[發明專利]燒結礦雙螺旋式冷卻換熱裝置

無效

• 申請號: 201110152415.7
• 申請日: 2011-06-08
• 公開（公告）號: CN102278892A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 趙斌;張玉柱;崔健;武攀飛;張戈;梁文龍;周衡;牛家龍;陳開慶;禹燕飛
• 申請（專利權）人: 河北聯合大學
• 主分類號: F27D15/02
• 分類號: F27D15/02;F27D17/00
• 代理公司: 唐山永和專利商標事務所 13103
• 代理人: 張云和

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技術領域：

本發明涉及燒結加熱設備，具體是一種用于回收燒結礦顯熱，特別是增加冷卻機處理能力，提高熱廢氣品位和熱廢氣可用率的燒結礦雙螺旋式冷卻換熱裝置。

背景技術：

燒結是鐵礦粉造塊的主導生產工藝，是整個鋼鐵生產流程中重要的一環。燒結工序的物料處理量在鋼鐵聯合企業中處于第二位，僅次于高爐煉鐵，而能源消耗也僅次于煉鐵及軋鋼而居第三位，一般為鋼鐵企業總能耗的10％～20％。我國燒結工序的能耗比先進國家要高20kgce/t。在燒結工序總能耗中，有約50％的熱能以燒結機煙氣和冷卻機廢氣的顯熱形式排入大氣，即浪費了資源又污染了環境。據日本某鋼鐵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%、廢氣顯熱占31.8%。可見，燒結廠余熱回收的重點為燒結機煙氣和燒結礦顯熱。我國已將節能減排定為鋼鐵工業發展的重點目標之一，而高效回收和充分利用燒結工序等中低品位余熱是未來鋼鐵生產深層次節能的突破口。

當前燒結余熱回收工藝的源頭設備環冷機主要存在以下二個問題：

第一：熱廢氣品位較低，且低溫段未利用。冷卻機廢氣溫度隨冷卻部位的不同而不同，在100～450℃之間變化，余熱回收區域高于250℃的熱廢氣回收利用，低于250℃的熱廢氣被放散。

第二：余熱源的連續性難以保證，造成余熱源溫度波動。熱源連續性是余熱高效回收的必要條件，在燒結生產中由于設備短時間停機，燒結礦中斷，沒有有效的調控方法，造成余熱源溫度波動大，汽輪發電機組被迫解列停機。

目前，國內大型鋼鐵公司利用余熱鍋爐回收燒結礦顯熱產生蒸汽進行發電，但僅回收40%～60%左右冷卻區的較高溫度熱廢氣余熱，余熱資源回收率較低。

發明內容：

針對當前環冷機存在的問題，本發明提供一種燒結礦雙螺旋式冷卻換熱裝置，目的是解決或改善當前環冷機工藝運行中存在的問題，有效提高熱廢氣品位，使熱廢氣可用率達到100%，減小熱廢氣溫度波動范圍，提高余熱鍋爐熱源穩定性，同時可還節約冷卻機占地面積。

本發明采用的技術方案是：一種燒結礦雙螺旋式冷卻換熱裝置，包括由封閉墻體構成的環形冷卻換熱通道、加裝在該環形冷卻換熱通道下部的鼓吹冷卻介質的風箱、加裝在該環形冷卻換熱通道上部的收集熱廢氣的風罩，所述環形冷卻換熱通道內設置有甲、乙兩條相互纏繞的螺旋式燒結礦臺車運行軌道，甲軌道前半段位于乙軌道后半段上方，乙軌道前半段位于甲軌道后半段上方，甲、乙兩軌道各自從其入礦口開始，沿燒結礦運行方向所形成的半個圓形的冷卻換熱通道，均分為三個立體結構段，六個立體結構段的頂部風罩上均設置有廢氣出口，自入礦口開始依次是高溫段廢氣出口、中溫段廢氣出口和低溫段廢氣出口。

上述技術方案，采用了兩臺燒結機配置一臺“旋冷機”的工藝方式，即兩臺燒結機生產的熱燒結礦同時從甲軌道入口和乙軌道入口裝入臺車進入環形冷卻換熱通道。燒結礦從甲軌道入口裝入臺車時，依次經過通道上層的甲軌道前半段和通道下層的甲軌道后半段，由甲軌道出礦口卸礦，之后臺車依次經外部軌道提升至乙軌道入口裝礦，重復工作。同樣，燒結礦從乙軌道入口裝入臺車時，依次經過通道上層的乙軌道前半段和通道下層的乙軌道后半段，由乙軌道出礦口卸礦，之后臺車經外部軌道提升至甲軌道入口裝礦，重復工作。

與現有技術相比，本發明的優點是：

⑴?提升了熱廢氣溫度。根據場協同原理，旋冷機采用傾斜叉式移動逆向換熱方式，相比于環冷機的移動叉流換熱，使熱廢氣溫度由原來的100～450℃提升到260～470℃，提高了冷卻機換熱效率。

⑵?提高了余熱資源回收量。常規環冷機有50%左右的低品位熱廢氣被放散，而本發明由于提升了熱廢氣溫度，對常規環冷機中的放散余熱進行回收，使熱廢氣的可用率達到100%。收集的三段熱廢氣參數可滿足三進口雙壓余熱鍋爐的熱源要求。

⑶?減小冷卻機占地面積。新工藝采用兩臺燒結機配置一臺旋冷機的工藝方式，有效地減少了一臺環冷機的占地面積。

⑷?熱廢氣溫度波動小。兩臺燒結機生產的燒結礦，分別從兩個入口同時進入雙螺旋冷卻換熱裝置進行冷卻，把顯熱傳遞給熱廢氣，按溫度不同三段熱廢氣分高溫段、中溫段和低溫段，同溫度范圍的三段熱廢氣各自混合，減少了因短時停燒結機造成的燒結礦中斷對熱廢氣溫度的影響。

附圖說明：

圖1?為本發明結構示意圖。

圖2?為本發明雙螺旋軌道示意圖。

圖3?為利用本發明的余熱發電裝置示意圖。