一種燒結(jié)大煙道余熱過熱加熱爐飽和蒸汽的裝置及方法
【專利摘要】提供一種燒結(jié)大煙道余熱過熱加熱爐飽和蒸汽的裝置，包括加熱爐汽化冷卻系統(tǒng)、加熱爐汽化冷卻汽包、熱爐汽化冷卻供水系統(tǒng)、飽和蒸汽隔離門、無燃料煙氣過熱器、輸灰裝置、汽輪機(jī)進(jìn)氣隔離門、循環(huán)水池、煙氣進(jìn)口調(diào)節(jié)門系統(tǒng)、煙氣出口遮斷門、加熱爐汽化冷卻軟水箱等；提供一種燒結(jié)大煙道余熱過熱加熱爐飽和蒸汽的方法，加熱爐汽化冷卻系統(tǒng)產(chǎn)生的汽水混合物進(jìn)入加熱爐汽化冷卻汽包，經(jīng)加熱爐汽化冷卻汽包汽水分離，產(chǎn)生的飽和蒸汽通過飽和蒸汽隔離門輸送至無燃料煙氣過熱器飽和蒸汽入口，利用無燃料煙氣過熱器進(jìn)行過熱處理后的蒸汽經(jīng)汽輪機(jī)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電；其優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定高效發(fā)電，降低加熱爐工序及燒結(jié)機(jī)工序能耗，既節(jié)能降耗又環(huán)保。
【專利說明】一種燒結(jié)大煙道余熱過熱加熱爐飽和蒸汽的裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
:
[0001]本發(fā)明涉及燒結(jié)煙氣余熱回收利用的設(shè)備及工藝，特別是涉及利用燒結(jié)煙氣余熱過熱加熱爐飽和蒸汽的裝置及方法。

【背景技術(shù)】
:
[0002]在現(xiàn)有技術(shù)中，燒結(jié)工藝為煉鐵前的主要工藝，燒結(jié)機(jī)為鐵前的主要設(shè)備，燒結(jié)大煙道末端的高溫?zé)煔鉁囟瓤蛇_(dá)450°C以上。但燒結(jié)大煙道煙氣溫度跨度大，受后續(xù)煙氣脫硫等工藝影響，可利用高溫?zé)煔饬坎⒉皇呛艽螅瑫r難以形成規(guī)模利用。加熱爐汽化冷卻生產(chǎn)的蒸汽(蒸汽基本參數(shù)為0.SMPa溫度為170°C飽和蒸汽)主要有以下特點(diǎn):壓力和溫度參數(shù)低，屬于低壓飽和蒸汽，濕度較大，易冷凝。利用現(xiàn)有飽和汽輪機(jī)組進(jìn)行發(fā)電，發(fā)電效率低，機(jī)組汽蝕嚴(yán)重，設(shè)備易損壞，制造成本高，經(jīng)濟(jì)效益差。


【發(fā)明內(nèi)容】

:
[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有燒結(jié)大煙道末端高溫?zé)煔怆y以形成規(guī)模利用和現(xiàn)有加熱爐汽化冷卻生產(chǎn)的蒸汽用于發(fā)電壓力和溫度參數(shù)低，發(fā)電效率低、設(shè)備易損壞，機(jī)組氣蝕嚴(yán)重的弊端，提供一種燒結(jié)大煙道余熱過熱加熱爐飽和蒸汽的裝置及方法。