專利名稱：燒結(jié)環(huán)冷余熱梯級回收發(fā)電系統(tǒng)及工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于燒結(jié)余熱利用技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種燒結(jié)環(huán)冷余熱梯級回收發(fā)電系 統(tǒng)及工藝，適用于鋼鐵廠燒結(jié)環(huán)冷機(jī)廢氣余熱回收發(fā)電。
背景技術(shù)：
燒結(jié)余熱回收是鋼鐵企業(yè)實(shí)現(xiàn)"節(jié)能減排"指標(biāo)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。燒結(jié)工序中環(huán) 冷機(jī)廢氣顯熱約占總能耗的20~28%，對環(huán)冷機(jī)廢氣余熱的回收有重要意義，既節(jié)約 能源又有環(huán)境效益。
目前，國內(nèi)對燒結(jié)環(huán)冷機(jī)廢氣余熱回收發(fā)電的應(yīng)用才剛剛起步，余熱回收工藝在 不斷完善中?，F(xiàn)有的燒結(jié)環(huán)冷余熱發(fā)電系統(tǒng)多為純中低溫參數(shù),直接利用此廢氣余熱 只能產(chǎn)生飽和蒸汽或低參數(shù)過熱蒸汽，發(fā)電利用效率很低。傳統(tǒng)的環(huán)冷機(jī)生產(chǎn)工藝中， 環(huán)冷風(fēng)機(jī)進(jìn)口是約2(TC的環(huán)境空氣，入口空氣溫度較低，造成環(huán)冷機(jī)高溫段的排氣溫 度只有300~400°C，低溫段排氣溫度一般為200 250°C。
上述情況導(dǎo)致現(xiàn)有的燒結(jié)環(huán)冷余熱發(fā)電系統(tǒng)有以下主要問題①換熱效率不高， 能量得不到充分回收；②發(fā)電蒸汽參數(shù)太低，余熱發(fā)電能力有限；③系統(tǒng)漏風(fēng)情況嚴(yán) 重，熱風(fēng)散熱損失較大。鑒于上述問題，應(yīng)不斷改進(jìn)燒結(jié)環(huán)冷余熱發(fā)電技術(shù)，其核心 問題是提高用于發(fā)電的蒸汽參數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種燒結(jié)環(huán)冷余熱梯級回收發(fā)電系統(tǒng)及工藝，實(shí)現(xiàn)了在不 影響燒結(jié)工序正常生產(chǎn)、保證燒結(jié)礦品質(zhì)的情況下，完善燒結(jié)環(huán)冷廢氣余熱發(fā)電工藝 及系統(tǒng)，通過全封閉梯級回收余熱的原則，提出了冷卻風(fēng)的子循環(huán)和大循環(huán)方式，在 總循環(huán)風(fēng)量不變情況下提高了風(fēng)溫，使發(fā)電量增加20%以上。
本發(fā)明的系統(tǒng)包括燒結(jié)環(huán)冷機(jī)l、上風(fēng)室2、下風(fēng)室3、換熱器4、風(fēng)機(jī)5、余熱 鍋爐6、汽包7、過熱器8、蒸發(fā)器9、除氧器IO、汽輪機(jī)ll、發(fā)電機(jī)12、凝汽器13、 凝結(jié)水泵14、給水泵15。其中，燒結(jié)環(huán)冷機(jī)l、換熱器4、余熱鍋爐6、風(fēng)機(jī)5依次 由帶保溫層的風(fēng)管道連接而成冷卻風(fēng)循環(huán)，凝汽器13、凝結(jié)水泵14、除氧器10、給 水泵15、換熱器4、汽包7、余熱鍋爐6、汽輪機(jī)ll、發(fā)電機(jī)12依次由水路管道或蒸 汽管道連接而成蒸汽循環(huán)系統(tǒng)，而蒸發(fā)器9和過熱器8包含于余熱鍋爐中。
在燒結(jié)環(huán)冷機(jī)中沿礦層移動(dòng)的降溫方向上，分五段冷卻燒結(jié)礦，對礦溫為 350 85(TC的前三段燒結(jié)礦顯熱采用全封閉的梯級方式回收，后兩段不封閉而且直接 用空氣冷卻，起調(diào)節(jié)作用保證燒結(jié)礦的冷卻效果。在第二、第三段燒結(jié)礦上方分別布 置換熱器，梯級回收熱量；第一段循環(huán)風(fēng)溫較高，出于保護(hù)環(huán)冷風(fēng)機(jī)的考慮，該段燒
