環冷機餘熱利用系統的製作方法

2023-10-18 15:31:54 1

本實用新型涉及冶金節能環保領域，特別涉及一種環冷機餘熱利用系統。

背景技術：

現有環冷機主要利用環冷機一二段溫度較高的熱廢氣送往餘熱鍋爐產生蒸汽。產生的蒸汽可以用來發電也可以送給其它需要蒸汽的地方。其主要工藝流程是從環冷機的一二段熱風罩內取出熱風，送給餘熱鍋爐產生蒸汽，從餘熱鍋爐排出的乏氣通過循環風機再返迴環冷機一二段風箱，或通過管道、煙囪外排。

現有技術的缺點是，環冷機後部幾段含有粉塵的環冷機熱廢氣沒有或很少回收利用，全部或大部分直接外排。不僅浪費能源而且汙染環境。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種結構新穎獨特，使用方便，並且能夠有效提高餘熱利用率，冷卻燒結礦的廢氣零排放或少排放的環冷機餘熱回收系統。具體技術方案為：

一種環冷機餘熱利用系統，包括環冷機和餘熱鍋爐；環冷機風箱上部的臺車的上方設置有熱風罩；所述熱風罩通過分隔板分隔為前段熱風罩和後段熱風罩，相對應的環冷機為前段環冷機和後段環冷機；所述前段熱風罩的出氣管道與所述餘熱鍋爐的熱源氣進氣口連接；環冷機下部設置有風箱，所述風箱通過隔離板分隔為前段風箱和後段風箱，並與前段熱風罩和後段熱風罩相匹配；所述前段風箱和後段風箱各至少配1臺冷卻風機向風箱內鼓入冷卻燒結礦的冷卻風；所述前段風箱的全部冷卻風機進風口通過管道與後段熱風罩連接；從環冷機後段風箱鼓入的冷卻風，經與環冷機臺車內的燒結礦換熱後升溫成熱廢氣進入所述後段熱風罩內；後段熱風罩內的熱廢氣循環到環冷機前段風箱的冷卻風機入口，作為環冷機前段風箱冷卻燒結礦的冷卻風；這部分冷卻風穿過燒結礦料層升溫後，進入前段熱風罩，然後通過管道作為熱源氣送往餘熱鍋爐；熱源氣在餘熱鍋爐內經過熱交換降溫變為乏氣；乏氣輸出管路上配有排風機；乏氣由所述排風機排出。鍋爐產生的蒸汽由管道排出，送往發電機或作為它用。

進一步，所述餘熱鍋爐的乏氣排風機出口通過管道與所述後段風箱對應的冷卻風機入口連通。

進一步，所述餘熱鍋爐熱源氣體的乏氣排風機出口與所述後段風箱對應的冷卻風機入口連通的管道上設有換熱器，用於降低去往後段風箱冷卻風機進口的乏氣溫度。

進一步，所述餘熱鍋爐的乏氣排風機出口與所述後段風箱相對應靠近卸料端的1臺及以上臺冷卻風機入口連通的管道上設有換熱器，用於降低去往後部冷卻風機進口的乏氣溫度。

進一步，所述餘熱鍋爐熱源氣體的乏氣出口與所述後段風箱對應的冷卻風入口連通的管道上設的換熱器，該換熱器可以是空氣換熱器、水換熱器、空氣水混合結構換熱器，及其它可以將鍋爐乏氣溫度降下來的換熱器。

進一步，從鍋爐排風機排出的乏氣，一部分（約30%-70%）送進環冷機後段靠前的冷卻風機進風口，作為環冷機後段冷卻風；其餘部分送往設在燒結機臺車上部的熱風罩內，作為燒結機熱風燒結的熱風或通過管道煙囪直接排放。

進一步，在由余熱鍋爐後排風機出口去環冷機後部冷卻風機進風口的管道上和去燒結機熱風罩的熱廢氣管道上或去往直接排放的管道上，各加一個調節閥，用於調節去環冷機後部冷卻風機進風口的風量和去燒結機熱風罩或去往直接排放管道的風量的比例。

進一步，所述前段熱風罩的出氣管道與餘熱鍋爐的進氣口之間設置有除塵器。

進一步，所述前段風箱對應的冷卻風機的全部進風口通過管道與後段熱風罩相連接。

進一步，所述後段熱風罩和前段熱風罩上分別設有煙囪，煙囪上帶有調節切斷閥；

進一步，所述前段熱風罩內和所述後段熱風罩內均設置有分隔板，將出風口之間的熱風罩內部進行分隔。

本實用新型環冷機通過設置分隔板將環冷機的熱風罩分為前段熱風罩和後段熱風罩；利用後段熱風罩排出的熱氣作為前段風箱的冷卻用氣，為餘熱鍋爐提供更高溫度的熱源氣；並將餘熱鍋爐排出的較低溫度的乏氣作為後段風箱的的冷卻用氣。通過上述布置，提高了餘熱鍋爐的轉換效率，使環冷機的餘熱得到充分的利用，同時消除或減少環冷機含塵廢氣對環境的汙染。