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的方案是:提供一種燒結(jié)大煙道余熱過熱加熱爐飽和蒸汽的裝置，包括:加熱爐汽化冷卻系統(tǒng)、加熱爐汽化冷卻汽包、冷卻塔、凝汽器、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、加熱爐汽化冷卻供水系統(tǒng)、燒結(jié)機(jī)、燒結(jié)機(jī)大煙道；其特征是:還包括飽和蒸汽隔離門、無燃料煙氣過熱器、輸灰裝置、汽輪機(jī)進(jìn)氣隔離門、循環(huán)水池、煙氣進(jìn)口調(diào)節(jié)門系統(tǒng)、煙氣出口遮斷門、加熱爐汽化冷卻軟水箱；無燃料煙氣過熱器上包括煙氣出口、飽和蒸汽入口、高效換熱翅片管、過熱蒸汽出口、煙氣入口、可拆卸式煙氣遮板、輸灰閥門、儲灰槽；加熱爐汽化冷卻系統(tǒng)與加熱爐汽化冷卻汽包連接；加熱爐汽化冷卻汽包的飽和蒸汽管道通過飽和蒸汽隔離門與無燃料煙氣過熱器連通；無燃料煙氣過熱器的下部連接輸灰裝置，輸灰裝置由儲灰槽和輸灰閥門組成；無燃料煙氣過熱器通過汽輪機(jī)進(jìn)氣隔離門與汽輪機(jī)連通；汽輪機(jī)與發(fā)電機(jī)連接；汽輪機(jī)的乏汽與凝汽器連接；凝汽器的循環(huán)水通過管道與冷卻塔連接；冷卻塔與循環(huán)水池連通；凝汽器的過熱蒸汽凝結(jié)水通過管路與加熱爐汽化冷卻軟水箱回水口相連接；加熱爐汽化冷卻軟水箱的供水口通過加熱爐供水系統(tǒng)與加熱爐汽化冷卻汽包進(jìn)水口連接；無燃料煙氣過熱器的高溫?zé)煔馊肟谕ㄟ^煙氣進(jìn)口調(diào)節(jié)系統(tǒng)與燒結(jié)機(jī)大煙道連接，低溫?zé)煔獬隹谕ㄟ^煙氣出口遮斷門與燒結(jié)機(jī)大煙道連接；煙氣進(jìn)口調(diào)節(jié)門系統(tǒng)主要包括燒結(jié)大煙道插板閥、旁路取風(fēng)調(diào)節(jié)閥及配套測量儀表。提供一種燒結(jié)大煙道余熱過熱加熱爐飽和蒸汽的方法，其特征是:a.蒸汽系統(tǒng)方法流程為:加熱爐汽化冷卻系統(tǒng)產(chǎn)生的汽水混合物進(jìn)入加熱爐汽化冷卻汽包，經(jīng)加熱爐汽化冷卻汽包汽水分離，產(chǎn)生的飽和蒸汽通過飽和蒸汽隔離門輸送至無燃料煙氣過熱器飽和蒸汽入口，利用無燃料煙氣過熱器進(jìn)行過熱處理，過熱后蒸汽由無燃料煙氣過熱器過熱蒸汽出口經(jīng)汽輪機(jī)進(jìn)氣門進(jìn)入汽輪機(jī)做功帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電；做功后乏汽經(jīng)過凝汽器冷凝為水，通過管道輸至加熱爐汽化冷卻軟水箱儲存；加熱爐汽化冷卻軟水箱供水口利用加熱爐汽化冷卻供水系統(tǒng)向加熱爐汽化冷卻系統(tǒng)供水；b.煙氣系統(tǒng)方法流程為:燒結(jié)大煙道設(shè)置煙氣進(jìn)口調(diào)節(jié)門系統(tǒng)，燒結(jié)大煙道內(nèi)高溫?zé)煔饨?jīng)過煙氣進(jìn)口調(diào)節(jié)門系統(tǒng)，通過無燃料煙氣過熱器高溫?zé)煔馊肟谶M(jìn)入無燃料煙氣過熱器；經(jīng)過換熱后煙氣由煙氣出口遮斷門進(jìn)入燒結(jié)大煙道外排；C.