13, подающие сетевую воду в нижний коллектор 14 экономайзеров 6. Верхний коллектор 15 экономайзеров 6 соединен с подающей магистралью 16 теплосети. Все трубопроводы снабжены стандартной запорно-регулирующей и предохранительной арматурой. The agglomerate heat recovery unit comprises an agglomerate cooler 1 with a hot exhaust gas removal system containing a dust collector, in particular, an electrostatic precipitator block 2, a smoke exhaust fan (s) 3 and gas ducts 4, and a heat exchanger for exhaust gas heat removal. The heat exchange device is made in the form of a block 5 of typical water-gas economizers 6, connected along the water path mutually in parallel. Unit 5 of economizers 6 is made with a one-sided arrangement of the upper gas supply 7 and lower gas exhaust 8 ducts and is equipped with a dust hopper 9. On the gas path, block 5 of economizers 6 is connected between the dust collector 2 and the exhaust fan 3 of the exhaust gas removal system and is equipped with gates 10 and 11. Through the water path unit 5 of economizers 6 is connected to the heating network and / or hot water supply of the enterprise, and / or residential sector. To create a circulation in the return line 12 of the heating network, network pumps 13 are installed, supplying network water to the lower collector 14 of the economizers 6. The upper collector 15 of the economizers 6 is connected to the supply pipe 16 of the heating network. All pipelines are equipped with standard shut-off and safety valves.

Вышеописанная установка утилизации тепла агломерата работает следующим образом:
Отбираемые после пылеуловителя 2 отходящие газы с температурой около 250^oC при обоих открытых шиберах 10 и закрытом шибере 11 поступают в верхний газоподводящий короб 7 блока 5 экономайзеров 6, проходят над внешними теплообменными поверхностями экономайзеров 6, охлаждаясь до температуры 100... 110^oC, и поступают в нижний газоотводящий короб 8 блока 5 экономайзеров 6. Из нижнего газоотводящего короба 8 значительно охлажденные отходящие газы дымососом 3 выбрасываются в атмосферу через дымовую трубу. Путь отходящих газов показан на чертеже стрелками. При этом сетевая вода из обратной магистрали 12 теплосети с температурой 60...70^oC в режиме отопления, подаваемая в нижний коллектор 14 экономайзеров 6 под давлением, развиваемым сетевыми насосами 13, проходит через экономайзеры 6, нагреваясь до температуры 100... 110^oC, и через верхний коллектор 15 экономайзеров 6 поступает в подающую магистраль 16 теплосети. Путь воды показан на чертеже стрелками. В режиме горячего водоснабжения вода нагревается в экономайзерах 6 примерно от 10 до 65^oC.The above installation of heat recovery of the sinter works as follows:
The exhaust gases taken after the dust collector 2 with a temperature of about 250 ^o C with both open gates 10 and closed gates 11 enter the upper gas supply duct 7 of economizer unit 5, pass over the external heat-exchange surfaces of economizer 6, cooling to a temperature of 100 ... 110 ^o C , and enter the lower exhaust duct 8 of the economizer unit 5 6. From the lower exhaust duct 8, significantly cooled exhaust gases from the exhaust fan 3 are released into the atmosphere through the chimney. The exhaust gas path is shown in the drawing by arrows. In this case, the network water from the return line 12 of the heating system with a temperature of 60 ... 70 ^o C in heating mode, supplied to the lower collector 14 of economizers 6 under the pressure developed by the network pumps 13, passes through economizers 6, heating to a temperature of 100 ... 110 ^o C, and through the upper collector 15 economizers 6 enters the supply line 16 of the heating network. The water path is shown in the drawing by arrows. In the hot water mode, the water is heated in economizers 6 from about 10 to 65 ^o C.

Таким образом, благодаря использованию установки утилизации тепла агломерата в соответствии с изобретением создается экономия тепла, составляющая при расходе воды около 150 т/ч в режиме отопления до 4 Гкал/ч, в режиме горячего теплоснабжения до 5,5 Гкал/ч. Кроме того, благодаря снижению примерно на 140. . .150^oC температуры отходящих газов, поступающих на дымосос 3, его производительность увеличивается примерно на 18. ..21%, что эквивалентно соответствующему снижению энергозатрат на дымоудаление. Помимо этого, благодаря описанному расположению газоподводящего 7 и газоотводящего 8 коробов и развитому оребрению внешней теплообменной поверхности экономайзеров 6, блок 5 одновременно служит в качестве дополнительного фильтра отходящих газов перед их выбросом в атмосферу через дымовую трубу, который улавливает до 80 т пыли в год. Помимо экологического эффекта, это также эквивалентно соответствующему снижению энергозатрат на пылеудаление.Thus, by using the agglomerate heat recovery unit in accordance with the invention, a heat saving is created, which at a water flow rate of about 150 t / h in heating mode up to 4 Gcal / h, in hot heating mode up to 5.5 Gcal / h. In addition, due to a decrease of approximately 140.. .150 ^o C the temperature of the exhaust gases entering the exhaust fan 3, its productivity increases by about 18. ..21%, which is equivalent to a corresponding reduction in energy consumption for smoke removal. In addition, due to the described arrangement of the gas supply 7 and gas exhaust 8 ducts and the developed finning of the external heat exchange surface of economizers 6, unit 5 simultaneously serves as an additional filter of exhaust gases before they are discharged into the atmosphere through a chimney, which collects up to 80 tons of dust per year. In addition to the environmental effect, it is also equivalent to a corresponding reduction in energy consumption for dust removal.

Claims

1. Installation of heat recovery of the sinter, containing a sinter cooler (1) with an exhaust gas removal system including a dust collector (2), a smoke exhauster (3) and gas ducts (4), and a heat exchanger for exhaust gas heat removal, made in the form of a block (5 ) water-gas economizers (6) with gas supply and gas exhaust ducts and a dust collecting hopper (9) and included in the exhaust gas system through the gas path and into the heating and / or hot water supply heating network, characterized in that the unit (5) water-gas economy Aisers (6) are arranged with an upper gas inlet (7) and lower gas outlet (8) boxes and a dust hopper that provides exhaust gases from the agglomerate cooler along the path shown in the drawing by arrows, and along the gas path the economizer block is connected between the dust collector (2) and a smoke exhaust (3) exhaust gas removal system.

2. Installation of heat recovery of the agglomerate according to claim 1, characterized in that the water-gas economizers are included in the block (5) mutually in parallel.