附圖說明

圖1為本實用新型環冷機實施例1結構示意圖；

圖2為本實用新型環冷機實施例2結構示意圖；

圖3為本實用新型環冷機實施例3結構示意圖；

圖4為本實用新型環冷機實施例4結構示意圖；

圖5為本實用新型環冷機實施例5結構示意圖；

圖6為本實用新型環冷機實施例6結構示意圖；

圖7為本實用新型環冷機實施例7結構示意圖。

圖中：1、環冷機本體；2、前段熱風罩；3、後段熱風罩；4、第一冷卻風機；5、第二冷卻風機；6、第三冷卻風機；7、第四冷卻風機；8、第五冷卻風機；9、鍋爐排風機；10、餘熱鍋爐；11、管道； 12、管道；13、管道； 14、管道；15、管道；16、管道；17、調節閥；18、調節閥；19、除塵器；20、煙囪；21、管道； 22、放散煙囪；23、放散閥； 24、放散煙囪；25、放散閥；26、排風機；27、除塵器；28、除塵器；29、燒結機；30、分隔板；31、蒸汽輸出管道；32、點火器；33、燒結機熱風罩；34、支管；35、換熱器；36換熱器。

具體實施方式

下面利用實施例對本實用新型進行更全面的說明。本實用新型可以體現為多種不同形式，並不應理解為局限於這裡敘述的示例性實施例。

為了易於說明，在這裡可以使用諸如「上」、「下」「左」「右」等空間相對術語，用於說明圖中示出的一個元件或特徵相對於另一個元件或特徵的關係。應該理解的是，除了圖中示出的方位之外，空間術語意在於包括裝置在使用或操作中的不同方位。例如，如果圖中的裝置被倒置，被敘述為位於其他元件或特徵「下」的元件將定位在其他元件或特徵「上」。因此，示例性術語「下」可以包含上和下方位兩者。裝置可以以其他方式定位（旋轉90度或位於其他方位），這裡所用的空間相對說明可相應地解釋。

實施例1

如圖1所示，本實施例中的環冷機餘熱利用系統包括環冷機本體1和餘熱利用裝置。從燒結機29進入環冷機入口臺車內的燒結礦溫度約700-750度，經在環冷機上冷卻後，從環冷機卸料端卸出的燒結礦溫度要求冷卻到150度以下。

餘熱利用裝置包括餘熱鍋爐10、熱風罩和相應的管道、閥門、除塵裝置。

熱風罩用於收集從環冷機臺車料面排出的熱風，熱風罩上部設置有熱風出口。為了防止意外導致的熱風罩內氣壓過高或過低，熱風罩上部還設置有放散煙囪22、24，放散煙囪上安裝有放散閥23、25用於放散熱風罩內的熱廢氣或調節罩內熱氣壓力。

實施例1中，通過分隔板30將熱風罩分為前段熱風罩2和後段熱風罩3兩段；與分隔板30對應位置，在環冷機的風箱內也設置有分隔板，將環冷機風箱分隔為前段風箱和後段風箱。當然，在前段熱風罩和後段熱風罩內對應熱廢氣出口，還可以設置更多分隔板30，將熱風罩和環冷機風箱內部空間分為更多小段；對前後兩大段熱風罩內的高溫熱氣進行細分，以獲得溫度變化範圍較小不同溫度的高溫熱氣。

環冷機本體1配有5臺冷卻風機，分別是第一冷卻風機4、第二冷卻風機5、第三冷卻風機6、第四冷卻風機7、第五冷卻風機8，其中前段熱風罩2對應環冷機前段風箱依次配第一、第二、第三冷卻風機，後段熱風罩3對應環冷機後段風箱依次配第四、第五冷卻風機。5臺冷卻風機分別向環冷機前部和後部風箱內鼓入冷卻燒結礦的冷卻風，冷卻風與環冷機內的燒結礦換熱後變成熱風進入設在臺車上部的熱風罩。

分隔板30設置在熱風罩的中部附近，前段熱風罩長度佔熱風罩總長度的45%，後段熱風罩長度佔55%；環冷機前段熱風罩2內廢氣溫度較高約300-500度，後段熱風罩3內廢氣溫度較低約60-280度。

