一種環冷機廢氣與燒結大煙道煙氣餘熱綜合利用系統的製作方法
2023-06-21 03:34:01 1
本發明涉及一種燒結餘熱綜合利用系統。
背景技術：
燒結生產過程的餘熱資源主要包括燒結機燒結的高溫廢煙氣餘熱和環冷機上的燒結礦冷卻廢氣餘熱兩部分，在燒結工序總能耗中，這兩部分廢氣的餘熱帶走近50％的熱量。目前，燒結餘熱回收主要用於發電，以滿足鋼鐵工藝用電需求或上網發電，減少鋼鐵廠的運行成本。現階段國內大部分鋼鐵廠對環冷機上的燒結冷卻廢氣僅僅回收了環冷機一段和二段的250～450℃的中溫廢氣，對於三段上的100～150℃的低溫廢氣不做回收，僅有少量鋼鐵廠對於燒結機燒結的高溫煙氣餘熱進行回收，且對於環冷機上的燒結冷卻餘熱回收和燒結機燒結的高溫廢煙氣餘熱回收是兩個獨立的回收系統，設備眾多，投資大。
技術實現要素：
針對上述問題，本發明提供一種綜合利用燒結大煙道煙氣和環冷機廢氣餘熱，同時合理布置各受熱面的燒結餘熱綜合利用系統。
為達到上述目的，本發明一種環冷機廢氣與燒結大煙道煙氣餘熱綜合利用系統，包括環冷機前區餘熱回收裝置、低壓汽包和高壓汽包，所述環冷機前區餘熱回收裝置包括換熱裝置；所述換熱裝置包括箱體和設置在箱體內沿煙氣流動方向依次設置的高壓過熱器、高壓蒸發器、低壓過熱器、高壓省煤器、低壓蒸發器和低壓省煤器；
其中所述高壓過熱器進氣口通過管道與高壓汽包蒸汽出口連通；所述高壓蒸發器的出、入水口分別通過管道與高壓汽包入水口和出水口連通；所述低壓過熱器的進氣口通過管道與低壓汽包蒸汽出口連通；所述高壓省煤器的出、入水口分別通過管道與高壓汽包入水口和低壓汽包出水口連通；所述低壓蒸發器的出、入水口分別通過管道與低壓汽包入水口和出水口連通；所述低壓省煤器的出、入水口分別通過管道與低壓汽包入水口和低壓省煤器給水管道連通；
所述高壓省煤器與所述低壓汽包之間的管道上設置有給水泵。
進一步地，所述環冷機前區餘熱回收裝置還包括：設置在環冷機ⅰ區和ⅱ區上方用於收集熱煙風的集風裝置和用於將降溫後的煙風送至環冷機的送風裝置；
所述集風裝置、換熱裝置和送風裝置依次連通形成循環的換熱風路。
進一步地，還包括環冷機後區餘熱回收裝置；
所述後區餘熱回收裝置包括設置在環冷機ⅲ區上方的給水預熱器，所述給水預熱器的出水口通過管道與低壓省煤器的水管道連通，所述給水預熱器的入水口和給水預熱器給水管道連通。
進一步地，還包括燒結大煙道餘熱回收裝置；
所述燒結大煙道餘熱回收裝置包括設置在燒結大煙道內的蒸發器，所述蒸發器的出、入水口分別通過管道與高壓汽包入水口和出水口連通。
進一步地，所述系統還包括餘熱發電裝置，所述餘熱發電裝置包括汽輪機和發電機；所述汽輪機和發電機通過聯軸器連接；
所述汽輪機的進氣口通過管道與高壓過熱器和低壓過熱器的出氣口連通，蒸汽推動汽輪機轉動做功傳遞到發電機上。
進一步地，所述餘熱發電裝置還包括冷凝器，所述冷凝器的入水口通過管道與汽輪機的出水口連通，所述冷凝器的出水口通過管道與給水預熱器的給水管道連通。
進一步地，所述冷凝器與給水預熱器的給水管道之間的管道上設置有凝結水泵。
進一步地，所述低壓汽包上設置有除氧器，用於給低壓汽包中的水進行除氧。
進一步地，所述汽輪機為補汽凝汽式汽輪機。
本發明回收了燒結工業生產中產生兩種餘熱資源：燒結機燒結的高溫煙氣餘熱(燒結大煙道中)和環冷機上的燒結礦冷卻後廢氣的餘熱，不僅利用了環冷機ⅲ區的低溫(100～150℃)廢氣餘熱，並且按照熱力學第二定律，合理布置在環冷機餘熱回收裝置和燒結大煙道中受熱面，梯級回收尾部煙道中的煙氣餘熱，產生兩種高品質的過熱蒸汽，提高了發電效率，同時採用單汽包回收燒結大煙道和環冷機廢氣中餘熱，減少了設備數量，降低了投資成本。
附圖說明
圖1是一種環冷機廢氣與燒結大煙道煙氣餘熱綜合利用系統的結構示意圖。
環冷機1、餘熱鍋爐單元2、循環風機3、燒結大煙道4、高壓汽包5、低壓汽包及除氧器6、給水泵7、補汽凝汽式汽輪機8、發電機9、冷凝器10、凝結水泵11、低溫餘熱單元12、燒結大煙道蒸發器13、高壓過熱器201、高壓蒸發器202、低壓過熱器203、高壓省煤器204、低壓蒸發器205、低壓省煤器206、給水預熱器1201。
