[發明專利]雙工質熱源燒結發電型余熱鍋爐系統

有效

• 申請號: 201010188956.0
• 申請日: 2010-05-28
• 公開（公告）號: CN101832718A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 趙斌;張玉柱;武志飛;張尉然;賈楠;邊技超;宋美微;杜磊;劉洪濤
• 申請（專利權）人: 河北理工大學
• 主分類號: F27D17/00
• 分類號: F27D17/00;F01K11/02;F01D15/10
• 代理公司: 唐山永和專利商標事務所 13103
• 代理人: 張云和

技術領域

本發明涉及余熱回收發電型余熱鍋爐，特別是一種同時回收兩種不同工質余熱的雙工質熱源燒結發電型余熱鍋爐系統。

背景技術

余熱鍋爐是各類工藝流程中回收余熱以提高整個裝置熱效率、減少一次能源消耗的節能設備，它對提高系統流程的質量和減輕污染物排放等起著十分重要的作用。余熱鍋爐熱回收對象主要有煙道氣體、固體余熱交換后的排氣顯熱等，統稱為廢氣余熱。隨著節能降耗標準的不斷提高，鋼鐵企業余熱回收工作不斷深入，余熱回收系統中的關鍵設備—余熱鍋爐的研究越來越受到重視。在實踐中，工業余熱往往具有多品位多工質的特點，現有余熱鍋爐主要是針對單一工質熱源余熱進行回收，主要有單進口和雙進口兩種。中國發明專利申請“一種多壓多進口發電余熱鍋爐”(申請號200910074715.0)公開了一種根據廢氣余熱品位不同分區回收的多進口余熱鍋爐裝置。該裝置將原有的單進口和雙進口余熱鍋爐發展到了多壓多進口，使余熱得到了梯級利用，從而使余熱資源回收率得到有效提高。但該裝置不能同時回收兩種不同工質的余熱。

在鋼鐵企業，燒結工序的能耗僅次于煉鐵工序，一般為鋼鐵企業總能耗的10％-20％。我國燒結工序的能耗指標和先進國家相比差距較大，每噸燒結礦的平均能耗要高20kgce。據日本某鋼廠熱平衡測試數據表明，燒結機的熱收入中燒結礦顯熱占28.2％、燒結機煙氣顯熱占31.8％。因此，高效集成回收燒結機煙氣余熱和燒結礦顯熱(冷卻機熱空氣)的余熱鍋爐設備研發迫在眉睫。

發明內容

本發明目的是為了解決現有技術存在的單一回收燒結礦顯熱，且余熱回收率低的問題，而提供一種雙工質熱源燒結發電型余熱鍋爐系統。此系統根據余熱梯級利用的理論，集成回收燒結工序的兩種余熱而發電。

本發明解決所述問題采用的技術方案是：一種雙工質熱源燒結發電型余熱鍋爐系統，包括立式冷卻機、燒結機、發電型余熱鍋爐、凝汽補汽式汽輪機、發電機。所述發電型余熱鍋爐其爐體內自上而下依次設置有中壓過熱器、套管式中壓蒸發器、中壓省煤器、套管式低壓蒸發器和凝結水加熱器；所述立式冷卻機產生的熱空氣經由熱空氣進口管路通入該發電型余熱鍋爐上部，發電型余熱鍋爐底部的熱空氣出口管路與該立式冷卻機連通；所述燒結機中溫煙氣經由中溫煙氣入口管路通入發電型余熱鍋爐中上部的套管式中壓蒸發器，燒結機低溫煙氣經由低溫煙氣入口管路通入發電型余熱鍋爐中下部的套管式低壓蒸發器；發電型余熱鍋爐產生的中壓過熱蒸汽經由主蒸汽管道通入凝汽補汽式汽輪機的主汽口，發電型余熱鍋爐產生的低壓飽和蒸汽經由補汽管道通入凝汽補汽式汽輪機的補汽口，凝汽補汽式汽輪機驅動發電機發電。

與現有技術相比，本發明以能量梯級利用為理論基礎，以立式冷卻機換熱設備為源頭設備，高效集成回收燒結機煙氣和冷卻機熱空氣兩種余熱，實現最大的自產電量。其具有以下技術特點：

(1)根據燒結機煙氣溫度等級將其分為中溫煙氣(320-360℃)和低溫煙氣(230-300℃)，然后進行分段回收，分別連通至套管式中壓蒸發器和套管式低壓蒸發器。該套管式蒸發器可實現與內外兩側燒結煙氣和冷卻機熱空氣同時換熱，既提高了余熱資源回收率又使兩種工質得到了良好的隔離。

(2)套管式蒸發器可以同時吸收兩種工質的熱量。蒸發器內管上的內肋片可強化管內工質與管壁的換熱效果；蒸發器外管上的環形肋片強化了與外側工質的換熱效果。

(3)整個余熱鍋爐爐膛布置為裸壁，處于絕熱狀態。各受熱面汽水聯箱分區獨立布置，形成多路獨立水循環，確保了鍋爐水循環狀態良好，保證了鍋爐受熱面運行壽命。由于采用強制循環，降低了余熱鍋爐高度，使鍋爐結構更加緊湊，可節省投資。

(4)為強化傳熱、優化結構，提高鍋爐制造、安裝質量，縮短安裝周期，過熱器、省煤器、凝結水加熱器受熱面均采用為蛇形環肋管錯列逆流布置。

附圖說明

圖1為本發明所述發電型余熱鍋爐本體結構示意圖。

圖2為本發明所述套管式蒸發器局部放大圖。

圖3為圖2的側視圖。

圖4為本發明整體系統結構示意圖。