專利名稱：一種燒結(jié)余熱雙源聯(lián)合發(fā)電的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種利用余熱發(fā)電技術(shù)，特別是同時回收燒結(jié)機主煙道煙氣余熱和冷
卻機廢氣余熱用于發(fā)電的一種方法及裝置，屬燒結(jié)加熱設備技術(shù)領域。
背景技術(shù)：
據(jù)統(tǒng)計，煉鐵系統(tǒng)能耗占鋼鐵企業(yè)總能耗高達60%以上，其中燒結(jié)工序能耗約占 整個企業(yè)能耗的10%，是僅次于煉鐵的第二大耗能工序，燒結(jié)工序中有50%左右的熱能被 燒結(jié)煙氣和冷卻機廢氣帶走，其中，燒結(jié)機主煙道煙氣余熱占燒結(jié)工序能耗的13% -23% 左右，冷卻機廢氣余熱占燒結(jié)工序能耗的19% -35%。目前我國燒結(jié)工序余熱利用率還不 足30%，整個燒結(jié)工序基本上還是停留在不回收余熱或只是低效率生產(chǎn)蒸汽的水平上，有 大量高溫廢氣或低壓蒸汽被排放，這不僅是對大量可用能源的浪費，而且還會對環(huán)境造成 熱污染。武鋼的1#、4#、5#燒結(jié)機(435m2)環(huán)冷機廢氣余熱發(fā)電裝置于2009年2月18日并 網(wǎng)發(fā)電，采用的是日本川崎技術(shù)，熱廢氣分三段取氣再混合進入余熱鍋爐回收，三臺余熱鍋 爐產(chǎn)生的兩種壓力蒸汽共同進入一臺33麗汽輪機發(fā)電。但此種裝置只回收了冷卻機廢氣 余熱，而對燒結(jié)機主煙道煙氣余熱沒有利用，余熱資源仍沒能得到全面回收利用。國家專利 "燒結(jié)過程中余熱資源的分級回收與梯級利用方法"(專利號200810011946. 2)中公開了一 種燒結(jié)余熱回收利用技術(shù)，該技術(shù)考慮了冷卻廢氣和燒結(jié)煙氣兩種中溫余熱回收與利用的 有機結(jié)合，提出梯級利用分級回收的途徑與方法，但其燒結(jié)煙氣熱量的利用是返回到燒結(jié) 機進行熱風燒結(jié)和進行原料的干燥預熱，屬于直接熱回收利用方式。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題是提供一種充分利用燒結(jié)機尾的高溫煙氣和燒結(jié)環(huán)冷機 熱廢氣的燒結(jié)余熱雙源聯(lián)合發(fā)電的方法及裝置。
本發(fā)明所稱問題是由以下技術(shù)方案解決的 —種燒結(jié)余熱雙源聯(lián)合發(fā)電方法，其特別之處是它把燒結(jié)生產(chǎn)過程中環(huán)冷機 390-45(TC廢氣通入單壓余熱鍋爐，產(chǎn)生溫度370-41(TC、壓力為1-2. 05MPa的過熱蒸汽以 主蒸汽的形式進入凝汽補汽式式汽輪機；以燒結(jié)機主煙道330-38(TC的煙氣余熱通入熱管 余熱鍋爐，產(chǎn)生溫度310-33(TC、壓力為0. 5-lMPa的過熱蒸汽以補汽的形式進入補汽式蒸 汽輪機，然后共同驅(qū)動汽輪機組發(fā)電。 上述燒結(jié)余熱雙源聯(lián)合發(fā)電的方法，所述單壓余熱鍋爐排出的熱廢氣，首先按照 環(huán)冷機進口風溫范圍從補風口補充冷風，經(jīng)風機增壓后，再根據(jù)環(huán)冷機規(guī)定的空氣流量從 放散口放散部分空氣后，進入環(huán)冷機用以冷卻燒結(jié)礦。 上述燒結(jié)余熱雙源聯(lián)合發(fā)電的方法，從凝汽補汽式式汽輪機中排出乏汽進入冷凝 器，產(chǎn)生的冷凝水經(jīng)凝結(jié)水泵進入除氧器，再通過給水泵分別給熱管余熱鍋爐和單壓余熱 鍋爐供水。 