一种可调控的全循环风烧结机冷却机余热发电系统的制作方法

本发明涉及钢铁等冶金行业烧结工艺段的余热发电系统，尤其是涉及一种可调控的全循环风烧结机冷却机余热发电系统。

背景技术：

钢铁工业是能源消耗最大的产业部门之一，而烧结生产能耗约占钢铁企业能耗的10%左右，仅次于炼铁工序。因此，烧结工序节能在钢铁企业的节能工作中占有十分重要的地位。一般来讲，在烧结工序中，热烧结矿显热和烧结主烟道烟气显热占烧结总能耗的50%以上，为此，尽可能地利用这部分余热资源是烧结节能降耗的重要途径。

近些年来，在保证烧结矿质量的同时，钢铁行业不断关注和重视烧结节能技术的应用与开发，并已取得了显著成效。在利用烧结余热资源中，主要采用低温余热发电技术，其优点不仅在于能够回收余热，而且也解决了余热蒸汽的升值利用问题，带来了明显的经济效益和社会效益。

目前，烧结冷却余热发电技术中，主要是回收部分冷却机（带冷机或环冷机）的余热，主要形式是在冷却机前段设置高温取风口，通过余热锅炉换热后，再将低温烟气经由循环风机，送回冷却机用于冷却烧结矿料。该余热回收系统已是目前常规应用的烧结工艺余热回收技术，极大程度上回收了烟气余热，并产生客观的经济效益。但该技术目前还存在许多不足：首先，受气候影响，取风口的烟气温度波动较大，导致系统运行不稳定；其次目前常规余热锅炉的烟气出口温度较高，一是余热回收不充分，二是对冷却机设备工作稳定性、寿命影响较大；另外，现阶段对烧结机冷却机的漏风问题处理并不理想，且运行成本较高。

因此，该行业更加迫切需要一种更加稳定、更加高效的余热发电技术，充分回收余热，降低能耗，减少环境污染。

技术实现要素：

鉴于现有技术存在的问题，本发明提供一种更加稳定、更加高效的可调控的全循环风烧结机冷却机余热发电系统。采用本系统解决目前钢铁烧结机冷却机余热发电系统不稳定、波动大的问题，且余热回收率高、热量损失少、减少环境污染。

本发明采取的技术方案是：一种可调控的全循环风烧结机冷却机余热发电系统，其特征在于：包括可调控烟风量及风温的、多点取风的烟风循环系统以及可调控蒸汽参数的组合式余热发电系统；所述的烟风循环系统包括高温取风烟罩及管路、中温一区可调控取风烟罩及管路、中温二区可调控取风烟罩及管路、引风机、循环风机和烧结机冷却机密封系统；所述的余热发电系统至少且不限于包含烧结机大烟道模块式锅炉、可调控蒸汽参数的冷却机模块式双压余热锅炉、由汽机系统、化学水系统、循环冷却水系统、汽水测温测压及流量监测装置、汽水自动化在线监测控制系统构成的其他余热发电系统设备和由烟风测温测压及流量监测装置和烟风自动化在线监测控制系统构成的其他烟风控制系统；其中烧结机大烟道模块式锅炉安装在烧结机的大烟道上，所述的烧结机冷却机密封系统安装在烧结机或冷却机壳体上，高温取风烟罩及管路、中温一区可调控取风烟罩及管路和中温二区可调控取风烟罩及管路均安装在冷却机上部，在高温取风管路、中温一区取风管路和中温二区取风管路上均设置有烟道阀，冷却机上部还安装有各级烟囱，其中，中温一区可调控取风烟罩及管路与中温二区可调控取风烟罩及管路连通，高温取风烟罩及管路和中温一区可调控取风烟罩及管路分别与冷却机模块式双压余热锅炉上部的两个烟气进口连通，冷却机模块式双压余热锅炉尾部的一个烟气出口通过引风管路与引风机的输入口连通，引风机的输出口通过引风管路与冷却机连通，冷却机模块式双压余热锅炉尾部的另一个烟气出口通过循环补风管路与循环风机的输入口连通，循环风机的输出口通过循环补风管路与冷却机连通，同时其他烟风控制系统设置在循环补风管路上，其他余热发电系统设备连接在冷却机模块式双压余热锅炉上，冷却机模块式双压余热锅炉尾部烟气出口还连通一根补冷风管路。

