专利名称：烧结环冷机余热发电循环烟气优化调节系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高效烧结双压余热锅炉配置补汽式汽轮机余热发电循环烟气优 化调节系统，特别是一种烧结环冷机余热发电循环烟气优化调节系统。
背景技术：
在钢铁生产过程中，烧结工序的能耗约占总能耗的10%，仅次于炼铁工序，位居第 二。在烧结工序总能耗中，有近50%的热能以烧结机烟气和冷却机废气的显热形式排入 大气。由于烧结环冷机废气的温度不高，仅150。C至45(TC，加上以前余热回收技术的局 限，余热回收项目往往给人以"造价高，发电少，回收年限长"的印象，长期以来被人 们忽略遗忘。 发明内容
本实用新型的目的是为了解决上述技术的不足而提供一种具有最高的余热回收效 率，在不影响原烧结环冷工艺流程的前提下，能够最大限度地利用烧结矿料的余热，维 持余热发电的稳定、高效、连续运行的烧结环冷机余热发电循环烟气优化调节系统。
为了达到上述目的，本实用新型所设计的一种烧结环冷机余热发电循环烟气优化调
节系统，主要包括环冷机、环冷机风箱、环冷机风室、切换挡板门、烟囱、双压无补 燃余热锅炉、双压补汽凝汽式汽轮机、发电机、补风门、循环风机、旁路烟囱、旁路烟 囱风门、循环风机出口阀门、循环烟气调节风门、控制系统，其特征是环冷机风室分为 高温风室和低温风室，高温风室和低温风室通过进气烟道分别连接双压无补燃余热锅炉， 双压无补燃余热锅炉的蒸汽输出口连接到双压补汽凝汽式汽轮机，双压补汽凝汽式汽轮 机连接发电机；双压无补燃余热锅炉的沉降室出口通过烟道和补风门连接循环风机，循 环风机通过出气烟道和旁路烟囱、旁路烟囱风门、循环风机出口风门、循环烟气调节风 门连接到环冷机风箱的进风口。所述的高温风室和低温风室通过切换挡板门、烟囱、进 气烟道分别连接双压无补燃余热锅炉，双压无补燃余热锅炉入口或进气烟道上设置有锅 炉烟气进口传感器，锅炉烟气进口传感器连接到控制系统，控制系统连接循环风机。所 述的环冷机风箱分为环冷机高温风箱和环冷机低温风箱，环冷机高温风箱和环冷机低温 风箱进口设置有循环烟气调节风门，循环烟气调节风门、循环风机出口风门、旁路烟囱 风门、旁路烟囱连接成环冷机风箱的风道。在环冷机高温风箱和环冷机低温风箱上设置 有风箱传感器，风箱传感器连接到控制系统，控制系统连接循环烟气调节风门。在所述 的高温风室和低温风室中设置有风室传感器，风室传感器连接到控制系统，控制系统连 接循环烟气调节风门。
本实用新型提供的烧结环冷机余热发电循环烟气优化调节系统，其环冷机可分为高 温段环冷机和低温段环冷机，环冷机风箱分可分为高温段风箱和低温段风箱，环冷机风室分为高温风室和低温风室，循环风机出口的烟道分成若干支管分别和高温段风箱和低 温段风箱相连接，进入高温段风箱和低温段风箱的烟道支管上均设置电动或气动调节风 门，高低温风室通过三通阀门、环冷机烟囱、进气烟道分别连接双压无补燃余热锅炉； 双压无补燃余热锅炉的卨低压蒸汽输出口分别连接到双压补汽凝汽式汽轮机的主蒸汽口 和低压补汽口，双压补汽凝汽式汽轮机连接发电机。
双压无补燃余热锅炉的沉降室出口通过烟道和可以调节的补风门连接循环风机，循 环风机通过烟道、旁路烟囱、旁路烟囱风门、循环风机出口阀门、循环烟气调节风门连 接到环冷机风箱的进风口。
进入双压无补燃余热锅炉的高温进风烟道上设置有烟道除尘器，除尘后进入锅炉。
高温段风箱和低温段风箱分别设置测试温度、压力的风箱传感器，高温风室和低温 风室设置测试温度、压力的风室传感器，传感器连接到控制系统，控制系统连接循环烟 气调节风门，控制各调节风门的开度，以保持进入环冷机各风箱的循环烟气流量合理。
