一种提升环冷机余热发电效率的综合利用系统及方法与流程

本发明涉及一种提升环冷机余热发电效率的综合利用系统。

背景技术：

1、目前，烧结余热回收主要用于发电，以满足钢铁工艺用电需求或上网发电，减少钢铁厂的运行成本。现阶段国内大部分钢铁厂对环冷机上的烧结冷却废气回收了环冷机一段和二段的250～450℃的中温废气，然后产生两股蒸汽(中压和低压)进入补汽凝汽式汽轮机发电，由于环冷机废气温度极低，产生用于发电的蒸汽品质也低，发电效率很差。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提供一种利用高品质的煤气资源，采用合理的汽水流程，将低品质的环冷机废气余热提质增效，提升环冷机余热的发电量的余热综合利用系统及方法。

2、为达到上述目的，本发明的提升环冷机余热发电效率的综合利用系统，所述系统至少包括锅炉单元；所述的锅炉单元包括过热器、再热器、高压蒸发器、高压省煤器、低压蒸发器、低压省煤器、燃烧器；

3、所述的过热器、再热器、高压蒸发器、高压省煤器、低压蒸发器、低压省煤器是按照锅炉内烟气温度的高低依次设置在所述的锅炉单元内部的；

4、所述的燃烧器具备将煤气燃烧并产生高温烟气；所述的高温烟气依次流经所述的过热器、所述的再热器、所述的高压蒸发器、所述的高压省煤器、所述的低压蒸发器、所述的低压省煤器。

5、进一步地，还包括环冷机，所述的环冷机的ⅰ区和ⅱ区的高温废气出口和锅炉单元入口连通，所述的锅炉单元出口和所述的循环风机的入口相连通，所述的循环风机出口与环冷机ⅰ区、ⅱ区和ⅲ区的高温废气出口所对应的下部风箱连通。

6、进一步地，所述的环冷机的ⅰ区高温烟气与经过所述的过热器、所述的再热器换热后的煤气燃烧产生的高温烟气混合后进入所述的高压蒸发器和高压省煤器；

7、混合烟气经过高压蒸发器和高压省煤器换热后，与所述的环冷机的ⅱ区高温废气混合，混合后进入所述的低压蒸发器和低压省煤器。

8、进一步地，所述的低压省煤器出口与低压锅筒及除氧器入口连通；所述的低压锅筒及除氧器与所述的低压蒸发器通过管道相互连通，形成自然循环回路；

9、进一步地，所述的低压锅筒及除氧器蒸汽出口与所述的再热器进口连通；所述的低压锅筒及除氧器水出口与给水泵进口连通；所述的给水泵出口与所述的高压省煤器进口连通；所述的高压省煤器出口与所述的高压锅筒连通；所述的高压锅筒和所述的高压蒸发器相互连通，形成自然循环回路。

10、进一步地，所述的高压锅筒蒸汽出口与过热器进口连通；所述的过热器出口与所述的高压段汽缸主汽口连通；所述的高压段汽缸蒸汽出口与所述的再热器进口连通；所述的再热器出口与所述的中低压段汽缸进口连通；汽轮机与发电机通过联轴器连接；所述的中低压段汽缸出口与凝结水泵进口连通。

11、为达到上述目的，本发明的提升环冷机余热发电效率的综合利用方法，是采用上述系统进行的，至少包括下述步骤：

12、钢厂剩余的煤气通过管道运送到锅炉单元的燃烧器中燃烧，产生1000～1600℃高温烟气；

13、1000～1600℃高温烟气依次经过锅炉单元中的过热器和再热器后，烟气温度降低至500～700℃，再与环冷机1上ⅰ区排出的300～500℃高温废气混合，混合后依次进入高压蒸发器、高压省煤器，此时烟温降低至200～300℃，然后再与环冷机1上ⅱ区排出的200～300℃低温废气混合，混合后依次进入低压蒸发器、低压省煤器，此时烟温降低至100～180℃，然后通过循环风机打入环冷机1上ⅰ区、ⅱ区和ⅲ区所对应的下部风箱中，废气吸收环冷机烧结矿中的显热后再次进入锅炉单元中，完成一个废气循环过程。