本发明所述的引风机的输出口通过引风管路分两路分别与冷却机鼓风机连通，还有一路通过引风管路与冷却机上安装的各级烟囱连通；所述的循环风机的输出口通过循环补风管路分三路与冷却机连通，补冷风管路、引风管路和循环补风管路上分别安装有烟道阀。

本发明所述的取风烟罩内设置有可以快速调整隔断位置的烟室隔板。

本发明所述的烧结机大烟道模块式锅炉与冷却机模块式双压余热锅炉均采用模块化单元结构，用于将烧结机大烟道模块式锅炉生产的饱和蒸汽送入冷却机模块式双压余热锅炉进行过热。

本发明所述的烧结机冷却机密封系统采用风幕加柔性密封或者采用磁性加柔性密封相结合的两种密封方式中的任意一种。

本发明与现有技术相比有如下优点：

a、设置三个（或以上）带烟风阀控制的取风口，可以更加充分的提取高品质含余热烟气，减少热量损失。

b、通过对各段取风烟罩内的烟室隔板调整切换，以及各取风管的阀门调控，可以更加高效的提高进入余热锅炉的烟气品质，增强余热发电系统的稳定性。

c、采用可调控蒸汽参数的模块式双压余热锅炉，减少安装工程量，并可以将余热锅炉出口废气温度降到约130℃，提高发电量的同时减少循环风对冷却机设备的影响。

d、密封形式采用风幕加柔性密封或者磁性加柔性相结合，可以更加有效的解决漏风问题，减少设备能耗及热量损失，减少环境污染。

e、通过对循环补风管路和引风管路的优化，使烟风系统能够更大程度的实现烟气全循环。

附图说明

图1为本发明的系统连接示意图。

图中标号说明：1-1高温取风烟罩及管路，1-2中温一区可调控取风烟罩及管路，1-3中温二区可调控取风烟罩及管路，1-4烟道阀，1-5烟室隔板，1-6循环补风管路，1-7补冷风管路，1-8引风管路，1-9引风机，1-10循环风机,1-11烧结机冷却机密封系统、1-12各级烟囱，1-13烟气测温测压及流量监测装置,1-14烟气自动化在线监测控制系统,2-1烧结机大烟道模块式锅炉，2-2可调控蒸汽参数的冷却机模块式双压余热锅炉,2-3汽机系统，2-4化学水系统，2-5循环冷却水系统，2-6汽水测温测压及流量监测装置，2-7汽水自动化在线监测控制系统。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

参照图1，本系统包括可调控烟风量及风温的、多点取风的烟风循环系统以及可调控蒸汽参数的组合式余热发电系统；烟风循环系统包括高温取风烟罩及管路1-1、中温一区可调控取风烟罩及管路1-2、中温二区可调控取风烟罩及管路1-3、引风机1-9、循环风机1-10和烧结机冷却机密封系统1-11；余热发电系统至少且不限于包含烧结机大烟道模块式锅炉2-1、可调控蒸汽参数的冷却机模块式双压余热锅炉2-2、由汽机系统2-3、化学水系统2-4、循环冷却水系统2-5、汽水测温测压及流量监测装置2-6、汽水自动化在线监测控制系统2-7构成的其他余热发电系统设备和由烟气测温测压及流量监测装置1-13和烟气自动化在线监测控制系统1-14构成的其他烟风控制系统；其中烧结机大烟道模块式锅炉2-1安装在烧结机的大烟道上，所述的烧结机冷却机密封系统1-11安装在烧结机或冷却机壳体上，高温取风烟罩及管路1-1、中温一区可调控取风烟罩及管路1-2和中温二区可调控取风烟罩及管路1-3均安装在冷却机上部，在高温取风管路、中温一区取风管路和中温二区取风管路上均设置有烟道阀1-4，冷却机上部还安装有各级烟囱1-12，其中，中温一区可调控取风烟罩及管路1-2与中温二区可调控取风烟罩及管路1-3连通，高温取风烟罩及管路1-1和中温一区可调控取风烟罩及管路1-2分别与冷却机模块式双压余热锅炉2-2上部的两个烟气进口连通，冷却机模块式双压余热锅炉2-2尾部的一个烟气出口通过引风管路1-8与引风机1-9的输入口连通，引风机1-9的输出口通过引风管路1-8与冷却机连通，冷却机模块式双压余热锅炉2-2尾部的另一个烟气出口通过循环补风管路1-6与循环风机1-10的输入口连通，循环风机1-10的输出口通过循环补风管路1-6与冷却机连通，同时其他烟风控制系统设置在循环补风管路1-6上，其他余热发电系统设备连接在冷却机模块式双压余热锅炉2-2上，冷却机模块式双压余热锅炉2-2尾部烟气出口还连通一根补冷风管路1-7。

