专利名称：：一种烧结环冷机废气余热发电系统的制作方法
技术领域：
：本发明涉及烧结环冷机废气的利用，特别涉及一种烧结环冷机废气余热发电系统。
背景技术：
：现有，钢铁行业使用较多的烧结工序环冷机废气余热发电系统有参见图1现有第一种烧结工序环冷机废气余热发电系统。该系统使用双压余热锅炉lla、补汽式汽轮机13a。现有第一种烧结工序环冷机废气余热发电系统只利用了高温段烟气排放口8a排放的烟气。由于高温段烟气排放口8a排出烟气的温度一般为36(TC左右，这样余热锅炉的主蒸汽参数较低，因而发电量不高。自用电率较低，自用电率一般〉11%。总耗电量=风机的耗电量+发电站其它部分的耗电量。自用电率=总耗电量/总发电量。参见图2现有第二种烧结工序环冷机废气余热发电系统。该系统相对上述第一种系统的区别在于，增加了锅炉废气再循环工艺。现有第二种烧结工序环冷机废气余热发电系统，将经过双压余热锅炉11a的废气通过锅炉引风机12a回引到高温段邻接低温段的风箱中。由于利用了双压余热锅炉的废气，使得高温段烟气排放口8a排放的废气能提高至40(TC左右，可以提高双压余热锅炉入口的废气温度。虽然双压余热锅炉的主蒸汽参数也可相应提高，发电量高于上述第一种系统，但现有第二种烧结工序环冷机废气余热发电系统自用电率一般>16%,发电量仍受到一定的限制。公告号为CN201072303Y的实用新型专利，公开了一种烧结余热发电中带冷才几尾部烟气循环装置。该专利通过在与高温区烟罩相邻的至少一个^^温区烟罩上的低温区烟囱上有低温烟气连管连接循环烟管，循环烟管连接低温烟气进管，该低温烟气进管连接到高温烟罩对应的带冷才几风室。虽然由于循环烟管连接低温烟气进管，使得高温区的废气温度有少量的提高，使得后续设备一一余热锅炉的主蒸汽参数仍然较低，发电量没有明显提高。而且由于循环烟管连接在低温烟气进管，使得低温区对物料的冷却效果很差。因此，如何提供一种烧结环冷机废气余热发电系统，在不影响烧结工艺性能的前提下，提高余热锅炉废气的入口温度，是本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容本发明的目的是提供一种烧结环冷机废气余热发电系统，用于在不影响烧结工艺性能的前提下，提高余热锅炉废气的入口温度。本发明提供一种烧结环冷才几废气余热发电系统，所述系统包括第一烟气罩，设置在环冷机低温区上用于收集低温区烟气；第二烟气罩，设置在环冷机高温区上用于收集高温区烟气；风管，用于连通所述第一烟气罩和环冷机高温区冷却风道；第一鼓风机，将所述风管中的环冷机低温区排出的烟气，与室外冷却风进风管进入的室外冷却风叠加，共同作为环冷机高温区的冷却风；第一烟气管路，用于连通所述第二烟气罩和双压余热锅炉进风管；所述双压余热锅炉，用于将第一烟气管路中的烟气转化为高压蒸汽和低压蒸汽，所述高压蒸汽进入补汽式汽轮机的高压段做功，所述低压蒸汽进入补汽式汽轮机的低压段做功；所述补汽式汽轮机，用于带动发电机组进行发电。优选地，在所迷第一烟气管路上设置除尘器。优选地，在所述风管上设置风阀。优选地，在所述第一烟气管路上"i殳置风阀。优选地，所述室外冷却风进风管上设置风阀。本发明还提供一种烧结环冷机废气余热发电系统，所述系统包括第一烟气罩，设置在环冷机低温区上用于收集低温区烟气；第二烟气罩，设置在环冷机高温区上用于收集高温区烟气；第三烟气罩，设置在环冷机中温区上用于收集中温区烟气；风管，用于连通所述第一烟气罩和环冷机高温区冷却风道，或，连通所述第三烟气罩和环冷才几高温区冷却风道；第一烟气管路，用于连通所述第二烟气罩和双压余热锅炉进风管；第二烟气管路，用于连通所述第三烟气罩和双压余热锅炉进风管；第一鼓风机，将所述风管中的环冷机低溫区排出的烟气，与室外冷却风进风管进入的室外冷却风叠加，共同作为环冷机高温区的冷却风；第二鼓风机，将所述风管中的环冷机低溫区排出的烟气，与室外冷却风进风管进入的室外冷却风叠加，共同作为环冷;t几中温区的冷却风；所述双压余热锅炉，用于将第一烟气管路和第二烟气管路中的烟气转化为高压蒸汽和低压蒸汽，所述高压蒸汽进入补汽式汽轮机的高压段做功，所述低压蒸汽进入补汽式汽轮机的低压段啦支功；所述补汽式汽轮机，用于带动发电机组进行发电。