[實用新型]一種基于余熱回收的煅燒爐循環冷卻系統

有效

• 申請號: 201720777630.9
• 申請日: 2017-06-29
• 公開（公告）號: CN206876000U
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: 江文豪
• 申請（專利權）人: 中冶華天南京工程技術有限公司
• 主分類號: F27D17/00
• 分類號: F27D17/00;F24D3/10;F22D1/50;F22D11/06;F01K11/02
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司11327
• 代理人: 張寧,李琳

技術領域

本實用新型涉及循環冷卻技術領域，具體地說，涉及一種基于余熱回收的煅燒爐循環冷卻系統。

背景技術

炭素材料是電解鋁生產工藝的主要原料之一，炭素材料制品的生產是制約鋁工業發展的關鍵環節。我國鋁工業近幾年來發展進入快速通道，鋁用炭素隨之發展，炭素材料制品產能已從幾年前的百萬噸級增加到現在的千萬噸級，而且還在以一定增速發展。

煅燒爐是炭素生產工藝中的主要設備之一，能夠鍛燒不同揮發份含量的石油焦,具有鍛燒料質量穩定、炭質燒損率低、鍛后焦的堆積密度高、操作簡單、維護工作量小、連續生產周期長等優點，因此廣泛應用于炭素廠中。

在采用煅燒爐對原料進行煅燒時，石油焦揮發分燃燒產生的熱量除可供鍛燒石油焦所需之外，還有大量的富余熱量隨煙氣排出，煙氣溫度甚至高達900℃。根據熱平衡計算，原料鍛燒吸熱只占煅燒爐熱支出的33.5％，而被煅燒煙氣所帶走的熱量占整個煅燒爐熱支出的47.9％。然而，由于煅燒爐煙氣有個明顯特征，即煙氣溫度高，但是煙氣量小，這就導致炭素廠對于煅燒爐高溫煙氣的余熱回收不太積極，甚至有許多炭素廠采用鼓風冷卻的方式，即通過大功率鼓風機將低溫空氣混入高溫煙氣，進行強制降溫然后排入大氣，造成寶貴的煙氣余熱資源白白浪費，而且大功率鼓風機的新增耗電量也帶來了炭素生產成本的提升。

此外，煅燒爐在出料端設置有冷卻水套，用于對高溫煅后焦(可達1000℃以上)進行冷卻，冷卻水套內的冷卻水與煅燒爐的煅后焦間接換熱，吸熱后的冷卻水送至冷卻塔散熱，然后重新返回水套，作為冷卻水套進水，如此循環。水套的冷卻水出水蘊含有大量的熱量，數量非常可觀，但是其最大的劣勢在于溫度過低，只有50℃左右，屬于低溫余熱，品位極低，所以其利用非常困難，炭素廠一般不會考慮對該部分熱源進行回收利用。

可見，如果能構建一套煅燒爐余熱利用系統，能夠對炭素廠的煅燒爐煙氣、水套冷卻水等余熱資源進行綜合回收利用，將高溫、小流量的煙氣余熱和低溫、大流量的水套冷卻水余熱進行高效回收，必然能產生非常可觀的經濟收益。

實用新型內容

本實用新型的基于余熱回收的煅燒爐循環冷卻系統及方法，在余熱回收的同時考慮到煅燒爐循環冷卻，即：余熱回收不能影響工藝的正常生產，不會因為余熱回收導致整套系統的生產運行受阻。

一種基于余熱回收的煅燒爐循環冷卻系統，包括：煅燒爐、余熱鍋爐、余熱鍋爐蒸汽母管、余熱鍋爐給水母管、煅燒爐水套、水套進水母管、水套出水母管，汽輪機和凝汽器，各煅燒爐的煙氣出口與一個或多個余熱鍋爐的煙氣進口連通，各余熱鍋爐的蒸汽出口均與所述余熱鍋爐蒸汽母管連通，所述余熱鍋爐蒸汽母管與所述汽輪機的蒸汽進口連通，所述余熱鍋爐蒸汽母管中的蒸汽驅動所述汽輪機旋轉做功；所述汽輪機的排汽口與所述凝汽器的進汽口連通，所述凝汽器的凝結水出口與所述余熱鍋爐給水母管連通，所述余熱鍋爐給水母管與各余熱鍋爐的給水進口連通，分別為各余熱鍋爐提供給水，其中，所述煅燒爐水套位于每個煅燒爐的出料端，熱網回水管道與所述水套進水母管通過第二連通管連通，所述水套進水母管與各臺煅燒爐水套的冷卻水進口連通，各臺煅燒爐水套的冷卻水出口與所述水套出水母管連通，所述水套出水母管通過第五連通管與所述凝汽器的冷卻水進口連通，所述凝汽器的冷卻水出口通過第一連通管與熱網供水管道連通。

優選地，還具有冷卻塔，在冷卻塔的集水池的出水管道上設置有循環水泵，并且，冷卻塔的集水池的出水管道通過第六連通管與凝汽器的冷卻水進口管道連通，所述凝汽器的冷卻水出口通過第三連通管與所述冷卻塔的進水口連通，冷卻塔的集水池的出水管道還通過第七連通管與水套進水母管連通，所述煅水套出水母管通過第四連通管與所述冷卻塔的進水口連通。

優選地，在第一至第七連通管上設置有控制管路通斷的切換閥，其中，在采暖季，打開第一連通管、第二連通管和第五連通管上的切換閥，關閉第三連通管、第四連通管、第六連通管、第七連通管上的切換閥，從而形成煅燒爐水套和凝汽器的串聯循環冷卻回路；在非采暖季，關閉第一連通管、第二連通管和第五連通管上的切換閥，打開第三連通管、第四連通管、第六連通管、第七連通管上的切換閥，開啟循環水泵，從而形成非采暖季煅燒爐水套和凝汽器的并聯組合循環冷卻回路。

優選地，所述循環冷卻系統還包括凝結水泵和除氧給水系統，所述凝汽器的凝結水出口與凝結水泵、除氧給水系統、余熱鍋爐給水母管沿凝結水流向順次連通，所述凝汽器出口的凝結水經過所述凝結水泵加壓后進入除氧給水系統進行處理，然后送至所述余熱鍋爐給水母管。