本系统的引风机1-9的输出口通过引风管路1-8分两路分别与冷却机鼓风机连通，还有一路通过引风管路1-8与冷却机上安装的各级烟囱1-12连通；循环风机1-10的输出口通过循环补风管路1-6分三路与冷却机连通，补冷风管路1-7、引风管路1-8和循环补风管路1-6上也分别安装有烟道阀1-4。

本系统的取风烟罩内设置有可以快速调整隔断位置的烟室隔板1-5。

本系统的烧结机大烟道模块式锅炉2-1与冷却机模块式双压余热锅炉2-2均采用模块化单元结构，用于将烧结机大烟道模块式锅炉2-1生产的饱和蒸汽送入冷却机模块式双压余热锅炉2-2进行过热。

本系统的烧结机冷却机密封系统1-11采用风幕加柔性密封或者采用磁性加柔性密封相结合的两种密封方式中的任意一种。

在上述的烟风循环系统内，烟气采用全循环风形式，设置有至少且不限于三个取风烟罩及管路，三路烟风最终均进入可调控蒸汽参数的冷却机模块式双压余热锅炉。各段取风烟罩内设置有可以快速调整隔断位置的烟室隔板。

高温取风烟罩及管路1-1位于冷却机进料口附近，此处烟气品质相对较好，烟气取出后直接送入冷却机模块式双压余热锅炉2-2的过热段。中温一区可调控取风烟罩及管路1-2稍微靠后，再往后是中温二区可调控取风烟罩及管路1-3，两个中温取风口取的烟气进行混合后，从冷却机模块式双压余热锅炉2-2的蒸发段位置进入锅炉；高温取风管路、中温一区取风管路和中温二区取风管路上均设置有烟道阀1-4，并且在相邻两个取风口之间的烟风罩内部设置有多个可调位置的烟室隔板1-5，通过对阀门和隔板的调节，可以在不同季节根据不同工况、不同要求为余热发电系统提供稳定的高品质余热烟气；余热烟气进入可调控蒸汽参数的冷却机模块式双压余热锅炉2-2换热后，由尾部排除，分为两路，分别进入循环补风管路1-6和引风管路1-8，其中锅炉尾部还设有补冷风管路1-7，主要用于调节烟气温度；然后在引风机1-9和循环风机1-10的作用下进入冷却机底部烟室对烧结完的物料进行冷却，经过物料后又变成温度较高的高品质烟气进入顶部烟风罩和取风口，再次循环；另外冷却机的物料车与下部烟室和上部烟风罩之间以及顶部烟风罩的端部均设置有烧结机冷却机密封系统1-11，可以避免过多的冷风参入和高温烟气外泄。在以上装置及系统的共同作用下，形成一个全循环的烟风系统。

另外，在图1所示的烧结机大烟道模块式锅炉2-1位于烧结机尾部下料侧的大烟道上，可以将此处的高品质余热进行回收，根据此处烟气及结构特性，只用来产生饱和蒸汽，送入可调控蒸汽参数的冷却机模块式双压余热锅炉2-2，且锅炉软水也来自可调控蒸汽参数的冷却机模块式双压余热锅炉2-2的热水段。以上两部分锅炉均采用模块式箱体组合，便于现场安装；烧结机大烟道模块式锅炉2-1和可调控蒸汽参数的冷却机模块式双压余热锅炉2-2与汽机系统2-3、化学水系统2-4、循环冷却水系统2-5、汽水测温测压及流量监测装置2-6、汽水自动化在线监测控制系统2-7共同组成一个高效的可调控蒸汽参数的组合式余热发电系统。