优选地，在所述第一烟气管路上设置除尘器。优选地，所述第一烟气管^^与所述双压余热锅炉的过热器相连；所述第二烟气管路与所述双压余热锅炉的次高压蒸发器相连。优选地，在所述风管上设置风阀。优选地，在所述第一烟气管路上设置风阀。优选地，所述室外冷却风进风管上设置风阀。与现有技术相比，本发明具有以下优点本发明实施例所述烧结环冷机废气余热发电系统的风管连通所述第一烟气罩和环冷机高温区冷却风道，通过第一鼓风机将风管中的环冷机低温区排出的烟气，与室外冷却风进风管进入的室外冷却风叠加，共同作为环冷机高温区的冷却风。由于经叠加后环冷机高温区的冷却风温度相对室外冷却风进风管冷却风温度有所提高，但不会不影响烧结工艺性能，经叠加后环冷机高温区的冷却风与高温区灼热的物料充分热交换后，第二烟气罩收集的烟气温度可以由360°C(平均)提高至450。C(平均)以上，有效提高烟气再利用的效率。由于第二烟气罩收集烟气温度由360°C(平均)提高至450。C(平均)以上，双压余热锅炉的主蒸汽温度也相应由33(TC可提高至390°C，使得补汽式汽轮机的发电热耗率降低，发电量相应增加。图1为现有第一种烧结工序环冷机废气余热发电系统结构图；图2为现有第二种烧结工序环冷机废气余热发电系统结构图；图3为本发明所述烧结环冷机废气余热发电系统第一实施例结构6图4为本发明所述烧结环冷机废气余热发电系统第二实施例结构图。具体实施例方式本发明提供一种烧结环冷机废气余热发电系统，用于在不影响烧结工艺性能的前提下，提高余热锅炉废气的入口温度。参见图3,该图为本发明所述烧结环冷机废气余热发电系统第一实施例结构图。一般情况下，环冷机进口1的给矿温度平均在700800。C之间，环冷机出口2的矿温要求在15(TC以下。烧结矿冷却过程中，烧结矿所携带的热量寻皮转换成废气显热，废气温度从前到后逐步降低，给矿部位废气温度最高。鼓风冷却时，根据测试，一般在45(TC左右，排矿部位废气温度最低，一般在150。C以下。高温部分废气的温度在300~450。C之间，根据测量结果，这部分废气占整个废气量的30%~40%;低于300。C的废气量占所有废气量的60%以上。本发明实施例所述烧结环冷机废气余热发电系统的取热，一般根据单台鼓风;I/L的风量来分段，第一鼓风机3为第一段，第二鼓风机4为第二段。本发明实施例所述烧结环冷机废气余热发电系统一般取第一段，即高温段(废气温度360-400°C)废气热量，由于第二段的废气温度不高，即低温段(一般低于250°C),一般不利用，而是从原烟囱排入大气。本发明第一实施例所述烧结环冷机废气余热发电系统，包括第一烟气罩102,设置在环冷机低温区上用于收集低温区烟气。第二烟气罩101，设置在环冷机高温区上用于收集高温区烟气。风管7,用于连通所述第一烟气罩102和环冷机高温区冷却风道。第一鼓风机3，将所述风管7中的环冷机低温区排出的烟气，与室外冷却风进风管6进入的室外冷却风叠加，共同作为环冷机高温区的冷却风。第一烟气管路9,用于连通所述第二烟气罩101和双压余热锅炉11的进风管。在第一烟气管路9上可以设置有除尘器，从而保证进入欢压余热锅炉11的废气质量。在所述风管7上可以设置用于调节风量的风阀164。在所述第一烟气管路9上可以设置用于调节风量的风阀162。