單壓雙通道餘熱鍋爐利用燒結煙氣廢熱的餘熱利用系統的製作方法

2023-10-22 19:20:12

專利名稱：單壓雙通道餘熱鍋爐利用燒結煙氣廢熱的餘熱利用系統的製作方法
技術領域：
本發明屬於鋼鐵行業燒結餘熱發電技術領域，特別涉及一種對燒結煙氣廢熱高效利用的餘熱鍋爐系統，採用單壓雙通道餘熱鍋爐產生高品位中壓蒸汽與燒結冷卻餘熱鍋爐中壓蒸汽併網供汽輪發電機組發電，提高發電效率。
背景技術：
目前在燒結工序總能耗中，有近50%的熱能以燒結機煙氣和冷卻機廢氣的顯熱排入大氣，其中燒結機煙氣廢熱約佔15%。燒結機尾部幾個風箱的煙氣溫度在300°C以上，具有餘熱利用價值。可供餘熱利用的燒結煙氣量約佔全部燒結煙氣的15% 20%。目前國內鋼鐵行業燒結煙氣餘熱利用仍未普遍推行，僅有的個案也只停留在利用燒結機尾部高溫煙 氣生產低品位工質供熱。目前國內130m2規模以上燒結機，冷卻機冷卻廢氣餘熱利用發電已普遍實施，主流技術為雙通道雙壓餘熱鍋爐配補汽凝汽式汽輪發電機組高效利用技術。由於燒結原料變換和燒結工藝對餘熱利用發電系統影響大，已實施項目設計能力普遍大於實際運行出力，汽輪發電機組的富裕能力普遍有20% 30%。補汽凝汽式汽輪機設計低壓蒸汽進汽量一般佔中壓蒸汽進汽量的30%，運行最大不超過50%。

發明內容
本發明針對目前的燒結冷卻機熱廢氣和燒結機熱煙氣餘熱利用現狀，提出了一種單壓雙通道餘熱鍋爐高效利用燒結煙氣廢熱的餘熱利用系統，充分利用燒結機煙氣餘熱生產中壓蒸汽，提高燒結餘熱利用發電系統的能力和效率。本發明的技術方案為，一種單壓雙通道餘熱鍋爐利用燒結煙氣廢熱的餘熱利用系統，包括燒結機、燒結機尾部的風箱和單壓雙通道餘熱鍋爐，燒結機的燒結終點及其後端所在風箱為高溫煙氣風箱且燒結機尾部的其餘風箱為低溫煙氣風箱，所述單壓雙通道餘熱鍋爐內設有高溫段和低溫段，並相應的設有高溫段進口、低溫段進口和煙氣出口，該系統還包括單根主降塵管或多根主降塵管，並在單根主降塵管或多根主降塵管中的第一主降塵管內沿該主降塵管徑向設置兩個隔離件而將該主降塵管分隔出高溫煙氣區、低溫煙氣區和煙氣匯合區，且高溫煙氣風箱與高溫煙氣區連通而低溫煙氣風箱與低溫煙氣區連通；所述高溫煙氣區通過帶第一風門的第一煙氣輸入管路連接到單壓雙通道餘熱鍋爐的高溫段進口，低溫煙氣區通過帶第二風門的第二煙氣輸入管路連接到單壓雙通道餘熱鍋爐的低溫段進口；所述單壓雙通道餘熱鍋爐的煙氣出口經帶風門的煙氣輸出管路連接到單根主降塵管的煙氣匯合區或單壓雙通道餘熱鍋爐的煙氣出口經帶第三風門的第一煙氣輸出管路連接到多根主降塵管中的第一主降塵管的煙氣匯合區及帶第四風門的第二煙氣輸出管路連接到其他主降塵管。所述單壓雙通道餘熱鍋爐高溫段內設有中壓過熱器。所述單壓雙通道餘熱鍋爐的煙氣出口外設有引風機，並通過引風機與第一煙氣輸出管路和第二煙氣輸出連接。所述第一煙氣輸入管路上設有高溫煙管慣性除塵裝置。所述第二煙氣輸入管路上設有低溫煙管慣性除塵裝置。所述第一風門和第二風門為電動調節型風門。 所述第三風門和第四風門為電動調節型風門。所述隔離件為電動插板閥。 燒結機尾部的3 5個風箱，熱煙氣含硫量低於400mg/Nm3、溫度彡300°C、含塵濃度<3 g/Nm3(有鋪底料)，燒結終點風箱處煙溫一般大於350°C。燒結工藝生產中燒結終點控制在燒結機倒數第二個風箱位置，因此，燒結機尾部2個風箱熱煙氣接入單壓雙通道餘熱鍋爐高溫段，燒結終點之前I 3個風箱熱煙氣接入單壓雙通道餘熱鍋爐低溫段。餘熱利用的煙氣量約佔全部燒結煙氣量的15% 20%。