[发明专利]双工质热源烧结发电型余热锅炉系统

说明书

技术领域

本发明涉及余热回收发电型余热锅炉，特别是一种同时回收两种不同工质余热的双工质热源烧结发电型余热锅炉系统。

背景技术

余热锅炉是各类工艺流程中回收余热以提高整个装置热效率、减少一次能源消耗的节能设备，它对提高系统流程的质量和减轻污染物排放等起着十分重要的作用。余热锅炉热回收对象主要有烟道气体、固体余热交换后的排气显热等，统称为废气余热。随着节能降耗标准的不断提高，钢铁企业余热回收工作不断深入，余热回收系统中的关键设备—余热锅炉的研究越来越受到重视。在实践中，工业余热往往具有多品位多工质的特点，现有余热锅炉主要是针对单一工质热源余热进行回收，主要有单进口和双进口两种。中国发明专利申请“一种多压多进口发电余热锅炉”(申请号200910074715.0)公开了一种根据废气余热品位不同分区回收的多进口余热锅炉装置。该装置将原有的单进口和双进口余热锅炉发展到了多压多进口，使余热得到了梯级利用，从而使余热资源回收率得到有效提高。但该装置不能同时回收两种不同工质的余热。

在钢铁企业，烧结工序的能耗仅次于炼铁工序，一般为钢铁企业总能耗的10％-20％。我国烧结工序的能耗指标和先进国家相比差距较大，每吨烧结矿的平均能耗要高20kgce。据日本某钢厂热平衡测试数据表明，烧结机的热收入中烧结矿显热占28.2％、烧结机烟气显热占31.8％。因此，高效集成回收烧结机烟气余热和烧结矿显热(冷却机热空气)的余热锅炉设备研发迫在眉睫。

发明内容

本发明目的是为了解决现有技术存在的单一回收烧结矿显热，且余热回收率低的问题，而提供一种双工质热源烧结发电型余热锅炉系统。此系统根据余热梯级利用的理论，集成回收烧结工序的两种余热而发电。

本发明解决所述问题采用的技术方案是：一种双工质热源烧结发电型余热锅炉系统，包括立式冷却机、烧结机、发电型余热锅炉、凝汽补汽式汽轮机、发电机。所述发电型余热锅炉其炉体内自上而下依次设置有中压过热器、套管式中压蒸发器、中压省煤器、套管式低压蒸发器和凝结水加热器；所述立式冷却机产生的热空气经由热空气进口管路通入该发电型余热锅炉上部，发电型余热锅炉底部的热空气出口管路与该立式冷却机连通；所述烧结机中温烟气经由中温烟气入口管路通入发电型余热锅炉中上部的套管式中压蒸发器，烧结机低温烟气经由低温烟气入口管路通入发电型余热锅炉中下部的套管式低压蒸发器；发电型余热锅炉产生的中压过热蒸汽经由主蒸汽管道通入凝汽补汽式汽轮机的主汽口，发电型余热锅炉产生的低压饱和蒸汽经由补汽管道通入凝汽补汽式汽轮机的补汽口，凝汽补汽式汽轮机驱动发电机发电。

与现有技术相比，本发明以能量梯级利用为理论基础，以立式冷却机换热设备为源头设备，高效集成回收烧结机烟气和冷却机热空气两种余热，实现最大的自产电量。其具有以下技术特点：

(1)根据烧结机烟气温度等级将其分为中温烟气(320-360℃)和低温烟气(230-300℃)，然后进行分段回收，分别连通至套管式中压蒸发器和套管式低压蒸发器。该套管式蒸发器可实现与内外两侧烧结烟气和冷却机热空气同时换热，既提高了余热资源回收率又使两种工质得到了良好的隔离。

(2)套管式蒸发器可以同时吸收两种工质的热量。蒸发器内管上的内肋片可强化管内工质与管壁的换热效果；蒸发器外管上的环形肋片强化了与外侧工质的换热效果。

(3)整个余热锅炉炉膛布置为裸壁，处于绝热状态。各受热面汽水联箱分区独立布置，形成多路独立水循环，确保了锅炉水循环状态良好，保证了锅炉受热面运行寿命。由于采用强制循环，降低了余热锅炉高度，使锅炉结构更加紧凑，可节省投资。

(4)为强化传热、优化结构，提高锅炉制造、安装质量，缩短安装周期，过热器、省煤器、凝结水加热器受热面均采用为蛇形环肋管错列逆流布置。

附图说明

图1为本发明所述发电型余热锅炉本体结构示意图。

图2为本发明所述套管式蒸发器局部放大图。

图3为图2的侧视图。

图4为本发明整体系统结构示意图。