[发明专利]一种ISP冷却溜槽余热锅炉调节方法及发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及铅锌冶炼工艺过程中的节能技术，尤其是密闭鼓风炉炼锌法（ISP法）中铅锌分离冷却溜槽余热锅炉的调节方法及发电系统。

背景技术

密闭鼓风炉炼锌法又称为ISP法，它合并了铅和锌两种火法冶炼流程，是目前世界上最主要的火法炼锌方法。铅锌精矿与熔剂配料后在烧结机上进行烧结焙烧，烧结块和经过预热的焦炭一道加入鼓风炉，烧结块在炉内被直接加热到ZnO开始还原的温度，ZnO被还原得到锌蒸汽，锌蒸汽与风口区燃烧产生的CO₂和CO气体一道从炉顶进入铅雨冷凝器，锌蒸汽被铅雨冷凝到与铅液相同的温度，而冷却介质铅液也被炉气加热至约500-530℃，形成铅锌熔融液，以泵打入冷却溜槽，铅锌熔融液被冷却水冷却至440℃-450℃，再进入分离槽内完成铅、锌分离。

以往ISP工艺中铅锌分离冷却溜槽从530℃降到440℃的余热被冷却水吸收并由冷却塔排入大气，不仅浪费了宝贵的余热资源，而且消耗很多循环冷却水用于散热，浪费了水资源。

日本三井金属工程公司推出利用一种ISP冷却溜槽的余热发电技术，靠一种特殊设计的溜槽锅炉把这些余热以过热蒸汽形式（1.6MPa，420℃）回收并配套发电设施。这种溜槽锅炉由保护套、外侧低熔点合金、内箱、内侧低熔点合金、传热管组成，传热管制成翼片状的蒸发器、过热器，锅炉浸入冷却溜槽的熔融铅锌溶液中，进行热交换，热水变成过热蒸汽送至汽轮机变成电能。因为溜槽铅锌融液出口的温度必须控制在440℃-450℃范围之内，而生产过程又是多变的，所以必须根据生产的需要随时对溜槽锅炉的负荷进行调整。该溜槽锅炉采用了一种热关节提升的调节方式，溜槽由一组一组的换热器（蒸发器、过热器）组成，当铅锌熔融液出口温度过高时，则再投入一组铅锌换热器，通过热关节将溜槽换热器浸入铅锌熔融液中。当铅锌熔融液出口温度过低时，通过热关节提升溜槽换热器，减少受热面。

这种调节方式，需要提升整个换热器，操作比较复杂；本身的溜槽锅炉就是蒸发器加过热器，如果换热面需增加或减少，对整个汽水配套、控制系统、调节系统的要求均比较高，系统庞大而复杂；过热蒸汽的温度就较高（420℃），所以对换热管、热关节的要求均较高，再加上热关节频繁使用，热关节其寿命非常短，需要定期更换。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种ISP冷却溜槽余热锅炉调节方法及发电系统，无需热关节就可以快速的进行调节，且调节精度大大提高，并根据这种波动的饱和蒸汽特性配套相应的发电系统。

为实现上述目的，本发明一种ISP冷却溜槽余热锅炉调节方法，具体为：通过控制溜槽换热器的投入组数实现对溜槽余热锅炉负荷进行粗调，控制汽包压力的变动实现对溜槽余热锅炉负荷进行细调。

进一步，通过对所述溜槽换热器进出口阀门组的关断作用，控制投入的组数实现换热量的粗调。

进一步，通过对所述汽包压力的调节，从而调节蒸发温度、换热温差、换热系数、换热量，实现整个溜槽余热锅炉换热量的细调。

进一步，所述溜槽余热锅炉设置有蒸发面，蒸汽为饱和蒸汽，蒸汽压力设置为低压参数，额定压力为0.8MPa-1.6MPa。

一种ISP冷却溜槽余热锅炉发电系统，包括汽包、若干组并排设置的溜槽换热器、溜槽余热锅炉、饱和蒸汽汽轮机和发电机，各个溜槽换热器均通过管路与汽包连接，该管路上设置有控制溜槽换热器是否投入工作的阀门，从而实现对溜槽余热锅炉负荷进行粗调；汽包通过管路与溜槽余热锅炉连接，该管路上设置有汽包出口调节阀门，通过调节汽包出口调节阀门的开度，调节汽包压力的变动实现对溜槽余热锅炉负荷进行细调；溜槽余热锅炉负荷经过粗调和细调后产生饱和蒸汽，输入饱和蒸汽汽轮机并带动电动机发电输出电能。

进一步，所述溜槽换热器与汽包连接的管路包括上升管和下降管，其上均设置有阀门。

进一步，所述溜槽余热锅炉的给水通过除氧器除氧后，由给水泵输送到所述汽包中，进而通过所述下降管由强制循环泵及阀门进入所述溜槽换热器中，在其中受热升温变成饱和水通过所述上升管返回到所述汽包中，在汽包中进行汽水分离。

进一步，所述溜槽余热锅炉产生饱和蒸汽输送入所述汽包，所述汽包出来的饱和蒸汽经过主汽门后进入所述饱和蒸汽汽轮机，饱和蒸汽汽轮机带动所述电动机发电输出电能。

进一步，所述饱和蒸汽汽轮机做功后的乏汽通入冷凝器进行冷凝后经冷凝水泵加压，再通过加热器打入除氧器，除氧后的冷凝水经给水泵加压后返回所述溜槽余热锅炉，完成整个热力循环过程。

进一步，所述饱和蒸汽汽轮机内设置有级间再热器。