一種燒結(jié)余熱資源逐級(jí)回收與梯級(jí)利用的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種燒結(jié)余熱資源逐級(jí)回收與梯級(jí)利用的系統(tǒng)，包括：冷卻子系統(tǒng)和余熱資源梯級(jí)利用子系統(tǒng)；冷卻子系統(tǒng)包括：環(huán)冷機(jī)、余熱煙罩、高壓過(guò)熱器、余熱鍋爐、低壓過(guò)熱器、熱媒換熱器；余熱煙罩設(shè)置在高溫冷卻段，余熱煙罩的出氣口分別連接余熱鍋爐和熱風(fēng)利用裝置，余熱煙罩內(nèi)設(shè)有高壓過(guò)熱器，且高壓過(guò)熱器的輸出端與中壓蒸汽利用裝置相連；余熱鍋爐的出氣口分別連接至熱風(fēng)利用裝置和/或環(huán)冷機(jī)，余熱鍋爐內(nèi)設(shè)有低壓過(guò)熱器，低壓過(guò)熱器的輸出端與低壓蒸汽利用裝置相連；熱媒換熱器設(shè)置在低溫冷卻段，熱媒換熱器的煙氣出口連接至熱風(fēng)利用裝置，熱媒換熱器中的熱媒輸送管道與熱媒利用裝置相連。
【專利說(shuō)明】
一種燒結(jié)余熱資源逐級(jí)回收與梯級(jí)利用的系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及能源高效利用領(lǐng)域，具體地，涉及一種燒結(jié)余熱資源逐級(jí)回收與梯級(jí)利用的系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]熱態(tài)燒結(jié)礦冷卻時(shí)產(chǎn)生大量余熱資源轉(zhuǎn)移到冷卻氣體中，并沿著冷卻流程分別形成中、低溫?zé)釓U氣，其中300°C以上(通常低于450°C)中溫廢氣余熱部分直接利用、部分通過(guò)余熱鍋爐產(chǎn)生中壓蒸汽用于供熱或發(fā)電外，大量低溫(300°C以下)廢氣余熱資源放散到大氣或周邊環(huán)境中，導(dǎo)致能源浪費(fèi)、環(huán)境污染、成本上升等不利因素。在長(zhǎng)流程鋼鐵流程六大典型工序中，燒結(jié)工序余熱資源回收率最低，僅約22%，遠(yuǎn)低于行業(yè)平均水平35%，燒結(jié)工序不同品位余熱資源逐級(jí)回收與梯級(jí)利用是燒結(jié)工序節(jié)能領(lǐng)域長(zhǎng)期研究熱點(diǎn)和關(guān)注方向。
[0003]專利1“燒結(jié)過(guò)程余熱資源高效回收與利用裝置及方法CN201110058524”提出了 “分級(jí)回收與梯級(jí)利用技術(shù)的核心是:將冷卻機(jī)前端的一段、二段冷卻廢氣經(jīng)除塵后通入余熱鍋爐，產(chǎn)生的蒸汽用于發(fā)電；將冷卻機(jī)中部的三段冷卻廢氣返回到點(diǎn)火爐和燒結(jié)機(jī)臺(tái)面分別用于點(diǎn)火助燃與熱風(fēng)燒結(jié);將溫度較高的燒結(jié)煙氣引入到點(diǎn)火爐前用于燒結(jié)混合料干燥”。該專利技術(shù)存在兩個(gè)方面問(wèn)題:將冷卻機(jī)前端高溫廢氣用于蒸汽回收發(fā)電、中部中溫冷卻廢氣用于燒結(jié)點(diǎn)火以節(jié)約煤氣不符合能源梯級(jí)利用思想，一方面用冷卻機(jī)前端高溫冷卻廢氣(300_430°C不同溫度分布)進(jìn)行蒸汽發(fā)電，能源轉(zhuǎn)換效率僅20%，導(dǎo)致能源浪費(fèi)；另一方面，利用冷卻機(jī)中部中溫廢氣(150-20(TC)進(jìn)行燒結(jié)點(diǎn)火，由于其溫度低，節(jié)約高品位能源一一煤氣有限。同時(shí)，利用第5段低溫冷卻廢氣繼續(xù)冷卻第4段和第3段的的思路也不妥當(dāng)未見成功實(shí)施案例，主要因?yàn)?(1)因阻力大幅增加、系統(tǒng)漏風(fēng)率大導(dǎo)致實(shí)際無(wú)法實(shí)施； (2)導(dǎo)致第3、4段入口廢氣溫度上升，影響燒結(jié)機(jī)冷卻效果，不利于產(chǎn)品質(zhì)量保證，本末倒置。
[0004]專利2 “燒結(jié)過(guò)程中余熱資源分級(jí)回收與梯級(jí)利用的方法及其裝置 CN200910187381”提出了“一種冶金燒結(jié)過(guò)程中余熱資源分級(jí)回收與梯級(jí)利用的方法，其特征在于:將熾熱的燒結(jié)礦裝入到一個(gè)豎式封閉的罐體中，燒結(jié)礦的溫度為800°C?950°C ;然后從該罐體底部通入常溫空氣，空氣流量與燒結(jié)礦處理量的比值，即:氣固比為2000: 2500Nm3/t，使熾熱的燒結(jié)礦在該罐體內(nèi)與空氣充分接觸進(jìn)行冷卻，冷卻后的燒結(jié)礦由罐體底部排出，而與燒結(jié)礦充分接觸后的攜帶燒結(jié)礦全部顯熱的空氣則從罐體上部排出，并經(jīng)過(guò)除塵后通入余熱鍋爐生產(chǎn)蒸汽，生產(chǎn)的蒸汽并入蒸汽管網(wǎng)或進(jìn)行發(fā)電”。該專利建立在新型燒結(jié)礦豎式冷卻工藝基礎(chǔ)上，燒結(jié)礦豎式冷卻目前世界上還沒(méi)有成功的案例。