循環(huán)水系統(tǒng)為:凝汽器所需凝結(jié)水由循環(huán)水池通過循環(huán)水供水系統(tǒng)進(jìn)入凝汽器內(nèi)，換熱后高溫循環(huán)水通過管道進(jìn)入冷卻塔進(jìn)行降溫處理，降溫后循環(huán)水流入循環(huán)水池儲存，供循環(huán)使用；無燃料煙氣過熱器采用高效螺旋翅片管殼式換熱方法，換熱器內(nèi)蒸汽在翅片管內(nèi)流動，煙氣在殼程流動，蒸汽與煙氣交叉流動；在無燃料煙氣換熱器內(nèi)部特定位置設(shè)計(jì)的小型可拆卸式煙氣遮板，用于增加煙氣擾流度，提高換熱效果，并起到一定的隔板除塵器作用，適當(dāng)降低煙氣含塵量；無燃料煙氣過熱器煙氣進(jìn)出口均設(shè)計(jì)有截止閥門和流量調(diào)節(jié)閥，用于調(diào)整余熱回收的煙氣量。
[0005]本發(fā)明的有益效果:提供一種綜合利用鋼鐵企業(yè)富余能源的模式，通過不同工藝系統(tǒng)的合理組合，提高能量梯級利用效果，增加熱能利用量。本工藝流程利用燒結(jié)高溫?zé)煔饧訜犸柡驼羝?，?shí)現(xiàn)穩(wěn)定高效發(fā)電，降低軋鋼加熱爐工序能耗和燒結(jié)工序能耗。本發(fā)明采用無燃料過熱器對飽和蒸汽進(jìn)行過熱處理，沒有引入新的高品質(zhì)燃料，無燃料消耗。本發(fā)明提供的加熱爐飽和蒸汽過熱發(fā)電系統(tǒng)，通過將飽和蒸汽過熱發(fā)電，避免汽輪機(jī)汽蝕，有助于延長汽輪機(jī)使用壽命，同時可使汽輪機(jī)內(nèi)效率超過80%，汽輪發(fā)電機(jī)組機(jī)械效率超過96%，發(fā)電機(jī)效率超過96%。達(dá)到預(yù)期換熱效果，試驗(yàn)中將0.8MPa飽和蒸汽過熱成260°C的過熱蒸汽；加熱爐飽和蒸汽過熱后進(jìn)行發(fā)電，提高汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組發(fā)電效率，增加發(fā)電量，汽輪機(jī)進(jìn)汽含水少，汽機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定，設(shè)備壽命長；以40t/h的0.SMPa的飽和蒸汽為例，利用本系統(tǒng)將飽和蒸汽過熱到260°C用于發(fā)電，可將原設(shè)計(jì)6MW的發(fā)電裝機(jī)容量提升至7.5MW。按正常年發(fā)電7000小時計(jì)，每年滿負(fù)荷運(yùn)行可多發(fā)電1.05X 107kwh，每度電按0.58元計(jì)算，可增加收入約609萬元。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1是本發(fā)明實(shí)施例工藝流程不意圖；
[0007]圖2是本發(fā)明實(shí)施例中部件4無燃料煙氣過熱器示意圖；
[0008]附圖中:1.加熱爐汽化冷卻系統(tǒng)；2.加熱爐汽化冷卻汽包；3.飽和蒸汽隔離門；
4.無燃料煙氣過熱器；5.輸灰裝置；6.汽輪機(jī)進(jìn)氣隔離門；7.冷卻塔；8.循環(huán)水池；9.凝汽器；10.汽輪機(jī)；11.發(fā)電機(jī)；12.煙氣進(jìn)口調(diào)節(jié)門系統(tǒng)；13.煙氣出口遮斷門；14.加熱爐汽化冷卻軟水箱；15.加熱爐汽化冷卻供水系統(tǒng)；16.燒結(jié)機(jī)；17.燒結(jié)機(jī)大煙道；18.煙氣出口 ；19.飽和蒸汽入口 ；20.高效換熱翅片管；21.過熱蒸汽出口 ；22.煙氣入口 ；23.可拆卸式煙氣遮板；24.輸灰閥門；25.儲灰槽。