所述室外冷却风进风管6上可以设置用于调节风量的风阀165。在连接第一烟气罩102的第一烟囱81上也可以设置用于调节风量的风阀161。在连接第二烟气罩101的第二烟囱82上也可以设置用于调节风量的风阀163。所述双压余热锅炉11,用于将第一烟气管3各9中的烟气转化为高压蒸汽和低压蒸汽，所述高压蒸汽进入补汽式汽轮机13的高压段做功，所述低压蒸汽进入补汽式汽轮机13的低压段做功。所述补汽式汽轮机13,用于带动发电机组14进行发电。本发明实施例所述烧结环冷机废气余热发电系统的风管7连通所述第一烟气罩102和环冷机高温区冷却风道，通过第一鼓风机3将风管7中的环冷机低温区排出的烟气，与室外冷却风进风管进入的室外冷却风叠力口，共同作为环冷机高温区的冷却风。由于经叠加后环冷机高温区的冷却风温度相对室外冷却风进风管冷却风温度有所提高，但不会不影响烧结工艺性能，经叠加后环冷机高温区的冷却风与高温区灼热的物料充分热交换后，第二烟气罩101收集的烟气温度可以由360°C(平均)提高至450°C(平均)以上，有效提高烟气再利用的效率。由于第二烟气罩101收集烟气温度由360°C(平均)提高至450°C(平均)以上，双压余热锅炉11的主蒸汽温度也相应由330。C可提高至390°C,使得补汽式汽轮机13的发电热耗率降低，发电量相应增加。研究表明当冷却介质(空气)的初温为120°C,通过与烧结环冷机矿料的热交换后，第二烟气罩IOI收集的废气温度比直接采用室外空气冷却时，将提高45°C。采用更高温度的冷却介质(<250°C)时，是能够将环冷机高温段废气的温度提高至450。C以上，为了防止高温段废气的温度过高，在第一鼓风机3的进风管上，设置有用于补充室外冷空气的风阀165,由风阀165来控制高温段废气的温度。这样做的好处在于第一，通过提高余热锅炉入口废气的温度，可以大幅提高余热锅炉的热量回收量；同时提高了余热锅炉主蒸汽温度，根据热力学第二定律，热源温度越高，热效率越高，发电量将增加。第二，与
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系统2相比，由于热量回收(或叠加)的方式不一样，废气管道阻力的降低，使风机的电耗降低，可以减少发电站自用电率。第三，热风冷却烧结矿可减少高温矿料的急冷破碎现象，提高烧结矿质量。参见图4，该图为本发明所述烧结环冷机废气余热发电系统第二实施例结构图。当高溫废气型大型烧结环冷机〉235m2时，可将冷却区分为高温段、中温段和低温段。本发明所述烧结环冷机废气余热发电系统第二实施例，相对第一实施例的区别在于，第二鼓风机用于将所述风管中的环冷机低温区排出的烟气，与室外冷却风进风管进入的室外冷却风叠加，共同作为环冷机中温区的冷却风。当高温废气型大型烧结环冷机〉235m2时，可将冷却区分为高温段、中温,爻和低温^殳。本发明第二实施例所述烧结环冷机废气余热发电系统，包括第一烟气罩102,设置在环冷机低温区上用于收集低温区烟气。第二烟气罩101，设置在环冷机高温区上用于收集高温区烟气。第三烟气罩103,设置在环冷机中温区上用于收集中温区烟气。风管7,用于连通所述第一烟气罩102和环冷机高温区冷却风道。风管7也可以用于连通所述第三烟气罩103和环冷机高温区冷却风道。第一烟气管路9,用于连通所述第二烟气罩101和双压余热锅炉11进风管。第二烟气管路IO,用于连通所述第三烟气罩103和双压余热锅炉11的进风管。第一鼓风机3，将所述风管7中的环冷机低温区排出的烟气，与室外冷却风进风管6进入的室外冷却风叠加，共同作为环冷机高温区的冷却风。第二鼓风机4，将所述风管7中的环冷机低温区排出的烟气，与室外冷却风进风管6进入的室外冷却风叠加，共同作为环冷机中温区的冷却风。