[0005]綜上所述，現(xiàn)有燒結(jié)工藝均采用環(huán)式或帶式冷卻工藝，沒(méi)有豎式冷卻工藝，針對(duì)現(xiàn)有燒結(jié)機(jī)，目前余熱回收不合理的地方或存在的問(wèn)題:(1)環(huán)冷機(jī)或帶冷機(jī)的冷卻工藝將高溫(750 °C)燒結(jié)礦余熱資源變成了溫度從450-80 °C均勻分布的高中低溫廢氣余熱資源，溫度逐步降低，現(xiàn)有余熱資源梯級(jí)利用的方案存在不合理的地方。例如，利用高溫冷卻廢氣進(jìn)行能源轉(zhuǎn)換發(fā)電，能源損失大，能效低;利用中溫冷卻廢氣進(jìn)行燒結(jié)點(diǎn)火，沒(méi)有最大利用高溫冷卻廢氣進(jìn)行燒結(jié)點(diǎn)火，高品質(zhì)能源——煤氣節(jié)約不徹底。(2)僅回收高中溫(300°C以上)廢氣余熱資源，低溫余熱資源除部分用于熱風(fēng)燒結(jié)外，更多低溫余熱資源浪費(fèi)，缺少合適的技術(shù)未被回收，回收效率較低；(3)低溫余熱回收后僅考慮生活熱水用于洗浴，由于熱水用戶少，限制了低溫余熱回收。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種燒結(jié)余熱資源逐級(jí)回收與梯級(jí)利用的系統(tǒng)。
[0007]根據(jù)本發(fā)明提供的一種燒結(jié)余熱資源逐級(jí)回收與梯級(jí)利用的系統(tǒng)，其特征在于， 包括:冷卻子系統(tǒng)和余熱資源梯級(jí)利用子系統(tǒng)；
[0008]所述余熱資源梯級(jí)利用子系統(tǒng)包括熱風(fēng)利用裝置、和/或中壓蒸汽利用裝置、和/ 或低壓蒸汽利用裝置、和/或熱媒利用裝置；
[0009]所述冷卻子系統(tǒng)包括:環(huán)冷機(jī)、余熱煙罩、高壓過(guò)熱器、余熱鍋爐、低壓過(guò)熱器、熱媒換熱器；
[0010]所述環(huán)冷機(jī)包括高溫冷卻段和低溫冷卻段，所述高溫冷卻段排出溫度高于或等于 300°C的高溫廢氣，所述低溫冷卻段排出溫度低于300°C的低溫廢氣；
[0011]至少一個(gè)所述余熱煙罩設(shè)置在所述高溫冷卻段，所述余熱煙罩的出氣口分別連接所述余熱鍋爐的進(jìn)氣口和所述熱風(fēng)利用裝置，使得高溫廢氣經(jīng)過(guò)所述余熱煙罩后一部分直接進(jìn)入所述余熱資源梯級(jí)利用子系統(tǒng)，另一部分進(jìn)入所述余熱鍋爐，所述余熱煙罩內(nèi)設(shè)有所述高壓過(guò)熱器，且所述高壓過(guò)熱器的輸出端與所述中壓蒸汽利用裝置相連；
[0012]所述余熱鍋爐的出氣口分別連接至所述熱風(fēng)利用裝置和/或環(huán)冷機(jī)的進(jìn)風(fēng)口，所述余熱鍋爐內(nèi)設(shè)有所述低壓過(guò)熱器，所述低壓過(guò)熱器的輸出端與所述低壓蒸汽利用裝置相連；
[0013]至少一個(gè)所述熱媒換熱器設(shè)置在所述低溫冷卻段，所述熱媒換熱器的煙氣出口連接至所述熱風(fēng)利用裝置，所述熱媒換熱器中的熱媒輸送管道與所述熱媒利用裝置相連。
[0014]作為一種優(yōu)化方案，還包括除氧器、高壓汽包；
[0015]所述余熱煙罩中還設(shè)有高壓蒸發(fā)器;所述余熱鍋爐中還設(shè)有熱水加熱器、高壓省煤器；
[0016]所述熱水加熱器一端由凝結(jié)水栗接入純水，另一端接所述除氧器，所述除氧器還通過(guò)鍋爐給水栗與所述高壓省煤器相連，所述除氧器中經(jīng)過(guò)熱力除氧后的水被所述鍋爐給水栗抽取至所述高壓省煤器中，所述高壓省煤器的輸出端連接至所述高壓汽包；
[0017]所述高壓汽包分別與所述高壓蒸發(fā)器和所述高壓過(guò)熱器相連，所述高壓汽包中的水進(jìn)入所述高壓蒸發(fā)器后受熱蒸發(fā)為高壓蒸汽后返回至所述高壓汽包中，所述高壓蒸汽進(jìn)入所述高壓過(guò)熱器過(guò)熱后進(jìn)入所述中壓蒸汽利用裝置。
[0018]作為一種優(yōu)化方案，所述余熱鍋爐中還設(shè)有低壓蒸發(fā)器;所述低壓蒸發(fā)器設(shè)于所述熱水加熱器和所述低壓過(guò)熱器之間；
[0019]所述低壓蒸發(fā)器的進(jìn)水口與所述除氧器相連，出氣口與所述除氧器和/所述低壓蒸汽利用裝置相連；