[0009]具體實(shí)施方法:
[0010]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述:如圖1?圖2所示的一種燒結(jié)大煙道余熱過熱加熱爐飽和蒸汽的裝置，包括:加熱爐汽化冷卻系統(tǒng)1、加熱爐汽化冷卻汽包2、飽和蒸汽隔離門3、無燃料煙氣過熱器4、輸灰裝置5、汽輪機(jī)進(jìn)氣隔離門6、冷卻塔7、循環(huán)水池8、凝汽器9、汽輪機(jī)10、發(fā)電機(jī)11、煙氣進(jìn)口調(diào)節(jié)門系統(tǒng)12、煙氣出口遮斷門13、加熱爐汽化冷卻軟水箱14、加熱爐汽化冷卻供水系統(tǒng)15、燒結(jié)機(jī)16、燒結(jié)機(jī)大煙道17 ;無燃料煙氣過熱器4上包括煙氣出口 18、飽和蒸汽入口 19、高效換熱翅片管20、過熱蒸汽出口21、煙氣入22 口、可拆卸式煙氣遮板23、輸灰閥門24、儲灰槽25。加熱爐汽化冷卻系統(tǒng)I與加熱爐汽化冷卻汽包2連接；加熱爐汽化冷卻汽包2的飽和蒸汽管道通過飽和蒸汽隔離門3與無燃料煙氣過熱器4連通；無燃料煙氣過熱器4通過汽輪機(jī)進(jìn)氣隔離門6與汽輪機(jī)10連通；汽輪機(jī)10與發(fā)電機(jī)11連接；汽輪機(jī)10的乏汽與凝汽器9連接；凝汽器9的循環(huán)水通過管道與冷卻塔7連接；冷卻塔7與循環(huán)水池8連通；凝汽器9的過熱蒸汽凝結(jié)水通過管路與加熱爐汽化冷卻軟水箱14回水口相連接；加熱爐汽化冷卻軟水箱14的供水口通過加熱爐供水系統(tǒng)15與加熱爐汽化冷卻汽包進(jìn)水口 2連接；無燃料煙氣過熱器4的高溫?zé)煔馊肟?2通過煙氣進(jìn)口調(diào)節(jié)系統(tǒng)12與燒結(jié)機(jī)大煙道17連接，低溫?zé)煔獬隹?18通過煙氣出口遮斷門13與燒結(jié)機(jī)大煙道17連接。提供一種燒結(jié)大煙道余熱過熱加熱爐飽和蒸汽的方法，其蒸汽系統(tǒng)方法為:加熱爐汽化冷卻系統(tǒng)I產(chǎn)生的汽水混合物進(jìn)入加熱爐汽化冷卻汽包2，經(jīng)加熱爐汽化冷卻汽包2汽水分離，產(chǎn)生的飽和蒸汽通過飽和蒸汽隔離門3輸送至無燃料煙氣過熱器4飽和蒸汽入口，利用無燃料煙氣過熱器4進(jìn)行過熱處理，過熱后蒸汽由無燃料煙氣過熱器4過熱蒸汽出口經(jīng)汽輪機(jī)進(jìn)氣門6進(jìn)入汽輪機(jī)10做功帶動發(fā)電機(jī)11發(fā)電；做功后乏汽經(jīng)過凝汽器9冷凝為水，通過管道輸至加熱爐汽化冷卻軟水箱14儲存；加熱爐汽化冷卻軟水箱14供水口利用加熱爐汽化冷卻供水系統(tǒng)15向加熱爐汽化冷卻系統(tǒng)I供水。