所述双压余热锅炉11,用于将第一烟气管路9和第二烟气管路10中的烟气转化为高压蒸汽和低压蒸汽，所述高压蒸汽进入补汽式汽轮机13的高压段做功，所迷低压蒸汽进入补汽式汽轮机13的低压段做功。所述补汽式汽轮机13,用于带动发电机组14进行发电。在所述第一烟气管路9可以上设置有除尘器，从而保证进入双压余热锅炉11的废气质量。所述第一烟气管路9与所述双压余热锅炉11的过热器111相连。所述第二烟气管路10与所述双压余热锅炉11的次高压蒸发器112相连。在所述风管7、第一烟气管路9、室外冷却风进风管6上可以设置风阀。本发明第二实施例所述烧结环冷机废气余热发电系统，对环冷机第一鼓风段)或低温段(对于大型环冷机第3段)的低温废气(25(TC),将低温段的低温废气的热量与高温段废气的热量叠加，从而使高温段废气的温度由36(TC提高至450。C以上，双压余热锅炉11的主蒸汽温度相应可由330。C提高至390°C，补偿汽轮机13的发电热耗率将降低，发电量相应增加。本发明所述系统在使用时，首先开启风阀161、163、165、166、168，关闭风阀162、164、167,烧结矿首先进入环冷才几，开启第一鼓风机3、第二鼓风机4、第三鼓风机5进行矿料的冷却，排出冷却高温废气；然后开启风阀162、164、167,关闭风阀161、163、166,关小风阀165、168,开启锅炉引风才几12,将高温废气通过第一烟气管路9、或第二烟气管路10引入双压余热锅炉11,产生高压蒸汽和低压蒸汽，高压蒸汽进入补汽式汽4仑才几13高压賴J故功，低压蒸汽进入补汽式汽轮机13低压段做功，补汽式汽轮机13带动发电机组14进行发电。调节风阀165、168的开度，可以控制环冷机废气的排出温度，使排出温度控制在450。C。为了便于本领域技术人员的理解，下面以现有1801112烧结机余热发电系统为例，对本发明做进一步描述。以现有180nf烧结才几余热发电系统为例烧结机烧结面积180m2环冷机冷却面积228nf环冷才几鼓风才几4台，风量25x104Nm3/h,风压3844-3697Pa，风温20。C。电才几功率400kW。取高温段(第l段)废气(考虑漏风的影响)热源废气量取20x104Nm3/h。双压余热锅炉+烟道烟气阻力2000Pa参见表1:180nf烧结机余热发电系统与
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中现有两种系统的各种不同技术所能够生产的发电量比较表。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>当环冷机不利用废气发电时第一鼓风才几轴功率Pf=337kW。采用现有第一种系统工艺时，双压余热锅炉+烟道废气总阻力为2000Pa,锅炉引风机轴功率Pf=241kW(发电时消耗的电量)。采用现有第二种系统工艺时，双压余热锅炉与烟道烟气和料层总阻力为600Pa，锅炉循环风机轴功率Pf=808kW;第一鼓风^L不工作；发电时消库毛的电量808-337=471kW。采用本发明实施例所述系统时，双压余热锅炉与烟道废气总烟气阻力为2000Pa，锅炉引风机轴功率Pf=241kW;第一鼓风机由于采用20(TC-250。C的热风，轴功率将增加为Pf=523kW,比环冷机不利用废气发电时增力。523-337=186kW;发电时消壽毛的电量241+186=427kW。从上可以看出，采用本发明实施例所述系统时,发电量和供电量为最大。余热发电站自用电率在现有的两工艺之间。以上所述仅为本发明所述烧结环冷机废气余热发电系统的优选实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。