結(jié)礦上方不設(shè)換熱面，直接用余熱鍋爐的過熱器和蒸發(fā)器來換熱、吸收熱量，從余熱 鍋爐低溫段抽取300 35(TC熱風(fēng)送回第一段燒結(jié)礦層形成循環(huán)，抽風(fēng)量以保證經(jīng)過礦 層后與大循環(huán)風(fēng)混合的結(jié)果達(dá)到500 60(TC風(fēng)溫為準(zhǔn)。
本發(fā)明的另一重要特征是使用冷卻風(fēng)子循環(huán)和大循環(huán)相結(jié)合的方式對前三段燒 結(jié)礦顯熱進(jìn)行回收。每段子循環(huán)的風(fēng)量由各自的環(huán)冷風(fēng)機(jī)控制，確保在溫差降低的情 況下?lián)Q熱效果不變，實(shí)現(xiàn)梯級回收的目的；大循環(huán)起到逐步提高風(fēng)溫，帶走各段子循 環(huán)的熱量，最終提高蒸汽參數(shù)的目的，進(jìn)入余熱鍋爐過熱器段風(fēng)溫為500~600°C，產(chǎn) 生410 450'C過熱蒸汽，選用中壓參數(shù)(435°C、 3.6MPa)的汽輪機(jī)組。所述的大循 環(huán)是余熱鍋爐出口冷卻風(fēng)循環(huán)回第三段燒結(jié)礦上風(fēng)室，再依次進(jìn)入第二、第一段燒結(jié) 礦上風(fēng)室，最后送入余熱鍋爐過熱器段入口；所述的子循環(huán)是每段燒結(jié)礦冷卻風(fēng)的自 循環(huán)，由環(huán)冷風(fēng)機(jī)進(jìn)入該段下風(fēng)室，穿過燒結(jié)礦層后，經(jīng)由上風(fēng)室進(jìn)入換熱器，最后 再循環(huán)回環(huán)冷風(fēng)機(jī)。
總循環(huán)風(fēng)量不增加的情況下提高了蒸汽參數(shù)及余熱發(fā)電能力，通過增加子循環(huán)， 在換熱溫差減小的情況下，采取增大風(fēng)量來加強(qiáng)換熱，實(shí)現(xiàn)了此結(jié)果。
燒結(jié)礦各冷卻段之間設(shè)置可調(diào)擋板，保證第一、二、三段大循環(huán)風(fēng)量的正常循環(huán)； 第四、第五段之前的擋板封閉，防止前三段熱風(fēng)的泄漏。
第一段子循環(huán)風(fēng)在余熱鍋爐的抽取位置為風(fēng)溫300 350'C處，抽風(fēng)量要保證經(jīng)過 燒結(jié)礦層后與大循環(huán)風(fēng)混合的結(jié)果達(dá)到500 60(TC風(fēng)溫。
本發(fā)明有兩點(diǎn)創(chuàng)新的技術(shù)改進(jìn) 一是提高了蒸汽參數(shù)及發(fā)電能力，采用增加子循 環(huán)增強(qiáng)換熱來實(shí)現(xiàn)此效果；二是冷卻段間設(shè)置可調(diào)擋板，調(diào)控風(fēng)量的分配，保證大循 環(huán)風(fēng)量的正常循環(huán)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于
① 可提高發(fā)電的蒸汽參數(shù)，增加余熱發(fā)電能力，可應(yīng)用于燒結(jié)余熱發(fā)電工程，帶 來經(jīng)濟(jì)效益。
② 不需對燒結(jié)環(huán)冷機(jī)進(jìn)行大的改動(dòng)，只要部分改造風(fēng)道系統(tǒng)，采用分段梯級方式 回收燒結(jié)礦顯熱，增加冷卻風(fēng)的子循環(huán)和封閉大循環(huán)，就能使發(fā)電蒸汽溫度達(dá)到 410~450°C，采用中壓參數(shù)的汽輪機(jī)組，發(fā)電量提高20%以上。本發(fā)明對改進(jìn)燒結(jié)環(huán) 冷余熱回收利用有重要實(shí)用價(jià)值。


