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一种用于烧结热矿、球团矿冷却机的余热回收利用系统

2021-03-01 22:44:58

一种用于烧结热矿、球团矿冷却机的余热回收利用系统

  技术领域

  本发明涉及炼铁节能减排技术领域,特别是涉及一种用于烧结热矿、球团矿冷却机的余热回收利用系统。

  背景技术

  全国钢铁产业作为能源、资源的密集型行业,其所耗能量占全国总能耗的16%左右,而吨钢耗能更是比发达国家高20%。因此,在全球节能减排的大背景下,大力发展新科技促进低能耗的钢铁生产具有重要意义。

  中国目前已经成为钢铁大国,约有钢铁企业500多家,其中保有原料烧结机约1000套左右,球团烧结竖炉约有600多套。但原料烧结中只有2/3采用了传统的环冷余热回收设备,且余热回收效果很不理想,而球团烧结基本无余热回收。其中,烧结矿、球团矿冷却工序就是将约为650℃~800℃高温合格的烧结矿或1150℃左右高温合格的球团矿冷却到150℃以下,传统的冷却设备常用的是带冷机、环冷机或竖冷窑,更落后的还有采用在烧结机上自然冷却的方法。进一步的,带冷机或环冷机余热回收采用固定烟罩与移动台车密封回收高温烟气,这种回收方式,虽然密封方式很多,但各种密封方式都无法保证全密封,漏风率在5%-30%不等,且余热回收只回收了一段和二段,大量250℃以下的烟气余热没有利用,余热回收的效率不高。竖冷窑设备高度高,热矿需要篦冷机和料车运往窑顶,运输过程热损失较大,窑顶由于不断上料,无法全密封,窑顶微正压,难以准确控制,或者从入料口吹出热量,或者吸入冷风,导致热风风温降低。另外热回收时窑体内冷却风依次通过低温段和高温段,出来的高温风是混合风,风温相对较低,后面锅炉和汽轮机蒸汽压较低,发电效率不高。可见传统的冷却机存在固有的结构形式缺陷,造成烧结、球团冷却机工作在漏风、冷却降温速度缓慢的工况下成为烧结工段的卡脖子瓶颈环节。限制了烧结工段的产能,浪费了大量的高品位烟气余热,给钢铁公司带来巨大的节能环保压力。

  发明内容

  本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足,提供一种可以对烧结矿、球团矿冷却烟气余热进行全回收,生产中温次高参数过热蒸汽并用于发电的用于烧结热矿、球团矿冷却机的余热回收利用系统。

  为实现上述目的,本发明提供了如下方案:本发明提供一种用于烧结热矿、球团矿冷却机的余热回收利用系统,所述冷却机内沿烧结热矿、球团矿移动方向依次设置有相连通的高温烟气区、中温烟气区和低温烟气区,所述高温烟气区、所述中温烟气区和所述低温烟气区内部均设置有相应且供烧结热矿、球团矿输送的篦床,且所述篦床的上方分别设置有高温烟气出口、中温烟气出口和低温烟气出口,下方分别设置有与所述高温烟气出口、所述中温烟气出口和所述低温烟气出口相对应的第一冷却风入口、第二冷却风入口和第三冷却风入口,所述高温烟气出口和/或所述中温烟气出口均与余热锅炉的烟气入口相连接,所述第一冷却风入口、第二冷却风入口和第三冷却风入口与供给风的风机相连接。

  优选地,所述余热锅炉为双压余热锅炉。

  优选地,所述双压余热锅炉上设置有汽水系统,所述汽水系统包括低压省煤器、除氧器、低压汽包、低压蒸发器、高参数省煤器、高参数蒸发器、低压过热器、高参数汽包、高参数过热器和汽轮机,其中,所述低压省煤器、所述低压蒸发器、所述高参数省煤器、所述高参数蒸发器、所述低压过热器和所述高参数过热器由下至上依次布置在所述双压余热锅炉内,除盐水进入所述低压省煤器中进行加热,加热后的除盐水进入所述除氧器中进行除氧,经过除氧后的除氧水进入所述低压汽包中,所述低压汽包中的除氧水经下降管进入所述低压蒸发器,在所述低压蒸发器中产生的蒸汽进入所述低压汽包中进行汽水分离,分离后的饱和蒸汽进入到所述低压过热器中,经加热变成低压过热蒸汽,所述低压过热蒸汽经副蒸汽管道输入到所述汽轮机的低压级,所述低压汽包中的除氧水经给水泵进入所述高参数省煤器中,加热后的除氧水进入所述高参数汽包中,所述高参数汽包中的除氧水经下降管进入高参数蒸发器中,在所述高参数蒸发器中除氧水与高温烟气进行换热后,产生的蒸汽进入所述高参数汽包中进行汽水分离,分离后的饱和蒸汽进入所述高参数过热器中,再经加热变成高参数过热蒸汽,高参数过热蒸汽经主蒸汽管道输入到所述汽轮机的高参数级。

  优选地,所述篦床的上方均设置有第一集风罩、第二集风罩和第三集风罩,所述高温烟气出口、所述中温烟气出口和所述低温烟气出口分别设置在所述第一集风罩、所述第二集风罩和所述第三集风罩上。

  优选地,所述高温烟气区、所述中温烟气区和所述低温烟气区内的所述篦床呈下降式阶梯状布置。

  优选地,所述高温烟气区、所述中温烟气区和所述低温烟气区内均设置有阻挡烟气流动的挡墙。

  优选地,所述高温烟气区的烟气温度为400℃以上,所述中温烟气区的烟气温度为200~400℃,所述低温烟气区的烟气温度为130℃~200℃。

  优选地,所述风机包括循环风机和鼓风机,所述余热锅炉的烟气出口通过循环风机分别与所述第一冷却风入口和所述第二冷却风入口相连通,所述第三冷却风入口通过鼓风机与外界空气相连接,所述低温烟气出口与水加热器的烟气入口相连通。