燒結機尾部風箱接入單根主降塵管或多根主降塵管中的第一主降塵管進行一次慣性除塵，在單根主降塵管或多根主降塵管中的第一主降塵管上按煙氣溫度品位高低分段設電動插板閥而將單根主降塵管或多根主降塵管中的第一主降塵管分隔出高溫煙氣區、低溫煙氣區和煙氣匯合區，且所述燒結機尾部高溫煙氣風箱和低溫煙氣風箱分別接入該主降塵管內的高溫煙氣區和低溫煙氣區；所述高溫煙氣區和低溫煙氣區分別通過帶風門的煙氣輸入管路連接到單壓雙通道餘熱鍋爐的高溫段進口和低溫段進口，所述單壓雙通道餘熱鍋爐的煙氣出口經帶風門的煙氣輸出管路分別連接到第一主降塵管的煙氣匯合區和其他主降塵管；高溫煙氣通過輸入管路上設置的高溫煙管慣性除塵裝置二次慣性除塵後經電動調節型風門接到單壓雙通道餘熱鍋爐高溫段進口 ；低溫煙氣通過輸入管路上設置的低溫煙管慣性除塵裝置二次慣性除塵後經電動調節型風門接到單壓雙通道餘熱鍋爐低溫段進口。燒結煙氣引出系統僅需在燒結主降塵管上加裝兩個電動插板閥和引出管道開孔，改造工作量小、時間短、投資省，可利用燒結系統計劃停機期間進行改造，基本不會影響燒結工藝生產。對於有鋪底料運行的燒結機，燒結煙氣經二次除塵，除塵效率可達到70%，進入單壓雙通道餘熱鍋爐的煙氣含塵濃度可降到lg/Nm3以下，可有效減輕管道和設備的磨損。在單壓雙通道餘熱鍋爐的高溫段設有中壓過熱器，高溫段煙氣經中壓過熱器降溫後在單壓雙通道餘熱鍋爐的二級蒸發器入口匯合，匯合後的燒結煙氣經二級蒸發器、一級蒸發器、省煤器換熱後排出，設計排煙溫度不低於190°C。鍋爐排出的燒結煙氣經引風機及其後管道上電動調節型風門(抽送回第一主降塵管的煙氣匯合區和其他主降塵管。引風機設計轉速不高於740rpm，採用變頻調速，可減輕設備磨損，延長使用壽命。所述煙氣輸入管路上的電動調節型風門和煙氣輸出管路上的電動調節型風門及引風機變頻調節組成一個協同控制系統，可有效保持燒結機工藝生產運行參數穩定。冷卻機餘熱鍋爐電動給水泵送來的高壓自除氧給水經單壓雙通道各受熱面換熱後產生中壓過熱蒸汽，併入中壓蒸汽管網後供汽輪發電機組發電。針對燒結機規模不同，單壓雙通道餘熱鍋爐生產的中壓蒸汽壓力在I. 5 2. IMPa、溫度320°C 380°C範圍。燒結煙氣餘熱利用系統在傳輸同等熱量條件下，生產中壓過熱蒸汽相比低壓過熱蒸汽用於發電(前提是低壓蒸汽全部進入汽輪機，不考慮汽輪機低壓補汽量設計允許範圍)，系統發電效率可提高10%以上，同時，可減少循環冷卻水消耗。
本發明燒結煙氣餘熱利用系統簡單可靠、投資少，除塵效率高，改造周期短、使用壽命長、不會對燒結工藝生產造成影·響；採用單壓雙通道餘熱鍋爐對燒結煙氣餘熱實施梯級利用，生產中壓過熱蒸汽，可有效提高系統發電效率；同時，熱力系統有機結合可有效提高冷卻機餘熱鍋爐餘熱利用效率。本發明可以推進燒結煙氣餘熱利用的普遍實施，提升鋼鐵行業節能技術水平。


圖I為本發明所述餘熱利用系統一種實施例的結構示意圖。
具體實施例方式如圖I所示，一種單壓雙通道餘熱鍋爐利用燒結煙氣廢熱的餘熱利用系統，包括燒結機I、燒結機I尾部的風箱2、17和單壓雙通道餘熱鍋爐11，燒結機I的燒結終點及其後端所在風箱2為高溫煙氣風箱且燒結機I尾部的其餘風箱17為低溫煙氣風箱，所述單壓雙通道餘熱鍋爐內設有高溫段和低溫段，並相應的設有高溫段進口 18、低溫段進口 19和煙氣出口 20，該系統還包括2根主降塵管3、4，並在2根主降塵管3、4中的第一主降塵管3內沿該主降塵管徑向設置兩個隔離件5、6而將該主降塵管分隔出高溫煙氣區21、低溫煙氣區22和煙氣匯合區23，且高溫煙氣風箱2與高溫煙氣區21連通而低溫煙氣風箱17與低溫煙氣區22連通；所述高溫煙氣區21通過帶第一風門9的第一煙氣輸入管路連接到單壓雙通道餘熱鍋爐11的高溫段進口 18，低溫煙氣區22通過帶第二風門10的第二煙氣輸入管路連接到單壓雙通道餘熱鍋爐11的低溫段進口 19 ;單壓雙通道餘熱鍋爐11的煙氣出口20經帶第三風門13的第一煙氣輸出管路連接到多根主降塵管中的第一主降塵管3的煙氣匯合區23及帶第四風門14的第二煙氣輸出管路連接到其他主降塵管4。單壓雙通道餘熱鍋爐11高溫段內設有中壓過熱器。單壓雙通道餘熱鍋爐的煙氣出口 20外設有引風機12，並通過引風機12與第一煙氣輸出管路和第二煙氣輸出連接。第一煙氣輸入管路上設有高溫煙管慣性除塵裝置7。第二煙氣輸入管路上設有低溫煙管慣性除塵裝置8。第一風門9和第二風門10為電動調節型風門。第三風門13和第四風門14為電動調節型風門。隔離件5，6為電動插板閥。