双压无补燃余热锅炉高低温烟气进U处或入Ul烟道设置传感器检测压力，将数据返 回到控制系统，控制系统根据不同的情况，控制补风门的开度，以确保双压余热锅炉高 低温进口烟道的安全；
高低温段风箱设置传感器检测温度，并将数据返回到控制系统，控制系统根据不同 的情况，控制补风N的丌度，以确保环冷机的正常运行。
双压无补燃余热锅炉高低温烟气进口处或入口烟道设置锅炉烟气进口传感器，锅炉 烟气进U传感器连接到控制系统，控制系统连接循环风机，控制循环风机的转速，动态 保持合理的总的烟气循环流量。控制循环风机的转速可通过调整液力偶合器转速或变频 电机的转速来实现。
通过将环冷机风室隔离分为高温风室和低温风室，高温风室和低温风室中烧结矿料 上方设置风室传感器检测温度和压力，风室传感器连接到控制系统，根据高温风室和低 温风室的温度和压力，或根据双压无补燃余热锅炉入口的温度和压力，通过调节多个调 节风门，用于摸索烧结机的烧结工艺对烧结环冷机废气余热收集的影响程度，以得出最 佳的烧结机运行工况，即保证烧结矿料的质量，又能把更多的废气余热输送给烧结环冷 机，实现高温风室和低温风室内的废气温度最大化，最优化满足补汽式汽轮机的进口蒸 汽参数的要求，以实现烧结工艺过程产生的废1余热最大程度地用于发电，让汽轮发电 机组的发电量处于最高水、f，实现余热效率最大化。
以上也可以通过手动远操和就地操作调节风门的开度，控制进入高温段各个高温风 箱的流量保持合理，控制进入低温段各个低温风箱的流量保持合理，最终实现满足不同 工况下，最优化的运行方式，实现烧结矿料的废气余热得以最大化的充分利用。
本实用新型所设计的烧结环冷机余热发电循环烟气优化调节系统，采用高效烧结双 压无补燃余热锅炉配置补汽式汽轮机余热发电循环烟气系统，通过循环风机出u若千烟气支管和电动或气动调节风门分别和高温段风箱和低温段风箱相连接，并且高温段风箱 和低温段风箱采取隔离措施，可以合理地调节进入各个环冷机风箱的风压和风量，可以 满足不同工况下，最优化的运行方式，实现烧结矿料的废气余热得以最大化的充分利用。
通过控制系统动态调节各调节风门和循环风机的转速，使余热回收系统的出力维持 最大，在不影响原烧结环冷工艺流程的前提下，维持余热发电的稳定、高效、连续运行。
这种发电系统不但不需要消耗任何化石燃料，而且大幅度减少环冷机对空排放的热 量，减少热污染效果显著。有利于企业可持续发展目标的实现，相应减少了当地由常规 火电厂发电带来的S02、 NOx、粉尘之类的大气污染物。
本发明提供的烧结环冷机余热发电循环烟气优化调节系统，烧结环冷余热发电采用 最佳循环烟气量运行和进行合理配风调节的循环烟气系统尤为重耍，其特点为根据锅 炉入口烟气参数动态调整循环风机的转速，即通过调整液力偶合器转速或变频电机的转 速，以确保循环烟气量处于最佳状态，循环烟气量过高可能导致锅炉入口烟温过低、循 环烟气量过低导致锅炉出力不够。根据锅炉入口烟气参数的变化应该动态调整补风门的 开度，以确保锅炉进门烟道的安全；根据高低温段风箱温度，控制补风门的丌度，以确 保环冷机的正常运行。
丄作时，循环风机出口、进入各个烧结环冷机风箱的循环烟气需要合理配置岛低 温段的烧结矿料温度高时，来自环冷机风箱下的冷却风要适当加大，否则不能及时把这 段的烧结矿料的热量引导出来，高低温段的烧结矿料温度低时，来自环冷机风箱下的冷 却风要适当减少，以维持最大的烧结环冷机烧结矿料的余热利用效率，维持最大的余热 发电量，并确保热负荷比较稳定、确保余热发电工况的稳定。它对全国钢铁企业推广本 技术具有重大意义，仅每吨烧结矿能耗就45kg标煤，2006年全国炼铁为4亿吨，能耗 约2000万吨标煤，烧结过程中约34%的热能以烟气形式从主抽排入大气，约62%热能 由烧结物料带走，若对烧结物料中的40%热量进行余热冋收，则可节约标准煤至少500 万吨/年，减排(:021050万吨,/年，S02约26万吨/年。