上述燒結(jié)余熱雙源聯(lián)合發(fā)電裝置 其特別之處是構(gòu)成包括環(huán)冷機、環(huán)冷機單壓余熱鍋爐、燒結(jié)機、燒結(jié)機熱管余熱鍋爐、凝汽補汽式汽輪機、發(fā)電機和相應的連接管路，所述 環(huán)冷機高溫廢氣經(jīng)管路通入環(huán)冷機單壓余熱鍋爐，環(huán)冷機單壓余熱鍋爐產(chǎn)生的過熱蒸汽經(jīng) 管路通入凝汽補汽式汽輪機主汽口 ；所述燒結(jié)機高溫煙氣經(jīng)管路通入燒結(jié)機熱管余熱鍋 爐，燒結(jié)機熱管余熱鍋爐產(chǎn)生的低壓過熱蒸汽經(jīng)管路通入凝汽補汽式汽輪機補汽口 ，所述 凝汽補汽式汽輪機驅(qū)動發(fā)電機。 —種燒結(jié)余熱雙源聯(lián)合發(fā)電裝置，所述環(huán)冷機單壓余熱鍋爐的廢氣管路與環(huán)冷機 連通，所述廢氣管路上依次設有補風口 、循環(huán)風機和放散口 。 上述燒結(jié)余熱雙源聯(lián)合發(fā)電裝置，所述凝汽補汽式汽輪機的冷凝水管路經(jīng)除氧器 分別連通環(huán)冷機單壓余熱鍋爐和燒結(jié)機熱管余熱鍋爐的補水管路，環(huán)冷機單壓余熱鍋爐和 燒結(jié)機熱管余熱鍋爐的補水管路上分別設置給水泵。 本發(fā)明根據(jù)利用余熱發(fā)電是最為有效和經(jīng)濟的能源利用方式這一理念，提出了一 種以最大熱功轉(zhuǎn)換為目標的燒結(jié)雙熱源聯(lián)合發(fā)電技術(shù)，該技術(shù)集成回收燒結(jié)機主煙道煙氣 余熱和冷卻機廢氣余熱以產(chǎn)生蒸汽，形成雙熱源發(fā)電系統(tǒng)，其中，以燒結(jié)礦顯熱為熱源的環(huán) 冷機余熱鍋爐產(chǎn)生的溫度370-41(TC、壓力為1-2. 05MPa的過熱蒸汽以主蒸汽的形式進入 蒸汽輪機，同時以燒結(jié)機主煙道煙氣余熱為熱源的熱管余熱鍋爐產(chǎn)生的溫度310-33(TC、壓 力為0. 5-lMPa的過熱蒸汽以補汽的形式進入蒸汽輪機，然后共同驅(qū)動一臺汽輪機組發(fā)電， 形成雙熱源"兩爐一機"余熱發(fā)電系統(tǒng)，充分提高燒結(jié)工序自產(chǎn)電量。采用該技術(shù)，既能有 效提高企業(yè)自供電率，實現(xiàn)企業(yè)節(jié)能減排，降耗增效，又能取得良好的社會效益、經(jīng)濟效益 和環(huán)境效益。


圖1是本發(fā)明裝置示意圖。 附圖中標號表示如下1.燒結(jié)機；2.燒結(jié)機熱管余熱鍋爐；3.引風機；4.煙囪； 5.凝汽補汽式汽輪機；6.發(fā)電機；7.冷凝器；8.環(huán)冷機；9.環(huán)冷機單壓余熱鍋爐；10.循 環(huán)風機；11.補風口 ；12.放散口 ；13.給水泵；14.除氧器；15.凝結(jié)水泵；16.冷凝水管路；
17.環(huán)冷機單壓余熱鍋爐的廢氣管路；18.除塵器。
具體實施例方式
本發(fā)明提出了一種以最大熱功轉(zhuǎn)換為目標的低溫余熱發(fā)電工藝-燒結(jié)雙熱源聯(lián) 合發(fā)電技術(shù)。該技術(shù)集成回收燒結(jié)機主煙道煙氣余熱和冷卻機廢氣余熱以產(chǎn)生蒸汽，形成 雙熱源發(fā)電裝置。其中，燒結(jié)過程中產(chǎn)生的390-45(TC的環(huán)冷機廢氣通入環(huán)冷機單壓余熱 鍋爐，產(chǎn)生溫度370-41(TC、壓力為1-2. 05MPa的過熱蒸汽以主蒸汽的形式進入蒸汽輪機， 作為汽輪機主蒸汽；同時燒結(jié)機主煙道330-38(TC煙氣余熱通入燒結(jié)機熱管余熱鍋爐，產(chǎn) 生溫度310-33(TC、壓力為0. 5-lMPa的過熱蒸汽以補汽的形式進入蒸汽輪機，然后共同驅(qū) 動一臺汽輪機組發(fā)電，形成雙熱源"兩爐一機"余熱發(fā)電系統(tǒng)，提高燒結(jié)工序自產(chǎn)電量?？?慮到熱管余熱鍋爐具有熱端溫差(15-20°C)小、傳熱效率高的特點，本發(fā)明采用熱管余熱 鍋爐作為燒結(jié)機主煙道煙氣余熱回收設備，可產(chǎn)生較高溫度的蒸汽，提高發(fā)電系統(tǒng)循環(huán)效 率。