[0020]所述除氧器內(nèi)的水進(jìn)入所述低壓蒸發(fā)器受熱蒸發(fā)形成的低壓蒸汽進(jìn)入所述除氧器中進(jìn)行除氧，和/或進(jìn)入所述低壓蒸汽利用裝置。
[0021]作為一種優(yōu)化方案，所述熱水加熱器、低壓過(guò)熱器、高壓省煤器從出氣口到進(jìn)氣口依次設(shè)置于所述余熱鍋爐中。
[0022]作為一種優(yōu)化方案，所述熱媒換熱器的熱媒入口還通過(guò)監(jiān)控閥門組件與所述除氧器相連;所述監(jiān)控閥門組件包括壓力傳感控制器、加水閥、回流閥；
[0023]所述加水閥設(shè)置于所述鍋爐給水栗與所述高壓省煤器之間；[〇〇24]所述壓力傳感控制器在檢測(cè)到所述熱媒入口的壓力低于第一預(yù)設(shè)值時(shí)控制所述加水閥打開，使得所述鍋爐給水栗從除氧器中抽取的水部分注入所述熱媒換熱器中，以及
[0025]在檢測(cè)到所述熱媒入口的壓力高于第二預(yù)設(shè)值時(shí)控制所述回流閥打開，使得所述熱媒輸送管道中的水回流至所述除氧器中。
[0026]作為一種優(yōu)化方案，所述中壓蒸汽利用裝置包括汽輪發(fā)電機(jī);所述高壓過(guò)熱器的輸出端的中壓蒸汽作為主蒸汽接入所述汽輪發(fā)電機(jī)，推動(dòng)發(fā)電后的蒸汽經(jīng)過(guò)一冷凝器冷凝為純水。
[0027]作為一種優(yōu)化方案，所述低壓蒸汽利用裝置包括補(bǔ)汽式汽輪發(fā)電機(jī);所述低壓蒸汽作為補(bǔ)汽通入所述補(bǔ)汽式汽輪發(fā)電機(jī)。
[0028]作為一種優(yōu)化方案，所述環(huán)冷機(jī)的高溫冷卻段還與燒結(jié)機(jī)相連，所述高溫冷卻段排出的高溫廢氣進(jìn)入所述燒結(jié)機(jī)中點(diǎn)火。
[0029]作為一種優(yōu)化方案，所述熱媒利用裝置包括有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)機(jī)組;所述有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)機(jī)組的有機(jī)工質(zhì)蒸發(fā)器的上游還設(shè)有一有機(jī)工質(zhì)預(yù)熱器;所述熱媒輸送管道的一部分設(shè)置于所述有機(jī)工質(zhì)蒸發(fā)器內(nèi)，一部分設(shè)置于所述有機(jī)工質(zhì)預(yù)熱器；
[0030]所述熱媒輸送管道中從熱媒換熱器輸出的高溫?zé)崦脚c所述有機(jī)工質(zhì)蒸發(fā)器內(nèi)的有機(jī)工質(zhì)進(jìn)行換熱后溫度降低，溫度降低后的熱媒與所述有機(jī)工質(zhì)預(yù)熱器內(nèi)的有機(jī)工質(zhì)進(jìn)行換熱后返回所述熱媒換熱器。
[0031]作為一種優(yōu)化方案，所述熱風(fēng)利用裝置包括燒結(jié)機(jī)臺(tái)面。
[0032]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:
[0033](1)余熱煙箱取熱與環(huán)冷機(jī)空氣冷卻一體化布置，提高換熱效率，甚至增加燒結(jié)礦輻射熱的回收；(2)通過(guò)逐級(jí)回收實(shí)現(xiàn)燒結(jié)低溫余熱回收量的最大化；(3)采用多熱源0RC發(fā)電技術(shù)增加了低品位能源利用渠道，提高回收率；(4)利用0RC發(fā)電后的蒸汽冷凝水或熱媒余熱進(jìn)行熱媒換熱器中的制冷，替代電力制冷；(5)通過(guò)余熱回收效率最大化，能夠明顯降低燒結(jié)工序能耗，節(jié)約能源，減少排放，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益?！靖綀D說(shuō)明】
[0034]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單的介紹，顯而易見，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。附圖中:
[0035]圖1是可選的一種燒結(jié)余熱資源逐級(jí)回收與梯級(jí)利用的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0036]圖中包括:環(huán)冷機(jī)101;余熱煙罩102;余熱鍋爐103;循環(huán)風(fēng)機(jī)104;凝結(jié)水栗 105;熱水加熱器106;除氧器107;低壓蒸發(fā)器108;低壓過(guò)熱器109;鍋爐給水栗110;高壓省煤器111;高壓蒸發(fā)器112;高壓汽包113;高壓過(guò)熱器114;汽輪發(fā)電機(jī)115;蒸汽凝氣器116;[〇〇37] 熱媒換熱器201201;引風(fēng)機(jī)202;閉式循環(huán)水栗203;有機(jī)工質(zhì)預(yù)熱器204;有機(jī)工質(zhì)蒸發(fā)器205;工質(zhì)栗206;有機(jī)工質(zhì)冷卻器207;有機(jī)工質(zhì)回?zé)崞?08;透平發(fā)電機(jī) 209;有機(jī)循環(huán)工質(zhì)210;冷凝水栗211;熱水制冷機(jī)組212;[〇〇38] 壓力傳感控制器301;加水閥302;回流閥303?！揪唧w實(shí)施方式】[〇〇39]下文結(jié)合附圖以具體實(shí)施例的方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，還可以使用其他的實(shí)施例，或者對(duì)本文列舉的實(shí)施例進(jìn)行結(jié)構(gòu)和功能上的修改，而不會(huì)脫離本發(fā)明的范圍和實(shí)質(zhì)。
[0040]本發(fā)明目的是結(jié)合燒結(jié)余熱資源的特點(diǎn)，按照能源梯級(jí)利用的思想，前端高溫?zé)Y(jié)冷卻廢氣部分用于燒結(jié)點(diǎn)火以最大限度節(jié)約燃?xì)猓細(xì)鉃榛瘜W(xué)能，也是高品質(zhì)能源，這樣實(shí)現(xiàn)高質(zhì)高用;其余的高溫冷卻廢氣及中溫冷卻廢氣采用傳統(tǒng)的余熱鍋爐(或蒸汽輪機(jī))形式進(jìn)行余熱回收蒸汽(或汽輪機(jī)發(fā)電)；低溫冷卻廢氣利用有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)發(fā)電技術(shù)進(jìn)一步回收產(chǎn)生電力，實(shí)現(xiàn)燒結(jié)余熱資源逐級(jí)回收與梯級(jí)利用，大幅度提高燒結(jié)余熱回收率。
[0041]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明從系統(tǒng)的角度，結(jié)合余熱資源“量”和“質(zhì)”的特點(diǎn)，按照 “量熱度出、熱盡其用；溫度對(duì)口、梯級(jí)利用”總體思路，提出一種燒結(jié)余熱資源逐級(jí)回收與梯級(jí)利用的系統(tǒng)。在本發(fā)明提供的一種燒結(jié)余熱資源逐級(jí)回收與梯級(jí)利用的系統(tǒng)的實(shí)施例中，如圖1所示，包括:冷卻子系統(tǒng)和余熱資源梯級(jí)利用子系統(tǒng)；
[0042]所述余熱資源梯級(jí)利用子系統(tǒng)包括熱風(fēng)利用裝置、和/或中壓蒸汽利用裝置、和/ 或低壓蒸汽利用裝置、和/或熱媒利用裝置；
[0043]所述冷卻子系統(tǒng)包括:環(huán)冷機(jī)101、余熱煙罩102、高壓過(guò)熱器114、余熱鍋爐103、低壓過(guò)熱器109、熱媒換熱器；
[0044]所述環(huán)冷機(jī)101包括高溫冷卻段和低溫冷卻段，所述高溫冷卻段排出溫度高于或等于300°C的高溫廢氣，所述低溫冷卻段排出溫度低于300°C的低溫廢氣；
[0045]至少一個(gè)所述余熱煙罩102設(shè)置在所述高溫冷卻段，所述余熱煙罩102的出氣口分別連接所述余熱鍋爐103的進(jìn)氣口和所述熱風(fēng)利用裝置，使得高溫廢氣經(jīng)過(guò)所述余熱煙罩 102后一部分直接進(jìn)入所述余熱資源梯級(jí)利用子系統(tǒng)，另一部分進(jìn)入所述余熱鍋爐103,所述余熱煙罩102內(nèi)設(shè)有所述高壓過(guò)熱器114,且所述高壓過(guò)熱器114的輸出端與所述中壓蒸汽利用裝置相連；
[0046]所述余熱鍋爐103的出氣口分別連接至所述熱風(fēng)利用裝置和/或環(huán)冷機(jī)101的進(jìn)風(fēng)口，所述余熱鍋爐103內(nèi)設(shè)有所述低壓過(guò)熱器109,所述低壓過(guò)熱器109的輸出端與所述低壓蒸汽利用裝置相連；
[0047]至少一個(gè)所述熱媒換熱器設(shè)置在所述低溫冷卻段，所述熱媒換熱器的煙氣出口連接至所述熱風(fēng)利用裝置，所述熱媒換熱器中的熱媒輸送管道與所述熱媒利用裝置相連。
[0048]作為一種實(shí)施例，系統(tǒng)還包括除氧器107、高壓汽包113;
[0049]所述余熱煙罩102中還設(shè)有高壓蒸發(fā)器112;所述余熱鍋爐103中還設(shè)有熱水加熱器106、高壓省煤器111;