图1是本实用新型实施例1结构示意图。
其中环冷机K高温段环冷机l-l、低温段环冷机l-2、环冷机风箱2、环冷机高
湍风箱2-1、环冷机低温风箱2-2、环冷机风室3、高温风室3-l、低温风室3-2、切换 挡板门4、烟囱5、双压无补燃余热锅炉6、双压补汽凝汽式汽轮机7、发电机8、补风 门9、循环风机10、旁路烟囱11、旁路烟囱风门12、循环风机出口风门13、循环烟气 调节风门14、控制系统15、烟道除尘器16、进气烟道17、风箱传感器18、风室传感器 19、锅炉烟气进口传感器20。
具体实施方式
下面通过实施例结合附图对本实用新型专利作进 -步的描述。实施例1
如图l所示，本实施例所提供的一种烧结环冷机余热发电循环烟气优化调节系统， 主要包括环冷机l、环冷机风箱2、环冷机风室3、切换挡板门4、烟囱5、双压无补
燃余热锅炉6、双压补汽凝汽式汽轮机7、发电机8、补风门9、循环风机IO、旁路烟囱 11、旁路烟囱风门12、循环风机出口阀门13、循环烟气调节风门14、控制系统15，环 冷机风室3分为高温风室3-1和低温风室3-2，高温风室3-1和低温风室3-2通过进气 烟道17分别连接双压无补燃余热锅炉6，双压无补燃余热锅炉6的蒸汽输出口连接到双 压补汽凝汽式汽轮机7，双压补汽凝汽式汽轮机7连接发电机8;双压无补燃余热锅炉6 的沉降室出口通过烟道和补风门9连接循环风机10，循环风机10通过出气烟道和旁路 烟囱11、旁路烟囱风门12、循环风机出口风门13、循环烟气调节风门14连接到环冷机 风箱2的进风口。
所述的高温风室3-l和低温风室3-2通过切换挡板门4、烟囱5、进气烟道]7分别 连接双压无补燃余热锅炉6，双压无补燃余热锅炉6入口或进气烟道17上设置有锅炉烟 气进口传感器20，锅炉烟气进n传感器20连接到控制系统15，控制系统15连接循环风 机IO。
所述的环冷机风箱2分为环冷机高温风箱2-1和环冷机低温风箱2-2，环冷机高温 风箱2-1和环冷机低温风箱2-2进口设置有循环烟气调节风门14，循环烟气调节风门14、 循环风机出口风门13、旁路烟囱风门12、旁路烟囱11连接成环冷机风箱2的风道。
在环冷机高温风箱2-1和环冷机低温风箱2-2上设置有风箱传感器18，风箱传感器 18连接到控制系统15，控制系统15连接循环烟气调节风门14。
在所述的高温风室3-1和低温风室3-2中设置有风室传感器19，风室传感器19连 接到控制系统15，控制系统15连接循环烟气调节风门14。
本实施例中，环冷机1分为高温段环冷机1-1和低温段环冷机1-2，环冷机风箱分 为高温段风箱2-l和低温段风箱2-2，环冷机风室分为高温风室3-l和低温风室3-2，循 环风机出口的烟道分成若干支管分别和高温段风箱2-1和低温段风箱2-2相连接，进入 高温段风箱2-1和低温段风箱2-2的烟道支管上均设置电动或气动循环烟气调节风门 14，高温风室3-1和低温风室3-2通过切换挡板门4、烟囱5、进气烟道17分别连接双 压无补燃余热锅炉6;双压无补燃余热锅炉6的高低压蒸汽输出U分别连接到双压补汽 凝汽式汽轮机7的主蒸汽口和低压补汽口，双压补汽凝汽式汽轮机7连接发电机8。在 此，切换挡板门4也口」'以是通过在三通的两个管道上分别设置两个阀门切换来实现，也 可用两个挡板们代替，这种等效的替换都属于本切换挡板门4的描述范围。
双压无补燃余热锅炉6的沉降室出口通过烟道和补风门9连接循环风机10，循环风 机10通过烟道、旁路烟囱ll、旁路烟囱风门12、循环风机出口阀门13、循环烟气调节 风门14连接到环冷机风箱2的进风口 。高温风室和低温风室中烧结矿料上方设置风室传感器19检测温度和压力，风室传感 器19连接到控制系统15，通过调节多个调节阀门14，用于摸索烧结机的烧结工艺对烧