考慮到單壓余熱鍋爐具有結(jié)構(gòu)簡單、主機設備成熟可靠、電站運行維護簡單、投資少、發(fā) 電成本低及操作運行人員少等優(yōu)點，本發(fā)明環(huán)冷機余熱鍋爐采用單壓余熱鍋爐，生產(chǎn)特定參數(shù)的主蒸汽，克服熱源不穩(wěn)定特性對燒結(jié)余熱發(fā)電的影響，提高余熱鍋爐的可用率及蒸 汽產(chǎn)量。本發(fā)明選用技術(shù)成熟、機組運行可靠、適用于參數(shù)波動較大的凝汽補汽式汽輪機， 以可保證較高的設計效率。此外，考慮到燒結(jié)過程的波動會導致冷卻過程中煙氣溫度的大 幅度波動，進而引起蒸汽溫度的波動，影響機組的安全運行，甚至導致停運，本發(fā)明采用熱 廢氣部分循環(huán)技術(shù)，提高熱廢氣溫度和穩(wěn)定熱源溫度，即把單壓余熱鍋爐排出的熱廢氣，首 先從補風口補充冷風(控制環(huán)冷機進口風溫在90 ll(TC范圍)，經(jīng)風機增壓后，再根據(jù)環(huán) 冷機規(guī)定的空氣流量從放散口放散部分空氣后進入環(huán)冷機，代替原來常溫空氣來冷卻燒結(jié) 礦，以穩(wěn)定因燒結(jié)工序工況波動引起的熱源溫度大幅度變化，確保發(fā)電系統(tǒng)蒸汽參數(shù)的正 常，減少非計劃停機率。 參看圖1，本發(fā)明裝置構(gòu)成包括環(huán)冷機8、環(huán)冷機單壓余熱鍋爐9、燒結(jié)機1、燒結(jié)機 熱管余熱鍋爐2、凝汽補汽式汽輪機5、發(fā)電機6和相應的連接管路。環(huán)冷機8高溫廢氣經(jīng) 除塵器18由管路通入環(huán)冷機單壓余熱鍋爐9，環(huán)冷機單壓余熱鍋爐產(chǎn)生的過熱蒸汽經(jīng)管路 通入凝汽補汽式汽輪機5的主汽口 ；燒結(jié)機1的高溫煙氣經(jīng)除塵器18由管路通入燒結(jié)機熱 管余熱鍋爐，燒結(jié)機熱管余熱鍋爐產(chǎn)生的低壓過熱蒸汽經(jīng)管路通入凝汽補汽式式汽輪機5 的補汽口，由凝汽補汽式汽輪機5驅(qū)動發(fā)電機6發(fā)電。 仍參看圖l，環(huán)冷機單壓余熱鍋爐的廢氣管路17與環(huán)冷機連通，廢氣管路上依次 設有補風口 11、循環(huán)風機10和放散口 12。由環(huán)冷機單壓余熱鍋爐9排出的熱廢氣，經(jīng)補風 口 11補充定量冷風，經(jīng)循環(huán)風機10增壓后，再根據(jù)環(huán)冷機規(guī)定的空氣流量從放散口 12放 散部分空氣后進入環(huán)冷機8，用以冷卻燒結(jié)礦。由燒結(jié)機熱管余熱鍋爐2排出的熱廢氣經(jīng)弓I 風機3、煙囪4排出。 仍參看圖1，凝汽補汽式汽輪機5的冷凝水管路16經(jīng)除氧器14分別連通環(huán)冷機單 壓余熱鍋爐和燒結(jié)機熱管余熱鍋爐的補水管路，環(huán)冷機單壓余熱鍋爐和燒結(jié)機熱管余熱鍋 爐的補水管路上分別設有給水泵13。該設置將從凝汽補汽式汽輪機5中排出的乏汽通入冷 凝器7，產(chǎn)生的冷凝水和外部補充水經(jīng)凝結(jié)水泵15進入除氧器14，再通過給水泵13分別給 燒結(jié)機熱管余熱鍋爐2和環(huán)冷機單壓余熱鍋爐9供水。
權(quán)利要求
一種燒結(jié)余熱雙源聯(lián)合發(fā)電方法，其特征在于它把燒結(jié)生產(chǎn)過程中環(huán)冷機390-450℃廢氣通入單壓余熱鍋爐，產(chǎn)生溫度370-410℃、壓力為1-2.05MPa的過熱蒸汽以主蒸汽的形式進入凝汽補汽式式汽輪機；以燒結(jié)機主煙道330-380℃的煙氣余熱通入熱管余熱鍋爐，產(chǎn)生溫度310-330℃、壓力為0.5-1MPa的過熱蒸汽以補汽的形式進入補汽式蒸汽輪機，然后共同驅(qū)動汽輪機組發(fā)電。