[0050]所述熱水加熱器106—端由凝結(jié)水栗105接入純水，另一端接所述除氧器107,所述除氧器107還通過(guò)鍋爐給水栗110與所述高壓省煤器111相連，所述除氧器107中經(jīng)過(guò)熱力除氧后的水被所述鍋爐給水栗110抽取至所述高壓省煤器111中，所述高壓省煤器111的輸出端連接至所述高壓汽包113;
[0051]所述高壓汽包113分別與所述高壓蒸發(fā)器112和所述高壓過(guò)熱器114相連，所述高壓汽包113中的水進(jìn)入所述高壓蒸發(fā)器112后受熱蒸發(fā)為高壓蒸汽后返回至所述高壓汽包 113中，所述高壓蒸汽進(jìn)入所述高壓過(guò)熱器114過(guò)熱后進(jìn)入所述中壓蒸汽利用裝置。[〇〇52]作為一種實(shí)施例，所述余熱鍋爐103中還設(shè)有低壓蒸發(fā)器108;所述低壓蒸發(fā)器108 設(shè)于所述熱水加熱器106和所述低壓過(guò)熱器109之間；[〇〇53] 所述低壓蒸發(fā)器108的進(jìn)水口與所述除氧器107相連，出氣口與所述除氧器107和/ 所述低壓蒸汽利用裝置相連；[〇〇54]所述除氧器107內(nèi)的水進(jìn)入所述低壓蒸發(fā)器108受熱蒸發(fā)形成的低壓蒸汽進(jìn)入所述除氧器107中進(jìn)行除氧，和/或進(jìn)入所述低壓蒸汽利用裝置。
[0055]作為一種實(shí)施例，所述熱水加熱器106、低壓過(guò)熱器109、高壓省煤器111從出氣口到進(jìn)氣口依次設(shè)置于所述余熱鍋爐103中。
[0056]作為一種實(shí)施例，所述熱媒換熱器的熱媒入口還通過(guò)監(jiān)控閥門組件與所述除氧器 107相連;所述監(jiān)控閥門組件包括壓力傳感控制器301、加水閥302、回流閥303;[〇〇57]所述加水閥302設(shè)置于所述鍋爐給水栗110與所述高壓省煤器111之間；[〇〇58]所述壓力傳感控制器301在檢測(cè)到所述熱媒入口的壓力低于第一預(yù)設(shè)值時(shí)控制所述加水閥302打開，使得所述鍋爐給水栗110從除氧器107中抽取的水部分注入所述熱媒換熱器中，以及
[0059]在檢測(cè)到所述熱媒入口的壓力高于第二預(yù)設(shè)值時(shí)控制所述回流閥303打開，使得所述熱媒輸送管道中的水回流至所述除氧器107中。
[0060]作為一種實(shí)施例，所述中壓蒸汽利用裝置包括汽輪發(fā)電機(jī)115;所述高壓過(guò)熱器 114的輸出端的中壓蒸汽作為主蒸汽接入所述汽輪發(fā)電機(jī)115,推動(dòng)發(fā)電后的蒸汽經(jīng)過(guò)一蒸汽冷凝器116冷凝為純水。中壓蒸汽利用裝置還可以是供暖管道，用于廠區(qū)供熱或發(fā)電。本實(shí)施例結(jié)合用戶需要利用中壓蒸汽用于廠區(qū)供熱或發(fā)電，低壓蒸汽除用于熱力除氧外，還可用于補(bǔ)汽式汽輪機(jī)發(fā)電。作為一種實(shí)施例，發(fā)電后冷凝水或熱媒可繼續(xù)用于空調(diào)制冷，或進(jìn)入供暖系統(tǒng)供暖。
[0061]作為一種實(shí)施例，所述低壓蒸汽利用裝置包括補(bǔ)汽式汽輪發(fā)電機(jī)115;所述低壓蒸汽作為補(bǔ)汽通入所述補(bǔ)汽式汽輪發(fā)電機(jī)115。
[0062]作為一種實(shí)施例，所述環(huán)冷機(jī)101的高溫冷卻段還與燒結(jié)機(jī)相連，所述高溫冷卻段排出的高溫廢氣進(jìn)入所述燒結(jié)機(jī)中點(diǎn)火。高溫廢氣直接回送燒結(jié)點(diǎn)火或燒結(jié)保溫用，減少燒結(jié)機(jī)燃料消耗，從源頭節(jié)能減排。
[0063]環(huán)冷機(jī)101根據(jù)空間條件將換熱設(shè)備(余熱煙箱、熱媒換熱器等)整體或部分布置在環(huán)冷機(jī)上方，形成整體設(shè)備，提高換熱效率。環(huán)冷機(jī)101內(nèi)的燒結(jié)礦形成分段的空氣冷卻區(qū)域，得到不同溫度的冷卻廢氣。[〇〇64]300-450 °C的高溫廢氣一部分直接回送燒結(jié)機(jī)，用于燒結(jié)機(jī)點(diǎn)火，減少燒結(jié)機(jī)燃料消耗;另一部分則進(jìn)入環(huán)冷機(jī)101頂部的余熱煙罩102用于生產(chǎn)中壓蒸汽，換熱后進(jìn)入環(huán)冷機(jī)101下方的余熱鍋爐103用于產(chǎn)生低壓蒸汽進(jìn)一步降溫，降溫后的冷卻廢氣由循環(huán)風(fēng)機(jī) 104引回至環(huán)冷機(jī)101繼續(xù)冷卻燒結(jié)礦。[〇〇65]300°C以下中的低溫廢氣進(jìn)入環(huán)冷機(jī)101頂部進(jìn)入熱媒換熱器201用于產(chǎn)生部分低壓蒸汽和熱媒(例如高壓熱水)，降溫后的冷卻廢氣由引風(fēng)機(jī)202送至燒結(jié)機(jī)臺(tái)面用于熱風(fēng)燒結(jié)，進(jìn)一步減少燒結(jié)機(jī)燃料消耗，從源頭節(jié)能減排。