圖l是本發(fā)明的燒結(jié)環(huán)冷余熱梯級回收發(fā)電系統(tǒng)圖。其中，燒結(jié)環(huán)冷機(jī)l、上風(fēng) 室2、下風(fēng)室3、換熱器4、風(fēng)機(jī)5、余熱鍋爐6、汽包7、過熱器8、蒸發(fā)器9、除氧 器10、汽輪機(jī)ll、發(fā)電機(jī)12、凝汽器13、凝結(jié)水泵14、給水泵15。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
參見附圖l，本發(fā)明的燒結(jié)環(huán)冷余熱梯級回收發(fā)電系統(tǒng)，燒結(jié)環(huán)冷機(jī)l入口礦溫 為750 85(TC，第三段燒結(jié)礦出口溫度降到350°C。余熱鍋爐6出口的大循環(huán)風(fēng)溫約 為15(TC，然后進(jìn)入第三段燒結(jié)礦上風(fēng)室2，第三、第二段燒結(jié)礦上方都布置有換熱 器4，其中的熱風(fēng)子循環(huán)分別加熱換熱器，大循環(huán)風(fēng)被加熱后通過擋板依次進(jìn)入第二 段和第一段上風(fēng)室，再和第一段子循環(huán)熱風(fēng)匯合進(jìn)入余熱鍋爐6，進(jìn)余熱鍋爐風(fēng)溫為 500~600°C，在余熱鍋爐300 35(TC溫度點(diǎn)抽取第一段子循環(huán)的熱風(fēng)循環(huán)回?zé)Y(jié)礦層， 大循環(huán)風(fēng)由余熱鍋爐出口再回到第三段上風(fēng)室。其中，子循環(huán)風(fēng)量由各自的環(huán)冷風(fēng)機(jī) 5控制，大循環(huán)風(fēng)量由可調(diào)擋板調(diào)控，正常封閉循環(huán)時(shí)第四、第五段之前的擋板封閉 防止熱風(fēng)泄漏。
蒸汽系統(tǒng)也采用梯級加熱的方式，給水首先進(jìn)入余熱鍋爐6的低溫省煤器，然后 依次通過第三、第二段燒結(jié)礦上方的換熱器4，再進(jìn)入汽包7，經(jīng)過蒸發(fā)器9和過熱 器8后去汽輪機(jī)11做功。
權(quán)利要求
1、一種燒結(jié)環(huán)冷余熱梯級回收發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括燒結(jié)環(huán)冷機(jī)(1)、上風(fēng)室(2)、下風(fēng)室(3)、換熱器(4)、風(fēng)機(jī)(5)、余熱鍋爐(6)、汽包(7)、過熱器(8)、蒸發(fā)器(9)、除氧器(10)、汽輪機(jī)(11)、發(fā)電機(jī)(12)、凝汽器(13)、凝結(jié)水泵(14)、給水泵(15)；其中，燒結(jié)環(huán)冷機(jī)、換熱器、余熱鍋爐、風(fēng)機(jī)依次由帶保溫層的風(fēng)管道連接而成冷卻風(fēng)循環(huán)，凝汽器、凝結(jié)水泵、除氧器、給水泵、換熱器、汽包、余熱鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)依次由水路管道或蒸汽管道連接而成蒸汽循環(huán)系統(tǒng)，蒸發(fā)器和過熱器包含于余熱鍋爐中。
2、 一種燒結(jié)環(huán)冷余熱梯級回收發(fā)電的工藝，其特征在于，在燒結(jié)環(huán)冷機(jī)中沿礦 層移動(dòng)的降溫方向上，分五段冷卻燒結(jié)礦，對礦溫為350 85(TC的前三段燒結(jié)礦顯熱 采用全封閉的梯級方式回收，后兩段不封閉而且直接用空氣冷卻，起調(diào)節(jié)作用保證燒 結(jié)礦的冷卻效果；在第二、第三段燒結(jié)礦上方分別布置換熱器，梯級回收熱量；第一 段循環(huán)風(fēng)溫較高，出于保護(hù)環(huán)冷風(fēng)機(jī)的考慮，該段燒結(jié)礦上方不設(shè)換熱面，直接用余 熱鍋爐的過熱器和蒸發(fā)器來換熱、吸收熱量，從余熱鍋爐低溫段抽取300 35(TC熱風(fēng) 送回第一段燒結(jié)礦層形成循環(huán)，抽風(fēng)量以保證經(jīng)過礦層后與大循環(huán)風(fēng)混合的結(jié)果達(dá)到 500 600'C風(fēng)溫為準(zhǔn)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的工藝，其特征在于，第一、二、三段燒結(jié)礦顯熱的回 