第四冷卻風機7、第五冷卻風機8鼓入的冷卻風，經與環冷機臺車內的燒結礦換熱後升溫成熱廢氣進入後段熱風罩3內。從環冷機後段上部的後段熱風罩3內抽取熱廢氣,通過管道11、12、13依次引入第一冷卻風機4、第二冷卻風機5、第三冷卻風機6的進風口，使得前段風箱的全部冷卻風機的進氣口都通過管道與後段熱風罩3連接；從後部熱風罩3抽取的熱廢氣通過冷卻風機加壓後，從前部風箱上的燒結礦料層穿過，冷卻燒結礦的同時，冷卻風進一步升溫並進入環冷機前段上部的前段熱風罩2內。其中，管道11、12、13中的熱氣溫度依次降低，形成後溫度梯度；而第一冷卻風機4、第二冷卻風機5、第三冷卻風機6對應的熱風罩出口溫度也是依次降低，形成與後溫度梯度對應的前溫度梯度；這種連接方式在提高前段熱風罩2內廢氣溫度的同時，又保證了各部分的冷卻效果。為了取得更好的溫度梯度，還可以通過在前段熱風罩2和後段熱風罩3分別增加分隔板30的數量，使每兩塊分隔板30間均設置有出風口，以對應管道11、12、13；能夠降低熱風罩內部各部分的相互幹擾，使冷卻風的溫度梯度更顯著。

通過管道15將前段熱風罩2內的熱廢氣抽出作為熱源氣送給餘熱鍋爐10。將後部熱風罩3內的熱廢氣取出作為前部風箱的冷卻風，相比現有技術中將餘熱鍋爐10的乏氣作為前段風箱的冷卻風，可以提高前段熱風罩輸給餘熱鍋爐10的熱廢氣的溫度80度左右，進而提高了餘熱鍋爐10的產汽量。

在餘熱鍋爐10內，熱廢氣將熱量傳給水並產生水蒸汽，水蒸氣通過蒸汽輸出管道31從鍋爐排出另做它用。經過在餘熱鍋爐10內換熱後，熱廢氣溫度降低到100-160度成為乏氣。餘熱鍋爐10排出的乏氣由設在餘熱鍋爐後的排風機9排出進入後續處理及循環利用。

如圖1，餘熱鍋爐後的排風機9排出的乏氣一部分（約60%左右）通過管道14與環冷機後段第四冷卻風機7入口相連接，作為後段風箱的冷卻風；另一部分（約40%左右 ）經管道16進入除塵器19，經除塵後由煙囪20排出。在去環冷機後部冷卻風機入口的管道14上和去除塵器19的管道16上，還各加一個調節閥18、17，用於調節去環冷機後部冷卻風機入口和除塵器19的廢氣量的比例。本實用新型的環冷機冷卻燒結礦排出的熱廢氣所包含的熱能絕大部分被利用，環冷機全系統只有少量經除塵處理的低溫乏氣外排。

還可以選用雙壓鍋爐作為餘熱鍋爐10，提高餘熱轉換效率。相應地，前段熱風罩2上可以設2條熱風管道，一條熱風管道15從前段熱風罩2前部分熱風溫度較高的區域取氣送給餘熱鍋爐10中壓蒸發段熱源氣入口，另一條管道21從前段熱風罩2後部分熱風溫度相對低的區域取熱廢氣，送給餘熱鍋爐10的低壓蒸發段熱源氣入口。

為減少熱廢氣中粉塵對鍋爐和排風機的磨損,在前段熱風罩2前部與餘熱鍋爐10之間的管道15上安裝除塵器27, 在前段熱風罩2後部與熱餘熱鍋爐10之間的管道21上安裝除塵器28。

在環冷機前段熱風罩2上部安裝有排放煙囪22，在排放煙囪上安裝有放散閥23，在環冷機後段熱風罩3上部安裝有排放煙囪24，在排放煙囪24上安裝有放散閥25。在環冷機前段和後段熱風罩上安裝煙囪和放散閥，其作用是，正常生產時排放煙囪上的放散閥是關閉的，當系統出現意外時，通過設在煙囪上的放散閥調節進入或放散出前段熱風罩2或後段熱風罩3內的氣體。