本實(shí)施例中所述余熱煙罩102和余熱鍋爐103都是由雙壓余熱鍋爐提供，但本發(fā)明不限于此。純水由水栗105加壓后送至熱水加熱器106內(nèi)，經(jīng)熱水換熱器106被冷卻廢氣加熱升溫后進(jìn)入除氧器107(低壓汽包)，經(jīng)熱力除氧后由鍋爐給水栗110送熱到高壓省煤器111內(nèi)吸熱升溫后進(jìn)入高壓汽包113,再進(jìn)入高壓蒸發(fā)器112受熱蒸發(fā)為高壓蒸汽，然后經(jīng)過(guò)熱器114過(guò)熱生成中壓蒸汽供下級(jí)用戶使用。在熱水換熱器106及高壓省煤器111之間布置低壓蒸發(fā)器108及低壓過(guò)熱器109,除氧器107(低壓汽包)內(nèi)部分熱水通過(guò)重力循環(huán)在低壓蒸發(fā)器108內(nèi)受蒸發(fā)生成的低壓蒸汽一部分用于除氧器1〇7(低壓汽包)的除氧，另一部分的低壓蒸汽由低壓過(guò)熱器109加熱后供下級(jí)用戶使用。
[0066]作為一種實(shí)施例，所述熱風(fēng)利用裝置包括燒結(jié)機(jī)臺(tái)面。
[0067]作為一種實(shí)施例，所述熱媒利用裝置包括有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)機(jī)組;所述有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)機(jī)組的有機(jī)工質(zhì)蒸發(fā)器205的上游還設(shè)有一有機(jī)工質(zhì)預(yù)熱器204;所述熱媒輸送管道的一部分設(shè)置于所述有機(jī)工質(zhì)蒸發(fā)器205內(nèi)，一部分設(shè)置于所述有機(jī)工質(zhì)預(yù)熱器204;
[0068]所述熱媒輸送管道中從熱媒換熱器輸出的高溫?zé)崦脚c所述有機(jī)工質(zhì)蒸發(fā)器205內(nèi)的有機(jī)工質(zhì)進(jìn)行換熱后溫度降低，溫度降低后的熱媒與所述有機(jī)工質(zhì)預(yù)熱器204內(nèi)的有機(jī)工質(zhì)進(jìn)行換熱后返回所述熱媒換熱器。本實(shí)施例采用0RC發(fā)電技術(shù)將低溫廢氣中的余熱轉(zhuǎn)換為高品位電力供用戶使用。
[0069]本實(shí)施例中，具有熱量回收緊湊布置的系統(tǒng)形成了高效逐級(jí)回收系統(tǒng)，并根據(jù)環(huán)冷機(jī)冷卻燒結(jié)礦過(guò)程中廢氣溫度逐漸降低的特點(diǎn)分別逐級(jí)回收廢氣、中壓蒸汽、低壓蒸汽、 熱媒(例如熱水等)。取熱裝置(余熱煙罩、余熱鍋爐、熱媒換熱器)盡可能與環(huán)冷機(jī)一體化設(shè)計(jì)，例如熱媒換熱器設(shè)置在環(huán)冷機(jī)上部，冷卻廢氣吸收燒結(jié)礦熱量后直接進(jìn)入換熱器加熱熱媒，形成同時(shí)具有冷卻_熱回收一體化環(huán)冷機(jī)。后期改造條件不具備的場(chǎng)合也盡可能靠近生產(chǎn)工藝，減少散熱損失，提高回收效率。300-450°C之間的廢氣主要用于生產(chǎn)中壓蒸汽和低壓蒸汽，300°C以下的廢氣可產(chǎn)生部分低壓蒸汽或熱媒(帶壓熱水)。
[0070]高壓過(guò)熱器114產(chǎn)生的中壓蒸汽可以直接進(jìn)入熱力管網(wǎng)對(duì)外供熱，或用于蒸汽輪機(jī)發(fā)電。高壓過(guò)熱器114產(chǎn)生的中壓蒸汽作為汽輪發(fā)電機(jī)115的主蒸汽，推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電后在冷凝器116內(nèi)冷凝為凝結(jié)水，由凝結(jié)水栗105加熱送回至余熱鍋爐103。汽輪發(fā)電機(jī)115可以采用補(bǔ)汽式汽輪機(jī)發(fā)電，余熱鍋爐103產(chǎn)生的低壓蒸汽作為汽輪發(fā)電機(jī)115的補(bǔ)汽，以提高系統(tǒng)的發(fā)電量。熱媒換熱器201產(chǎn)生的閉式循環(huán)熱水作為0RC機(jī)組的熱源，加熱有機(jī)工質(zhì)預(yù)熱器204及有機(jī)工質(zhì)蒸發(fā)器205內(nèi)的有機(jī)工質(zhì)210,有機(jī)工質(zhì)210經(jīng)加熱蒸發(fā)后進(jìn)入透平發(fā)電機(jī)209內(nèi)膨脹帶動(dòng)發(fā)電機(jī)輸出電能，經(jīng)過(guò)透平發(fā)電機(jī)209之后降溫降壓排出的有機(jī)蒸汽進(jìn)入有機(jī)工質(zhì)回?zé)崞?08,從回?zé)崞?08出來(lái)的低溫氣體進(jìn)入冷凝器207被冷凝成液態(tài)有機(jī)工質(zhì)，液態(tài)有機(jī)工質(zhì)再由工質(zhì)栗206升壓后進(jìn)入預(yù)熱器204內(nèi)再次被加熱。