[0011]其煙氣處理方法為:燒結(jié)大煙道設(shè)置煙氣進(jìn)口調(diào)節(jié)門系統(tǒng)12，燒結(jié)大煙道內(nèi)高溫?zé)煔饨?jīng)過煙氣進(jìn)口調(diào)節(jié)門系統(tǒng)12，通過無燃料煙氣過熱器高溫?zé)煔馊肟谶M(jìn)入無燃料煙氣過熱器4;經(jīng)過換熱后煙氣由煙氣出口遮斷門13進(jìn)入燒結(jié)大煙道外排。循環(huán)水系統(tǒng)為:凝汽器所需凝結(jié)水由循環(huán)水池8通過循環(huán)水供水系統(tǒng)進(jìn)入凝汽器9內(nèi)，換熱后高溫循環(huán)水通過管道進(jìn)入冷卻塔7進(jìn)行降溫處理，降溫后循環(huán)水流入循環(huán)水池8儲存，供循環(huán)使用。本發(fā)明的工作原理是:利用燒結(jié)大煙道部分風(fēng)箱的高溫?zé)煔馔ㄟ^無燃料過熱系統(tǒng)對低壓飽和蒸汽進(jìn)行過熱處理。因飽和蒸汽利用高溫?zé)煔膺^熱過程中，水蒸汽焓變遠(yuǎn)低于水過熱成同一狀態(tài)過熱蒸汽的焓變，故該過程所需熱量有限，煙氣溫降較少，煙氣量相對較少，不會對后續(xù)煙氣處理工藝造成影響。
【權(quán)利要求】
1.提供一種燒結(jié)大煙道余熱過熱加熱爐飽和蒸汽的裝置，包括:加熱爐汽化冷卻系統(tǒng)(I)、加熱爐汽化冷卻汽包⑵、冷卻塔(7)、凝汽器(9)、汽輪機(jī)(10)、發(fā)電機(jī)(11)、加熱爐汽化冷卻供水系統(tǒng)(15)、燒結(jié)機(jī)(16)、燒結(jié)機(jī)大煙道(17);其特征是:還包括飽和蒸汽隔離門(3)、無燃料煙氣過熱器(4)、輸灰裝置(5)、汽輪機(jī)進(jìn)氣隔離門￠)、循環(huán)水池(8)、煙氣進(jìn)口調(diào)節(jié)門系統(tǒng)(12)、煙氣出口遮斷門(13)、加熱爐汽化冷卻軟水箱(14);無燃料煙氣過熱器(4)上包括煙氣出口(18)、飽和蒸汽入口(19)、高效換熱翅片管(20)、過熱蒸汽出口(21)、煙氣入(22) 口、可拆卸式煙氣遮板(23)、輸灰閥門(24)、儲灰槽(25);加熱爐汽化冷卻系統(tǒng)(I)與加熱爐汽化冷卻汽包(2)連接；加熱爐汽化冷卻汽包(2)的飽和蒸汽管道通過飽和蒸汽隔離門(3)與無燃料煙氣過熱器(4)連通；無燃料煙氣過熱器(4)的下部連接輸灰裝置(5)，輸灰裝置(5)由儲灰槽(25)和輸灰閥門(24)組成；無燃料煙氣過熱器(4)通過汽輪機(jī)進(jìn)氣隔離門(6)與汽輪機(jī)(10)連通；汽輪機(jī)(10)與發(fā)電機(jī)(11)連接；汽輪機(jī)(10)的乏汽與凝汽器(9)連接；凝汽器(9)的循環(huán)水通過管道與冷卻塔(7)連接；冷卻塔(7)與循環(huán)水池(8)連通；凝汽器(9)的過熱蒸汽凝結(jié)水通過管路與加熱爐汽化冷卻軟水箱(14)回水口相連接；加熱爐汽化冷卻軟水箱(14)的供水口通過加熱爐供水系統(tǒng)(15)與加熱爐汽化冷卻汽包進(jìn)水口(2)連接；無燃料煙氣過熱器(4)的高溫?zé)煔馊肟?22)通過煙氣進(jìn)口調(diào)節(jié)系統(tǒng)(12)與燒結(jié)機(jī)大煙道(17)連接，低溫?zé)煔獬隹?18)通過煙氣出口遮斷門(13)與燒結(jié)機(jī)大煙道(17)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種燒結(jié)大煙道余熱過熱加熱爐飽和蒸汽的裝置，其特征在于:煙氣進(jìn)口調(diào)節(jié)門系統(tǒng)(12)主要包括燒結(jié)大煙道插板閥、旁路取風(fēng)調(diào)節(jié)閥及配套測量儀表。