结环冷机废气余热收集的影响程度，以得出最佳的烧结机运行工况，即保证烧结矿料的 质量，又能把更多的废气余热输送给烧结环冷机，以实现烧结工艺过程产生的废气余热 最人程度地用于发电。
进入双压无补燃余热锅炉6的高温进风烟道上设置有烟道除尘器16，除尘后进入锅 炉6。
使用时，双压无补燃余热锅炉6高低温烟气进口处或进U烟道17上的锅炉烟气进口 传感器20检测温度和压力，并将数据返回到控制系统15,控制系统15根据不同的情况， 控制循环风机10的转速，以控制循环的总的烟气量并保持系统的压力T衡，实现最大合 理的余热锅炉出力。在此控制循环风机10的转速可通过调整液力偶合器转速或变频电机 的转速來实现，
根据双压余热锅炉6高低温烟气进口处传感器20或进口烟道17上的传感器20检测 的压力，将数据返回到控制系统15，控制系统15根据不同的情况，控制补风门9的开 度，控制双压无补燃余热锅炉6高低温烟气进U处的压力不超过规定值，以确保双压无 补燃余热锅炉6高低温进口烟道的安全；
高温段风箱2-1和低温段风筘2-2分别设置风筘传感器18检测温度，并将数据返冋 到控制系统15，控制系统15根据不同的情况，控制补风门9的开度，控制高温段风箱 2-1和低温段风箱2-2的温度不超过规定值，以确保环冷机的正常运行。
根据双压无补燃余热锅炉6高低温烟气进n处传感器20或进n烟道17上的传感器 20检测的温度，将数据返冋到控制系统15，控制系统15根据不同的情况，控制切换挡 板1'」4的开度，控制双压无补燃余热锅炉6高低温烟气进口处的温度不超过规定值，以 确保双压无补燃余热锅炉6高低温进n烟道的安全。
根据烧结环冷机的运行工况，可以实施以下三种调节手段，以达到烧结矿料的废气 余热利用最大化
第一、通过高温段风箱2-1和低温段风箱2-2分别设置风箱传感器18检测压力，并 将数据返回到控制系统15，控制系统15根据不同的情况，控制各个循环烟气调节风门 14的开度，控制卨温段风箱2-1的压力和低温段风箱2-2的压力保持一致。
第二、通过高温段风箱2-1和低温段风箱2-2分别设置风箱传感器18检测压力，并 将数据返回到控制系统15,控制系统15根据不同的情况，控制各个循环烟气调节风门 14的开度，控制高温段风箱2-1的压力适当卨于低温段风箱2-2的压力。
第三、通过卨温段风箱2-1和低温段风箱2-2分别设置风箱传感器18检测压力，并 将数据返回到控制系统15，控制系统15根据不同的情况，控制各个循环烟气调节风门 14的开度，控制高温段风箱2-1的压力适当低于低温段风箱2-2的压力。当高温段环冷机l-l开启时，高温段的冷却风比较充足，对应的高温段的循环烟气 调节风门将随之适当关小，低温段的循环烟气调节风门将随之适当开大，以便适当增加 低温段的冷却风量。
当低温段环冷机l-2开启时，低温段的冷却风比较充足，对应的低温段的循环烟气 调节风门将随之适当关小，高温段的循环烟气调节风门将随之适当开大，以便适当增加 高温段的冷却风量。
以上也可以通过手动远操和就地操作循环烟气调节风门14的开度，控制进入高温段 各个高温风箱2-1的流量保持合理，控制进入低温段各个低温风箱2-2的流量保持合理， 最终实现满足不同工况下，最优化的运行方式，实现烧结矿料的废气余热得以最大化的 充分利用。