收要使用冷卻風(fēng)子循環(huán)和大循環(huán)相結(jié)合的方式，每段子循環(huán)的風(fēng)量由各自的環(huán)冷風(fēng)機(jī) 控制，確保在溫差降低的情況下?lián)Q熱效果不變，實(shí)現(xiàn)梯級回收的目的；大循環(huán)起到逐 步提高風(fēng)溫，帶走各段子循環(huán)的熱量，最終提高蒸汽參數(shù)的目的，進(jìn)入余熱鍋爐過熱 器段風(fēng)溫為500 600°C，產(chǎn)生410 45(TC過熱蒸汽，選用中壓參數(shù)為435°C、 3.6MPa 的汽輪機(jī)組；所述的大循環(huán)是余熱鍋爐出口冷卻風(fēng)循環(huán)回第三段燒結(jié)礦上風(fēng)室，再依 次進(jìn)入第二、第一段燒結(jié)礦上風(fēng)室，最后送入余熱鍋爐過熱器段入口；所述的子循環(huán) 是每段燒結(jié)礦冷卻風(fēng)的自循環(huán)，由環(huán)冷風(fēng)機(jī)進(jìn)入該段下風(fēng)室，穿過燒結(jié)礦層后，經(jīng)由 上風(fēng)室進(jìn)入換熱器，最后再循環(huán)回環(huán)冷風(fēng)機(jī)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的工藝，其特征在于，總循環(huán)風(fēng)量不增加的情況下提高 了蒸汽參數(shù)及余熱發(fā)電能力，通過增加子循環(huán)加強(qiáng)換熱實(shí)現(xiàn)了此效果。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的工藝，其特征在于，燒結(jié)礦各冷卻段之間設(shè)置可調(diào)擋 板，保證第一、二、三段大循環(huán)風(fēng)量的正常循環(huán)；第四、第五段之前的擋板封閉，防 止前三段熱風(fēng)的泄漏。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的工藝，其特征在于，第一段子循環(huán)風(fēng)在余熱鍋爐的抽 取位置為風(fēng)溫300 350'C處，抽風(fēng)量要保證經(jīng)過燒結(jié)礦層后與大循環(huán)風(fēng)混合的結(jié)果達(dá) 到500 600。C風(fēng)溫。
全文摘要
一種燒結(jié)環(huán)冷余熱梯級回收發(fā)電系統(tǒng)及工藝，屬于燒結(jié)余熱利用技術(shù)領(lǐng)域。該系統(tǒng)包括燒結(jié)環(huán)冷機(jī)、上風(fēng)室、下風(fēng)室、換熱器、風(fēng)機(jī)、余熱鍋爐、汽包、過熱器、蒸發(fā)器、除氧器、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、凝汽器、凝結(jié)水泵、給水泵。采用全封閉系統(tǒng)，對燒結(jié)礦進(jìn)行分段冷卻、梯級回收余熱，最大限度的回收燒結(jié)礦顯熱；冷卻風(fēng)溫度的逐級升高使其與燒結(jié)礦的換熱溫差減小，為不影響燒結(jié)礦的冷卻效果，本發(fā)明采用冷卻風(fēng)的子循環(huán)與大循環(huán)相組合方式吸收燒結(jié)礦顯熱，提高了余熱回收效率。同現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明能極限回收燒結(jié)礦余熱，在不增加總循環(huán)風(fēng)量前提下提高了用于發(fā)電的蒸汽溫度，增加了余熱發(fā)電量，有很好的經(jīng)濟(jì)效果。
文檔編號F01K11/00GK101344359SQ200810118720
公開日2009年1月14日 申請日期2008年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月20日
發(fā)明者勇 岳, 張延平, 張建紅, 張效鵬, 李國瑋, 李洪革, 楊天助, 汪洪濤, 胡雄光, 趙志星, 趙民革, 邱冬英, 馬澤軍 申請人:首鋼總公司