权利要求1、一种烧结环冷机废气余热发电系统，其特征在于，所述系统包括第一烟气罩，设置在环冷机低温区上用于收集低温区烟气；第二烟气罩，设置在环冷机高温区上用于收集高温区烟气；风管，用于连通所述第一烟气罩和环冷机高温区冷却风道；第一鼓风机，将所述风管中的环冷机低温区排出的烟气，与室外冷却风进风管进入的室外冷却风叠加，共同作为环冷机高温区的冷却风；第一烟气管路，用于连通所述第二烟气罩和双压余热锅炉进风管；所述双压余热锅炉，用于将第一烟气管路中的烟气转化为高压蒸汽和低压蒸汽，所述高压蒸汽进入补汽式汽轮机的高压段做功，所述低压蒸汽进入补汽式汽轮机的低压段做功；所述补汽式汽轮机，用于带动发电机组进行发电。2、根据权利要求1所述的烧结环冷机废气余热发电系统，其特征在于，在所述第一烟气管路上设置除尘器。3、根据权利要求1所述的烧结环冷机废气余热发电系统，其特征在于，在所述风管上设置风阀。4、根据权利要求1所述的烧结环冷机废气余热发电系统，其特征在于，在所述第一烟气管路上设置风阀。5、根据权利要求1所述的烧结环冷机废气余热发电系统，其特征在于，所述室外冷却风进风管上设置风阀。6、一种烧结环冷机废气余热发电系统，其特征在于，所述系统包括第一烟气罩，设置在环冷机低温区上用于收集低温区烟气；第二烟气罩，设置在环冷机高温区上用于收集高温区烟气；第三烟气罩，设置在环冷机中温区上用于收集中温区烟气；风管，用于连通所述第一烟气罩和环冷机高温区冷却风道，或，连通所述第三烟气罩和环冷机高温区冷却风道；第一烟气管路，用于连通所述第二烟气罩和双压余热锅炉进风管；第二烟气管路，用于连通所述第三烟气罩和双压余热锅炉进风管；第一鼓风机，将所述风管中的环冷机低温区排出的烟气，与室外冷却风进风管进入的室外冷却风叠加，共同作为环冷机高温区的冷却风；第二鼓风机，将所述风管中的环冷机低温区排出的烟气，与室外冷却风进风管进入的室外冷却风叠加，共同作为环冷机中温区的冷却风；所述双压余热锅炉，用于将第一烟气管路和第二烟气管路中的烟气转化为高压蒸汽和低压蒸汽，所述高压蒸汽进入补汽式汽轮机的高压段做功，所述低压蒸汽进入补汽式汽轮机的低压段做功；所述补汽式汽轮机，用于带动发电机组进行发电。7、根据权利要求6所述的烧结环冷机废气余热发电系统，其特征在于，在所述第一烟气管路上设置除尘器。8、根据权利要求6所述的烧结环冷机废气余热发电系统，其特征在于，所述第一烟气管路与所述双压余热锅炉的过热器相连；所述第二烟气管路与所述双压余热锅炉的次高压蒸发器相连。9、根据权利要求6或8所述的烧结环冷机废气余热发电系统，其特征在于，在所述风管上设置风阀。10、根据权利要求6所述的烧结环冷机废气余热发电系统，其特征在于，在所述第一烟气管^Ji设置风阀。11、根据权利要求6所述的烧结环冷机废气余热发电系统，其特征在于，所述室外冷却风进风管上设置风阀。全文摘要一种烧结环冷机废气余热发电系统包括第一烟气罩，设置在环冷机低温区上；第二烟气罩，设置在环冷机高温区上；风管，连通第一烟气罩和环冷机高温区冷却风道；第一鼓风机，将风管中的环冷机低温区排出的烟气，与室外冷却风叠加，共同作为环冷机高温区的冷却风；第一烟气管路，用于连通第二烟气罩和双压余热锅炉进风管；双压余热锅炉，用于将第一烟气管路中的烟气转化为高压蒸汽和低压蒸汽，高压蒸汽进入补汽式汽轮机的高压段做功，低压蒸汽进入补汽式汽轮机的低压段做功；补汽式汽轮机，用于带动发电机组进行发电。本发明提供一种烧结环冷机废气余热发电系统，用于在不影响烧结工艺性能的前提下，提高余热锅炉废气的入口温度。文档编号F01D15/00GK101672578SQ20091021019公开日2010年3月17日申请日期2009年10月30日优先权日2009年10月30日发明者忠徐申请人:中冶长天国际工程有限责任公司