[发明专利]烧结机烟气与冷却机废气余热联合回收发电系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种烧结机烟气与冷却机废气余热联合回收发电系统和方法，属于钢铁厂烧结余热发电技术领域。

背景技术

根据文献资料，炼铁系统占钢铁生产总能耗的69.41%，其中烧结工序能耗约占整个钢铁企业总能耗的9-12%，仅次于炼铁工序。烧结工艺余热资源主要有两大部分：1）占烧结过程总带入热量约45%的烧结矿显热，在冷却机高温段废气温度约为350-420℃；2）占总带入热量约24%的烧结烟气显热，在烧结机尾风箱高温段排出的废气温度为300-380℃。在烧结生产过程中，有50%左右的热能以烧结烟气和冷却机废气的显热形式排入大气。根据相关统计数据，目前我国烧结工序余热回收利用率尚不足30%，另外我国重点钢铁企业的烧结工序能耗平均值为64.83kgce/t，与国外先进水平相比，能耗高7.2%，差距相当大。

随着我国节能减排政策的深入人心，钢铁企业作为化石能源高消耗和环境高污染的重要产业之一，逐渐意识到回收钢铁工艺生产过程中的余热和余压等二次能源进行发电，可降低能耗，取得良好的经济、社会和环境效益。但是现阶段对于烧结工序而言，我国的大部分钢铁企业仅仅回收了冷却机（包括带式冷却机和环式冷却机）前部高温段风箱的废气（空气）余热，而占烧结工序总带入热量约24%的烧结烟气余热几乎没有进行回收利用，烧结工序的余热资源没有得到全面、最大化的回收利用。典型的工程如：马钢二铁总厂2×300m²烧结带冷机余热发电工程于2005年9月投产发电，采用单压和闪蒸技术的热力系统，系统装机容量为17.5MW。济钢二烧厂320m²烧结带冷机余热发电工程于2007年3月投产发电，采用双压技术的热力系统，系统装机容量为9000kW。

中国专利“一种烧结余热双源联合发电的方法及装置”（专利号CN200910224720.5）中公开了一种利用烧结机机尾的高温烟气和烧结环冷机热废气的双余热源回收发电装置，其采用一台单压余热锅炉回收环冷机废气余热产生中压主蒸汽，一台热管余热锅炉回收烧结机机尾烟气余热产生低压蒸汽作为补汽，进入凝汽补汽式汽轮发电机组做功发电。单压余热锅炉的排出的废气温度在150℃以上，热管余热锅炉产生的蒸汽参数较低，造成余热回收利用总效率较低，该方法未能充分、合理地回收利用烧结工序余热。

发明内容

本发明的目的在于，针对目前运行和在建的大部分烧结工艺余热发电系统仅仅回收冷却机冷却废气高温部分余热，而烧结机机尾的高温烟气则与烧结机前部的低温烟气在大烟道内直接混合而放空，高温烟气余热资源没有得到充分利用而白白浪费，因此提出一种充分利用烧结机机尾高温烟气和冷却机高温段废气余热的烧结机烟气与冷却机废气余热联合回收发电系统和方法。

为实现上述发明目的，本发明的系统采用如下技术方案：

烧结机烟气与冷却机废气余热联合回收发电系统，包括烧结机烟气余热利用系统、冷却机废气余热利用系统、汽轮发电系统以及相关辅助系统，所述烧结机烟气余热利用系统，包括一台主排余热锅炉用于回收烧结机尾部高温段烟气余热，所述主排余热锅炉的烟气入口与烧结机尾部高温段大烟道通过风管相连，所述主排余热锅炉的烟气出口与烧结机前部低温段大烟道通过引风机相连，所述烧结机的大烟道尾部高温段与前部低温段之间设置一个高温电动蝶阀，所述大烟道的出口与静电除尘器的入口连接，所述静电除尘器的出口与主抽风机的入口连接，所述主抽风机的出口与放散烟囱连通；所述冷却机废气余热利用系统，包括一台冷却机余热锅炉用于回收冷却机高温废气余热，所述冷却机中高温段上设置密封烟罩，所述冷却机余热锅炉废气入口与一根总风管相连，所述冷却机余热锅炉废气出口与循环风机的入口相连，所述循环风机的出口与所述冷却机的高温冷却风箱连通；所述主排余热锅炉的过热器出口及冷却机余热锅炉的高温过热器出口与分汽缸入口相连，所述分汽缸出口与汽轮机的主汽门连接，所述冷却机余热锅炉的低温过热器出口与汽轮机的补汽口相连，所述汽轮机与发电机相连。

其中，冷却机余热锅炉采用双压热力系统，具有高压和低压两个汽包，并布置公共省煤器；主排余热锅炉采用单压热力系统，设有省煤器、五级蒸发器和过热器；汽轮机为补汽凝汽式汽轮机；冷却机可以采用环式冷却机或带式冷却机。

本发明的方法采用如下技术方案：