3.提供一種燒結(jié)大煙道余熱過熱加熱爐飽和蒸汽的方法，其特征是:a.蒸汽系統(tǒng)方法流程為:加熱爐汽化冷卻系統(tǒng)(I)產(chǎn)生的汽水混合物進(jìn)入加熱爐汽化冷卻汽包(2)，經(jīng)加熱爐汽化冷卻汽包(2)汽水分離，產(chǎn)生的飽和蒸汽通過飽和蒸汽隔離門(3)輸送至無燃料煙氣過熱器(4)飽和蒸汽入口，利用無燃料煙氣過熱器(4)進(jìn)行過熱處理，過熱后蒸汽由無燃料煙氣過熱器(4)過熱蒸汽出口經(jīng)汽輪機(jī)進(jìn)氣門(6)進(jìn)入汽輪機(jī)(10)做功帶動發(fā)電機(jī)(11)發(fā)電；做功后乏汽經(jīng)過凝汽器(9)冷凝為水，通過管道輸至加熱爐汽化冷卻軟水箱(14)儲存；加熱爐汽化冷卻軟水箱(14)供水口利用加熱爐汽化冷卻供水系統(tǒng)(15)向加熱爐汽化冷卻系統(tǒng)(I)供水；b.煙氣系統(tǒng)方法流程為:燒結(jié)大煙道設(shè)置煙氣進(jìn)口調(diào)節(jié)門系統(tǒng)(12)，燒結(jié)大煙道內(nèi)高溫?zé)煔饨?jīng)過煙氣進(jìn)口調(diào)節(jié)門系統(tǒng)(12)，通過無燃料煙氣過熱器高溫?zé)煔馊肟谶M(jìn)入無燃料煙氣過熱器(4);經(jīng)過換熱后煙氣由煙氣出口遮斷門(13)進(jìn)入燒結(jié)大煙道外排；c.循環(huán)水系統(tǒng)為:凝汽器所需凝結(jié)水由循環(huán)水池(8)通過循環(huán)水供水系統(tǒng)進(jìn)入凝汽器(9)內(nèi)，換熱后高溫循環(huán)水通過管道進(jìn)入冷卻塔(7)進(jìn)行降溫處理，降溫后循環(huán)水流入循環(huán)水池(8)儲存，供循環(huán)使用。
4.如權(quán)利要求2所述的一種燒結(jié)大煙道余熱過熱加熱爐飽和蒸汽的方法，其特征是:無燃料煙氣過熱器(4)采用高效螺旋翅片管殼式換熱方法，換熱器內(nèi)蒸汽在翅片管內(nèi)流動，煙氣在殼程流動，蒸汽與煙氣交叉流動；在無燃料煙氣換熱器(4)內(nèi)部特定位置設(shè)計(jì)的小型可拆卸式煙氣遮板，用于增加煙氣擾流度，提高換熱效果，并起到一定的隔板除塵器作用，適當(dāng)降低煙氣含塵量；無燃料煙氣過熱器(4)煙氣進(jìn)出口均設(shè)計(jì)有截止閥門和流量調(diào)節(jié)閥，用于調(diào)整余熱回收的煙氣量。
【文檔編號】F27D17/00GK104501608SQ201410655160
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月17日
【發(fā)明者】孫彥強(qiáng), 劉江, 果乃濤, 孫小青, 陳玉海, 梁建民, 馬賽, 楊鵬翔, 張海榮, 張金利, 宋義昭, 張 杰, 楊柳 申請人:北京中冶設(shè)備研究設(shè)計(jì)總院有限公司