需要說明的是，這些附圖和文字描述並不旨在以任何方式限制本發明的構思範圍，而是通過參考特定實施例為本領域技術人員說明本發明的概念。
具體實施方式
為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，以下實施例用於說明本發明，但不用來限制本發明的範圍。
在本發明的描述中，需要說明的是，術語「上」、「下」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
實施例1
如圖1所示，本實施例回收的餘熱包括兩部分：燒結機燒結的高溫煙氣餘熱(燒結大煙道中)和環冷機上的燒結礦冷卻後廢氣的餘熱。餘熱鍋爐單元2回收環冷機1中ⅰ區和ⅱ區中的廢氣餘熱，低溫餘熱單元12回收環冷機ⅲ區中的廢氣餘熱，燒結大煙道蒸發器13回收燒結機燒結的高溫煙氣餘熱。
本實施例分為兩部分，一部分為煙風系統，另一部分為汽水發電系統。
煙風系統：環冷機1上的ⅰ區和ⅱ區排出的高溫廢氣通過管道接出並匯合，匯合後溫度在250～450℃之間，然後接入餘熱鍋爐單元2中，經過布置在其中的各受熱蒸發麵吸熱後，溫度降低至100～200℃，然後通過循環風機3打入環冷機1上ⅰ區和ⅱ區所對應的下部風箱中，廢氣吸收環冷機燒結礦中的顯熱後再次進入餘熱鍋爐單元2中，完成一個廢氣循環過程。環冷機1上的ⅲ區排氣口排出的廢氣溫度在100～200℃之間，通過低溫餘熱單元12，被布置在其中的給水預熱器1201換熱後，溫度降至60～120℃，然後排入大氣中。燒結大煙道蒸發器13布置在燒結大煙道4中，吸收燒結線終點區域高溫煙氣(250～450℃)。
汽水發電系統：從凝汽器10來的凝結水經過凝結水泵11打入給水預熱器1201中，吸收環冷機ⅲ區排出的低溫廢氣餘熱後，進入布置在餘熱鍋爐單元2中的低壓省煤器206中，在此吸收環冷機ⅰ區和ⅱ區的廢氣餘熱，然後進入低壓汽包及除氧器6中；低壓汽包及除氧器6與低壓蒸發器205通過至少兩路管道相互連接，水在低壓蒸發器205中吸收廢氣的熱量後轉變為汽水混合物進入低壓汽包及除氧器6中，此部分水力循環依靠低壓蒸發器205進出口兩端管道中介質的重度差完成，形成一個自然循環迴路，生成的汽水混合物在低壓汽包及除氧器6中完成自除氧及汽水分離過程，飽和蒸汽則進入低壓過熱器203中，吸收熱量後變成高品質的過熱蒸汽送入補汽凝汽式汽輪機8中做功，一部分飽和水再次進入低壓蒸發器205，另外一部分飽和水經過給水泵7打入高壓省煤器204中，經過換熱升溫後進入高壓汽包5中；水在高壓汽包5中分別進入燒結大煙道蒸發器13中和高壓蒸發器202中，經過吸收大煙道煙氣餘熱和環冷機廢氣餘熱後變成汽水混合物進入高壓汽包5中，高壓汽包5中的水在高壓汽包5與燒結大煙道蒸發器13中是依靠燒結大煙道蒸發器13進出口兩端管道中介質的重度差完成的，形成一個單獨的自然循環迴路，同樣，高壓汽包5中的水在高壓汽包5與高壓蒸發器202中是依靠高壓蒸發器202進出口兩端管道中介質的重度差完成的，形成一個單獨的自然循環迴路，產生的汽水混合物在高壓汽包5中經過分離，飽和水繼續進入燒結大煙道蒸發器13和高壓蒸發器202中換熱，飽和蒸汽則進入高壓過熱器201中，被環冷機廢氣加熱後變為高品質的高壓過熱蒸汽進入補汽凝汽式汽輪機8中，推動汽輪機做功；補汽凝汽式汽輪機8和發電機9通過聯軸器連接，蒸汽推動汽輪機轉動做功傳遞到發電機上，繼而變為電能，發電外輸；做完功的高壓過熱蒸汽和低壓過熱蒸汽變為乏汽後進入凝汽器10，經過冷凝之後成為凝結水由凝結水泵11打入給水預熱器1201中，完成一個汽水循環。
本發明回收了燒結工業生產中產生兩種餘熱資源：燒結機燒結的高溫煙氣餘熱(燒結大煙道中)和環冷機上的燒結礦冷卻後廢氣的餘熱，不僅利用了環冷機ⅲ區的低溫(100～150℃)廢氣餘熱，並且按照熱力學第二定律，合理布置在環冷機餘熱回收裝置和燒結大煙道中受熱面，梯級回收尾部煙道中的煙氣餘熱，產生兩種高品質的過熱蒸汽，提高了發電效率，同時採用單汽包回收燒結大煙道和環冷機廢氣中餘熱，減少了設備數量，降低了投資成本。
以上，僅為本發明的較佳實施例，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應該以權利要求所界定的保護範圍為準。