[0071]熱媒輸送管道形成一閉式循環(huán)水系統(tǒng)，為保證閉式循環(huán)水在熱媒換熱器201內(nèi)過(guò)熱(>100°C)時(shí)不被完全汽化，在熱媒換熱器的熱媒入口處設(shè)置閉式循環(huán)水栗203,利用鍋爐給水栗110出口的水壓在閉式循環(huán)水栗203進(jìn)口設(shè)置作為定壓裝置的監(jiān)控閥門組件。所述監(jiān)控閥門組件包括壓力傳感控制器301、加水閥302、回流閥303。當(dāng)壓力傳感控制器301檢測(cè)到的壓力低于設(shè)定值時(shí)，加水閥302,由鍋爐給水栗107向閉式循環(huán)水系統(tǒng)注水加壓，當(dāng)壓力傳感控制器301檢測(cè)到的壓力高于設(shè)定值時(shí)，回流閥303打開，熱媒輸送管道中的水回流至除氧器1〇7(低壓汽包)內(nèi)。余熱鍋爐103產(chǎn)生的低壓蒸汽同時(shí)可以作為ORC熱源，在ORC機(jī)組蒸發(fā)器205加熱有機(jī)工質(zhì)，以提高ORC機(jī)組的發(fā)電量，放熱后的蒸汽形成凝結(jié)水，由冷凝水栗 211加壓后送至熱水制冷機(jī)組212作為其驅(qū)動(dòng)熱源，產(chǎn)生冷量供給冷用戶或由凝結(jié)水栗直接送至熱用戶使用。蒸汽凝汽器116、有機(jī)工質(zhì)冷卻器207可以通過(guò)風(fēng)冷或水冷進(jìn)行冷卻，或直接采用蒸發(fā)冷卻裝置。
[0072]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員知悉，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對(duì)這些特征和實(shí)施例進(jìn)行各種改變或等同替換。另外，在本發(fā)明的教導(dǎo)下，可以對(duì)這些特征和實(shí)施例進(jìn)行修改以適應(yīng)具體的情況及材料而不會(huì)脫離本發(fā)明的精神和范圍。因此，本發(fā)明不受此處所公開的具體實(shí)施例的限制，所有落入本申請(qǐng)的權(quán)利要求范圍內(nèi)的實(shí)施例都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種燒結(jié)余熱資源逐級(jí)回收與梯級(jí)利用的系統(tǒng)，其特征在于，包括:冷卻子系統(tǒng)和余 熱資源梯級(jí)利用子系統(tǒng)；所述余熱資源梯級(jí)利用子系統(tǒng)包括熱風(fēng)利用裝置、和/或中壓蒸汽利用裝置、和/或低 壓蒸汽利用裝置、和/或熱媒利用裝置；所述冷卻子系統(tǒng)包括:環(huán)冷機(jī)、余熱煙罩、高壓過(guò)熱器、余熱鍋爐、低壓過(guò)熱器、熱媒換 熱器；所述環(huán)冷機(jī)包括高溫冷卻段和低溫冷卻段，所述高溫冷卻段排出溫度高于或等于300 °C的高溫廢氣，所述低溫冷卻段排出溫度低于300°C的低溫廢氣；至少一個(gè)所述余熱煙罩設(shè)置在所述高溫冷卻段，所述余熱煙罩的出氣口分別連接所述 余熱鍋爐的進(jìn)氣口和所述熱風(fēng)利用裝置，使得高溫廢氣經(jīng)過(guò)所述余熱煙罩后一部分直接進(jìn) 入所述余熱資源梯級(jí)利用子系統(tǒng)，另一部分進(jìn)入所述余熱鍋爐，所述余熱煙罩內(nèi)設(shè)有所述 高壓過(guò)熱器，且所述高壓過(guò)熱器的輸出端與所述中壓蒸汽利用裝置相連；所述余熱鍋爐的出氣口分別連接至所述熱風(fēng)利用裝置和/或環(huán)冷機(jī)的進(jìn)風(fēng)口，所述余 熱鍋爐內(nèi)設(shè)有所述低壓過(guò)熱器，所述低壓過(guò)熱器的輸出端與所述低壓蒸汽利用裝置相連；至少一個(gè)所述熱媒換熱器設(shè)置在所述低溫冷卻段，所述熱媒換熱器的煙氣出口連接至 所述熱風(fēng)利用裝置，所述熱媒換熱器中的熱媒輸送管道與所述熱媒利用裝置相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括除氧器、高壓汽包；所述余熱煙罩中還設(shè)有高壓蒸發(fā)器;所述余熱鍋爐中還設(shè)有熱水加熱器、高壓省煤器；所述熱水加熱器一端由凝結(jié)水栗接入純水，另一端接所述除氧器，所述除氧器還通過(guò) 鍋爐給水栗與所述高壓省煤器相連，所述除氧器中經(jīng)過(guò)熱力除氧后的水被所述鍋爐給水栗 抽取至所述高壓省煤器中，所述高壓省煤器的輸出端連接至所述高壓汽包；所述高壓汽包分別與所述高壓蒸發(fā)器和所述高壓過(guò)熱器相連，所述高壓汽包中的水進(jìn) 入所述高壓蒸發(fā)器后受熱蒸發(fā)為高壓蒸汽后返回至所述高壓汽包中，所述高壓蒸汽進(jìn)入所 述高壓過(guò)熱器過(guò)熱后進(jìn)入所述中壓蒸汽利用裝置。