本實用新型環冷機冷卻燒結礦的冷卻氣體的流量控制，以能將燒結礦冷卻到150度以下為準，本實施例將冷卻氣體流量控制到將燒結礦冷卻到120度到100度。熱風罩內壓力控制在0至-50Pa之間。前段熱風罩2、後段熱風罩3內壓力通過在冷卻風機和鍋爐排風機9的電機上加變頻調速器來實現。前段熱風罩2與後段熱風罩3交界處加分隔板30，環冷機下連接風箱的環形風道上對應前段熱風罩2與後段熱風罩3交界處附近加隔離板將不同溫度的鼓風進行隔離。

實施例2

如圖2所示，實施例2與實施例1的技術方案基本相同，區別為：實施例1中從餘熱鍋爐10排出送給除塵器19進行除塵處理的廢氣可以利用餘熱鍋爐10後的排風機9的餘壓運行，而實施例2中在除塵器後加一個排風機26，經除塵處理的廢氣通過排風機26抽出後從煙囪20排出。

實施例3

如圖3所示，將從餘熱鍋爐10排出的乏氣引入後段風箱中，在鍋爐排風機9出口與四號冷卻風機7進風口引入乏氣總量的40%未經降溫的餘熱鍋爐乏氣，以增加餘熱回收量。在排風機9出口與環冷機後段五號冷卻風機8進風口連接管道中，增加換熱器35，降低乏氣的溫度，提高環冷機後段的冷卻效果，保證出口燒結礦冷卻溫度合格。為保證系統氣流平衡五號冷卻風機8進風口通常要兌入一部分冷風，該措施屬於常規技術，這裡不再詳述。

實施例4

如圖4所示，將從餘熱鍋爐10排出的乏氣引入後段環冷機風箱中，在排風機9出口與四號冷卻風機7、五號冷卻風機8進風口連接的總乏氣管道上，增加換熱器36，降低乏氣的溫度，提高環冷機後段的冷卻效果，保證出口燒結礦冷卻溫度合格。為保證系統氣流平衡五號冷卻風機8進風口通常要兌入一部分冷風，該措施屬於常規技術，這裡不再詳述。

實施例5

如圖5所示，實施例5與實施例2的技術方案基本相同，區別為去除了餘熱鍋爐10後的循環風機9，直接用環冷機第四冷卻風機7和除塵器19後的排風機26的餘壓將鍋爐10中的廢氣抽出。

實施例6

如圖6所示，實施例6與實施例1的技術方案基本相同，區別為實施例6中從餘熱鍋爐10排出的熱廢氣溫度約100-150度，含塵0.1-0.5 g/m3，經排風機9加壓，一部分（約50%左右）通過管道14送入第四冷卻風機7的進風口，作為環冷機的冷卻風；剩餘部分由燒結機系統29消化掉。還可以將送入第四冷卻風機7的進風口的乏氣量比例降低到30%或者提高到70%。去燒結機系統29的熱乏氣後序工藝流程為：從餘熱鍋爐10後鍋爐排風機9排出的熱乏氣通過熱風總管16送到燒結機旁，由設在總管上的多個支管34將熱乏氣分配給設在燒結機臺車上部的燒結機熱風罩33內，再送到燒結機臺車料面進行熱風燒結。在去環冷機後部4號冷卻風入口的管道14上和去燒結機熱風罩33的熱廢氣總管16上，各加一個調節閥18、17，用於調節去環冷機後部第四冷卻風機7進風口的風量和去燒結機熱風罩33的風量和它們之間的比例。本實施例中，環冷機冷卻燒結礦排出的熱廢氣所包含的熱能幾乎全部被利用，由燒結機、環冷機和餘熱鍋爐組成的系統沒有廢氣外排（少量設備漏風除外）。餘熱鍋爐排出的熱廢氣含氧量約18-20%，溫度100-160度，燒結機引入這樣的熱廢氣進行熱風燒結，燒結礦生產可以節省固體燃料消耗，提高燒結礦質量。

實施例7

如圖7所示，與實施例1的區別為從餘熱鍋爐10排出的乏氣，含塵0.1-0.5g/m3，經除塵器19除塵後，由煙囪20直接排放。

本實用新型的優點：

1、通過環冷機熱廢氣循環利用，環冷機冷卻燒結礦的熱廢氣所含熱量幾乎全部被利用，節能效益、環保效益、經濟效益很大；

2、環冷機大部分或全部含塵廢氣不直接外排，環境效益很大；

3、燒結機引入餘熱鍋爐排出的熱廢氣進行熱風燒結，可以節省燒結礦固體燃料消耗和提高燒結礦質量。

上述示例只是用於說明本實用新型，除此之外，還有多種不同的實施方式，而這些實施方式都是本領域技術人員在領悟本實用新型思想後能夠想到的，故，在此不再一一列舉。