14、进一步地，所述的方法还包括下述步骤：

15、汽轮机单元中做完功的蒸汽被冷凝为凝结水后，经过凝结水泵打入低温省煤器中，吸收混合烟气的低温余热后进入低压锅筒及除氧器中；低压锅筒及除氧器与低压蒸发器通过至少两路管道相互连接，水在低压蒸发器中吸收废气的热量后转变为汽水混合物进入低压锅筒及除氧器中，此部分水力循环依靠低压蒸发器进出口两端管道中介质的重度差完成，形成一个自然循环回路；

16、生成的汽水混合物在低压锅筒及除氧器中完成自除氧及汽水分离过程，饱和蒸汽则进入再热器中，吸收煤气燃烧的高温热量后变成高品质的再热蒸汽送入中低压段汽缸中做功；

17、饱和水则经过给水泵打入高压省煤器中，经过换热升温后进入高压锅筒中；水在高压锅筒中进入高压蒸发器中，经过吸收混合烟气余热后变成汽水混合物进入高压锅筒中，高压锅筒中的水在高压锅筒与高压蒸发器中是依靠高压蒸发器进出口两端管道中介质的重度差完成的，形成一个单独的自然循环回路；

18、产生的汽水混合物在高压锅筒中经过分离，饱和水继续进入高压蒸发器中换热，饱和蒸汽则进入过热器中，被煤气燃烧产生的高温烟气加热后变为高品质的过热蒸汽进入高压段汽缸中，推动汽轮机做功；

19、汽轮机单元和发电机通过联轴器连接，蒸汽推动汽轮机单元转动做功传递到发电机上，继而变为电能，发电外输；做完功的乏汽经过冷凝之后成为凝结水由凝结水泵打入低压省煤器中，完成一个汽水循环。

20、本发明利用高品质的煤气资源，采用合理的汽水流程，充分提升了环冷机余热的发电品质，提高了发电效率，相对比单独采用煤气发电(钢厂目前主流的双超煤气发电)和环冷机余热发电，可提高20％～30％发电量。

技术特征：

1.一种提升环冷机余热发电效率的综合利用系统，其特征在于：所述系统至少包括锅炉单元；所述的锅炉单元包括过热器、再热器、高压蒸发器、高压省煤器、低压蒸发器、低压省煤器、燃烧器；

2.如权利要求1所述的提升环冷机余热发电效率的综合利用系统，其特征在于：还包括环冷机，所述的环冷机的ⅰ区和ⅱ区的高温废气出口和锅炉单元入口连通，所述的锅炉单元出口和所述的循环风机的入口相连通，所述的循环风机出口与环冷机ⅰ区、ⅱ区和ⅲ区的高温废气出口所对应的下部风箱连通。

3.如权利要求2所述的提升环冷机余热发电效率的综合利用系统，其特征在于：所述的环冷机的ⅰ区高温烟气与经过所述的过热器、所述的再热器换热后的煤气燃烧产生的高温烟气混合后进入所述的高压蒸发器和高压省煤器；

4.如权利要求1所述的提升环冷机余热发电效率的综合利用系统，其特征在于：

5.如权利要求1所述的提升环冷机余热发电效率的综合利用系统，其特征在于：

6.如权利要求1所述的提升环冷机余热发电效率的综合利用系统，其特征在于：

7.一种提升环冷机余热发电效率的综合利用方法，其特征在于：所述的方法是采用如权利要求1所述系统进行的，至少包括下述步骤：

8.如权利要求7所述的提升环冷机余热发电效率的综合利用方法，其特征在于：所述的方法还包括下述步骤：

技术总结本发明公开一种提升环冷机余热发电效率的综合利用系统及方法。至少包括锅炉单元；所述的锅炉单元包括按照锅炉内烟气温度的高低依次设置在所述的锅炉单元内部的过热器、再热器、高压蒸发器、高压省煤器、低压蒸发器、低压省煤器、燃烧器；所述的燃烧器具备将煤气燃烧并产生高温烟气；所述的高温烟气依次流经所述的过热器、所述的再热器、所述的高压蒸发器、所述的高压省煤器、所述的低压蒸发器、所述的低压省煤器。本发明充分利用高品质的煤气资源，采用合理的汽水流程，将低品质的环冷机余热提质增效，提升环冷机余热的发电量。技术研发人员：王雷受保护的技术使用者：中冶华天南京工程技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/15