權利要求
1.一種單壓雙通道餘熱鍋爐利用燒結煙氣廢熱的餘熱利用系統，包括燒結機(I)、燒結機(I)尾部的風箱(2，17)和單壓雙通道餘熱鍋爐(11)，燒結機(I)的燒結終點及其後端所在風箱(2)為高溫煙氣風箱且燒結機(I)尾部的其餘風箱(17)為低溫煙氣風箱，所述單壓雙通道餘熱鍋爐內設有高溫段和低溫段，並相應的設有高溫段進口(18)、低溫段進口(19)和煙氣出口(20)，其特徵是，該系統還包括單根主降塵管或多根主降塵管(3，4)，並在單根主降塵管或多根主降塵管(3，4)中的第一主降塵管(3)內沿該主降塵管徑向設置兩個隔離件(5，6)而將該主降塵管分隔出高溫煙氣區(21)、低溫煙氣區(22)和煙氣匯合區(23)，且高溫煙氣風箱(2)與高溫煙氣區(21)連通而低溫煙氣風箱(17)與低溫煙氣區(22)連通；所述高溫煙氣區(21)通過帶第一風門(9)的第一煙氣輸入管路連接到單壓雙通道餘熱鍋爐(11)的高溫段進口(18)，低溫煙氣區(22)通過帶第二風門(10)的第二煙氣輸入管路連接到單壓雙通道餘熱鍋爐(11)的低溫段進口(19);所述單壓雙通道餘熱鍋爐(11)的煙氣出口(20)經帶第三風門的煙氣輸出管路連接到單根主降塵管(3)的煙氣匯合區(23) 或單壓雙通道餘熱鍋爐(11)的煙氣出口( 20 )經帶第三風門(13 )的第一煙氣輸出管路連接到多根主降塵管中的第一主降塵管(3)的煙氣匯合區(23)及帶第四風門(14)的第二煙氣輸出管路連接到其他主降塵管(4)。
2.根據權利要求I所述單壓雙通道餘熱鍋爐利用燒結煙氣廢熱的餘熱利用系統，其特徵是，所述單壓雙通道餘熱鍋爐(11)高溫段內設有中壓過熱器。
3.根據權利要求I所述單壓雙通道餘熱鍋爐利用燒結煙氣廢熱的餘熱利用系統，其特徵是，所述單壓雙通道餘熱鍋爐的煙氣出口(20)外設有引風機(12)，並通過引風機(12)與第一煙氣輸出管路和第二煙氣輸出連接。
4.根據權利要求I所述單壓雙通道餘熱鍋爐利用燒結煙氣廢熱的餘熱利用系統，其特徵是，所述第一煙氣輸入管路上設有高溫煙管慣性除塵裝置(7)。
5.根據權利要求I所述單壓雙通道餘熱鍋爐利用燒結煙氣廢熱的餘熱利用系統，其特徵是，所述第二煙氣輸入管路上設有低溫煙管慣性除塵裝置(8)。
6.根據權利要求1-5之一所述單壓雙通道餘熱鍋爐利用燒結煙氣廢熱的餘熱利用系統，其特徵是，所述第一風門(9)和第二風門(10)為電動調節型風門。
7.根據權利要求1-5之一所述單壓雙通道餘熱鍋爐利用燒結煙氣廢熱的餘熱利用系統，其特徵是，所述第三風門(13)和第四風門(14)為電動調節型風門。
8.根據權利要求1-5之一所述單壓雙通道餘熱鍋爐利用燒結煙氣廢熱的餘熱利用系統，其特徵是，所述隔離件(5，6)為電動插板閥。
全文摘要
本發明屬於鋼鐵行業燒結餘熱發電技術領域，特別涉及一種對燒結煙氣廢熱高效利用的餘熱鍋爐系統，採用單壓雙通道餘熱鍋爐對燒結煙氣餘熱實施梯級利用，生產中壓過熱蒸汽，可有效提高系統發電效率；同時，熱力系統有機結合可有效提高冷卻機餘熱鍋爐餘熱利用效率。
文檔編號F27D17/00GK102748958SQ20121025019
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月19日 優先權日2012年7月19日
發明者倪錕鵬, 劉志永, 卜文平, 周治軍, 陳立武 申請人:湖南永清環保股份有限公司