  优选地,所述水加热器的烟气出口与烧结烟气循环系统的补氧热风管路相连通。

  本发明相对于现有技术取得了以下有益效果:

  1、本用于烧结热矿、球团矿冷却机的余热回收利用系统中,根据烟气的温度范围,对新型烧结、球团冷却机内部设置挡墙进行分区,保证高、中、低温热风区域相互独立。

  2、本用于烧结热矿、球团矿冷却机的余热回收利用系统中,可以梯级利用新型烧结、球团冷却机烟气显热,一段高温烟气可过热蒸汽,蒸汽压能达到中温次高参数,发电效率大幅提高。

  3、本用于烧结热矿、球团矿冷却机的余热回收利用系统中,双压余热锅炉梯级利用烟气,降低排气温度,同时余热锅炉采用回热方式,提高新型冷却机一、二段烟气温度,提高能量利用率。

  附图说明

  为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

  图1为本发明用于烧结热矿、球团矿冷却机的余热回收利用系统的系统工作流程示意图;

  其中,1-冷却机、2-篦床、3-余热锅炉、4-第一集风罩、5-第二集风罩、6-第三集风罩、7-高参数过热器、8-低压过热器、9-高参数蒸发器、10-高参数省煤器、11-低压蒸发器、12-低压省煤器、13-循环风机、14-鼓风机、15-水加热器、16-高参数汽包、17-低压汽包、18-除氧器、19-给水泵、20-汽轮机、21-挡墙。

  具体实施方式

  下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

  本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足,提供一种可以对烧结矿、球团矿冷却烟气余热进行全回收,生产中温次高参数过热蒸汽并用于发电的用于烧结热矿、球团矿冷却机的余热回收利用系统。

  为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

  如图1所示,本发明提供一种用于烧结热矿、球团矿冷却机1的余热回收利用系统,冷却机1内沿烧结热矿、球团矿移动方向依次设置有相连通的高温烟气区、中温烟气区和低温烟气区,高温烟气区、中温烟气区和低温烟气区内部均设置有相应且供烧结热矿、球团矿输送的篦床2,且篦床2的上方分别设置有高温烟气出口、中温烟气出口和低温烟气出口,下方分别设置有与高温烟气出口、中温烟气出口和低温烟气出口相对应的第一冷却风入口、第二冷却风入口和第三冷却风入口,高温烟气出口和/或中温烟气出口均与余热锅炉3的烟气入口相连接,第一冷却风入口、第二冷却风入口和第三冷却风入口与供给风的风机相连接。其中,高参数指的是中温次高压;第一冷却风入口、第二冷却风入口进入冷却风的温度为100℃左右。

  本发明中余热锅炉3为双压余热锅炉3。

  本发明中双压余热锅炉3上设置有汽水系统,汽水系统包括低压省煤器12、除氧器18、低压汽包17、低压蒸发器11、高参数省煤器10、高参数蒸发器9、低压过热器8、高参数汽包16、高参数过热器7和汽轮机20,其中,低压省煤器12、低压蒸发器11、高参数省煤器10、高参数蒸发器9、低压过热器8和高参数过热器7由下至上依次布置在双压余热锅炉3内,除盐水进入低压省煤器12中进行加热,加热后的除盐水进入除氧器18中进行除氧,经过除氧后的除氧水进入低压汽包17中,低压汽包17中的除氧水经下降管进入低压蒸发器11,在低压蒸发器11中产生的蒸汽进入低压汽包17中进行汽水分离,分离后的饱和蒸汽进入到低压过热器8中,经加热变成低压过热蒸汽,低压过热蒸汽经副蒸汽管道输入到汽轮机20的低压级,进行做功发电,低压汽包17中的除氧水经给水泵19进入高参数省煤器10中,加热后的除氧水进入高参数汽包16中,高参数汽包16中的除氧水经下降管进入高参数蒸发器9中,在高参数蒸发器9中除氧水与高温烟气进行换热后,产生的蒸汽进入高参数汽包16中进行汽水分离,分离后的饱和蒸汽进入高参数过热器7中,再经加热变成高参数过热蒸汽,高参数过热蒸汽经主蒸汽管道输入到汽轮机20的高参数级,进行做功发电。

  本发明中篦床2的上方均设置有第一集风罩4、第二集风罩5和第三集风罩6,高温烟气出口、中温烟气出口和低温烟气出口分别设置在第一集风罩4、第二集风罩5和第三集风罩6上,其中,第一集风罩4、第二集风罩5和第三集风罩6为锥形结构。

  本发明中高温烟气区、中温烟气区和低温烟气区内的篦床2呈下降式阶梯状布置。

  本发明中高温烟气区、中温烟气区和低温烟气区内均设置有阻挡烟气流动的挡墙21。

  本发明中高温烟气区的烟气温度为400℃以上,中温烟气区的烟气温度为200~400℃,低温烟气区的烟气温度为130℃~200℃。

  本发明中风机包括循环风机13和鼓风机14,余热锅炉3的烟气出口通过循环风机13分别与第一冷却风入口和第二冷却风入口相连通,第三冷却风入口通过鼓风机14与外界空气相连接,低温烟气出口与水加热器15的烟气入口相连通。

  本发明中水加热器15的烟气出口与现有烧结烟气循环系统的补氧热风管路相连通。

  本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

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