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述余熱鍋爐中還設(shè)有低壓蒸發(fā)器;所述 低壓蒸發(fā)器設(shè)于所述熱水加熱器和所述低壓過(guò)熱器之間；所述低壓蒸發(fā)器的進(jìn)水口與所述除氧器相連，出氣口與所述除氧器和/所述低壓蒸汽 利用裝置相連；所述除氧器內(nèi)的水進(jìn)入所述低壓蒸發(fā)器受熱蒸發(fā)形成的低壓蒸汽進(jìn)入所述除氧器中 進(jìn)行除氧，和/或進(jìn)入所述低壓蒸汽利用裝置。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述熱水加熱器、低壓過(guò)熱器、高壓省煤器 從出氣口到進(jìn)氣口依次設(shè)置于所述余熱鍋爐中。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述熱媒換熱器的熱媒入口還通過(guò)監(jiān)控閥 門組件與所述除氧器相連;所述監(jiān)控閥門組件包括壓力傳感控制器、加水閥、回流閥；所述加水閥設(shè)置于所述鍋爐給水栗與所述高壓省煤器之間；所述壓力傳感控制器在檢測(cè)到所述熱媒入口的壓力低于第一預(yù)設(shè)值時(shí)控制所述加水 閥打開，使得所述鍋爐給水栗從除氧器中抽取的水部分注入所述熱媒換熱器中，以及在檢測(cè)到所述熱媒入口的壓力高于第二預(yù)設(shè)值時(shí)控制所述回流閥打開，使得所述熱媒 輸送管道中的水回流至所述除氧器中。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述中壓蒸汽利用裝置包括汽輪發(fā)電機(jī)； 所述高壓過(guò)熱器的輸出端的中壓蒸汽作為主蒸汽接入所述汽輪發(fā)電機(jī)，推動(dòng)發(fā)電后的蒸汽 經(jīng)過(guò)一冷凝器冷凝為純水。7.根據(jù)權(quán)利要求1或3或6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述低壓蒸汽利用裝置包括補(bǔ)汽式 汽輪發(fā)電機(jī);所述低壓蒸汽作為補(bǔ)汽通入所述補(bǔ)汽式汽輪發(fā)電機(jī)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述環(huán)冷機(jī)的高溫冷卻段還與燒結(jié)機(jī)相 連，所述高溫冷卻段排出的高溫廢氣進(jìn)入所述燒結(jié)機(jī)中點(diǎn)火。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述熱媒利用裝置包括有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán) 機(jī)組;所述有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)機(jī)組的有機(jī)工質(zhì)蒸發(fā)器的上游還設(shè)有一有機(jī)工質(zhì)預(yù)熱器;所 述熱媒輸送管道的一部分設(shè)置于所述有機(jī)工質(zhì)蒸發(fā)器內(nèi)，一部分設(shè)置于所述有機(jī)工質(zhì)預(yù)熱 器；所述熱媒輸送管道中從熱媒換熱器輸出的高溫?zé)崦脚c所述有機(jī)工質(zhì)蒸發(fā)器內(nèi)的有機(jī) 工質(zhì)進(jìn)行換熱后溫度降低，溫度降低后的熱媒與所述有機(jī)工質(zhì)預(yù)熱器內(nèi)的有機(jī)工質(zhì)進(jìn)行換 熱后返回所述熱媒換熱器。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述熱風(fēng)利用裝置包括燒結(jié)機(jī)臺(tái)面。
【文檔編號(hào)】F24H1/00GK105973016SQ201610290010
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年5月4日
【發(fā)明人】曹先常, 陳志良, 劉詠梅, 楊文濱, 丁兆順
【申請(qǐng)人】上海寶鋼節(jié)能環(huán)保技術(shù)有限公司