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒結(jié)余熱雙源聯(lián)合發(fā)電的方法，其特征在于所述單壓余熱 鍋爐排出的熱廢氣，首先按照環(huán)冷機進口風溫范圍從補風口補充冷風，經(jīng)風機增壓后，再根 據(jù)環(huán)冷機規(guī)定的空氣流量從放散口放散部分空氣后，進入環(huán)冷機用以冷卻燒結(jié)礦。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的燒結(jié)余熱雙源聯(lián)合發(fā)電的方法，其特征在于從凝汽補 汽式式汽輪機中排出乏汽進入冷凝器，產(chǎn)生的冷凝水經(jīng)凝結(jié)水泵進入除氧器，再通過給水 泵分別給熱管余熱鍋爐和單壓余熱鍋爐供水。
4. 一種燒結(jié)余熱雙源聯(lián)合發(fā)電裝置，其特征在于構(gòu)成包括環(huán)冷機(8)、環(huán)冷機單壓余 熱鍋爐(9)、燒結(jié)機(1)、燒結(jié)機熱管余熱鍋爐(2)、凝汽補汽式汽輪機(5)、發(fā)電機(6)和相 應的連接管路，所述環(huán)冷機高溫廢氣經(jīng)管路通入環(huán)冷機單壓余熱鍋爐，環(huán)冷機單壓余熱鍋 爐產(chǎn)生的過熱蒸汽經(jīng)管路通入凝汽補汽式汽輪機主汽口 ；所述燒結(jié)機高溫煙氣經(jīng)管路通入 燒結(jié)機熱管余熱鍋爐，燒結(jié)機熱管余熱鍋爐產(chǎn)生的低壓過熱蒸汽經(jīng)管路通入凝汽補汽式汽 輪機補汽口 ，所述凝汽補汽式汽輪機驅(qū)動發(fā)電機。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的燒結(jié)余熱雙源聯(lián)合發(fā)電裝置，其特征在于所述環(huán)冷機單壓 余熱鍋爐的廢氣管路(17)與環(huán)冷機連通，所述廢氣管路上依次設有補風口 (11)循環(huán)風機 (10)和放散口 (12)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的燒結(jié)余熱雙源聯(lián)合發(fā)電裝置，其特征在于所述凝汽補汽式 汽輪機的冷凝水管路(16)經(jīng)除氧器(14)分別連通環(huán)冷機單壓余熱鍋爐和燒結(jié)機熱管余熱 鍋爐的補水管路，環(huán)冷機單壓余熱鍋爐和燒結(jié)機熱管余熱鍋爐的補水管路上分別設置給水 泵(13)。
全文摘要
一種燒結(jié)余熱雙源聯(lián)合發(fā)電的方法及裝置，屬燒結(jié)加熱設備技術(shù)領域，用于解決全面利用燒結(jié)余熱發(fā)電的問題。技術(shù)方案是它把燒結(jié)生產(chǎn)過程中環(huán)冷機390-450℃廢氣通入單壓余熱鍋爐，產(chǎn)生溫度370-410℃、壓力為1-2.05MPa的過熱蒸汽以主蒸汽的形式進入凝汽補汽式式汽輪機；以燒結(jié)機主煙道330-380℃的煙氣余熱通入熱管余熱鍋爐，產(chǎn)生溫度310-330℃、壓力為0.5-1MPa的過熱蒸汽以補汽的形式進入補汽式蒸汽輪機，然后共同驅(qū)動汽輪機組發(fā)電。本發(fā)明集成回收燒結(jié)機主煙道煙氣余熱和冷卻機廢氣余熱以產(chǎn)生蒸汽，形成雙熱源“兩爐一機”余熱發(fā)電系統(tǒng)，提高燒結(jié)工序自產(chǎn)電量。采用該技術(shù)，能有效提高企業(yè)自供電率，實現(xiàn)企業(yè)節(jié)能減排，降耗增效，及良好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。
文檔編號F27D17/00GK101706215SQ200910224720
公開日2010年5月12日 申請日期2009年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月7日
發(fā)明者張尉然, 張玉柱, 王子兵, 胡長慶, 趙斌 申請人:河北理工大學