权利要求1.一种烧结环冷机余热发电循环烟气优化调节系统，主要包括环冷机(1)、环冷机风箱(2)、环冷机风室(3)、切换挡板门(4)、烟囱(5)、双压无补燃余热锅炉(6)、双压补汽凝汽式汽轮机(7)、发电机(8)、补风门(9)、循环风机(10)、旁路烟囱(11)、旁路烟囱风门(12)、循环风机出口阀门(13)、循环烟气调节风门(14)、控制系统(15)，其特征是环冷机风室(3)分为高温风室(3-1)和低温风室(3-2)，高温风室(3-1)和低温风室(3-2)通过进气烟道(17)分别连接双压无补燃余热锅炉(6)，双压无补燃余热锅炉(6)的蒸汽输出口连接到双压补汽凝汽式汽轮机(7)，双压补汽凝汽式汽轮机(7)连接发电机(8)；双压无补燃余热锅炉(6)的沉降室出口通过烟道和补风门(9)连接循环风机(10)，循环风机(10)通过出气烟道和旁路烟囱(11)、旁路烟囱风门(12)、循环风机出口风门(13)、循环烟气调节风门(14)连接到环冷机风箱(2)的进风口。
2. 根据权利要求1所述的烧结环冷机余热发电循环烟气优化调节系统，其特征是所 述的高温风室(3-1)和低温风室(3-2)通过切换挡板门(4)、烟囱(5)、 进气烟道(17)分别连接双压无补燃余热锅炉(6)，双压无补燃余热锅炉(6) 入口或进气烟道(17)上设置有锅炉烟气进口传感器(20)，锅炉烟气进口传感器(20)连接到控制系统(15)，控制系统(15)连接循环风机(10)。
3. 根据权利要求1或2所述的烧结环冷机余热发电循环烟气优化调节系统，其特征 是所述的环冷机风箱(2)分为环冷机高温风箱(2-l)和环冷机低温风箱(2-2)， 环冷机高温风箱(2-1)和环冷机低温风箱(2-2)进口设置有循环烟气调节 风门(14)，循环烟气调节风门(14)、循环风机出口风门(13)、旁路烟囱风门 (12)、旁路烟囱(11)连接成环冷机风箱(2)的风道。
4. 根据权利要求3所述的烧结环冷机余热发电循环烟气优化调节系统，其特征是在 环冷机高温风箱(2-1)和环冷机低温风箱(2-2)上设置有风箱传感器(丄8)， 风箱传感器(18)连接到控制系统(15)，控制系统(15)连接循环烟气调节 风门(14)。
5. 根据权利要求1或2所述的烧结环冷机余热发电循环烟气优化调节系统，艽特征 是在所述的高温风室(3-1)和低温风室(3-2)中设置有风室传感器(19)，风室传感器(19)连接到控制系统(15)，控制系统(15)连接循环烟气调节 风门(14)。
6. 根据权利要求3所述的烧结环冷机余热发电循环烟气优化调节系统，其特征是在 所述的高温风室(3-1)和低温风室(3-2)中设置有风室传感器(19)，风室 传感器(19)连接到控制系统(15)，控制系统(15)连接循环烟气调节风门(14)。
7. 根据权利要求4所述的烧结环冷机余热发电循环烟气优化调节系统，其特征是在 所述的高温风室(3-1)和低温风室(3-2)中设置有风室传感器(19)，风室 传感器(19)连接到控制系统(15)，控制系统(15)连接循环烟气调节风门(14)。
专利摘要本实用新型公开了一种烧结环冷机余热发电循环烟气优化调节系统，主要包括环冷机、环冷机风箱、环冷机风室、切换挡板门、双压无补燃余热锅炉、双压补汽凝汽式汽轮机，环冷机风室分为高温风室和低温风室，高温风室和低温风室通过进气烟道分别连接双压无补燃余热锅炉，双压无补燃余热锅炉的蒸汽输出口连接到双压补汽凝汽式汽轮机，双压无补燃余热锅炉的沉降室出口通过烟道和补风门连接循环风机。本实用新型具有最高的余热回收效率，能够最大限度地利用烧结矿料的余热，维持余热发电的稳定、高效和连续运行，对钢铁企业生产意义重大。
文档编号F22B1/18GK201397054SQ20092011748
公开日2010年2月3日 申请日期2009年4月13日 优先权日2009年4月13日
发明者何世民, 周海平, 琼 姚, 宋宜清, 东 沈, 雷 金 申请人:浙江西子联合工程有限公司