一种密闭式矿热炉余热发电系统的矿热炉余热锅炉的制作方法

本实用新型涉及钢铁冶炼行业节能环保技术领域，特别是涉及一种密闭式矿热炉余热发电系统的矿热炉余热锅炉。

背景技术：

钢铁冶炼行业为高能耗产业，在当今社会能源紧缺的情况下，注重环保的前提下，能够降低能耗、减少环境污染是钢铁冶炼行业发展的方向，不但能提高企业自身的经济效益还可以增加社会效益。然而，钢铁冶炼工业矿热炉消耗大量能源的同时排放大量的高温烟气，并造成能源的浪费和污染环境。

目前，国内现有的钢铁冶炼行业密闭矿热炉烟气余热回收都是只回收利用低温段的烟气余热，或者采用设备分散式布置余热回收，因为密闭矿热炉排放烟气中所含的一氧化碳燃烧后温度过高，一般温度都在900℃左右，并且烟气中含有的灰尘在850℃以上就会融化结焦，因此现在这种密闭矿热炉烟气余热利用都采用散热降温至灰尘结焦温度以下后再进行余热利用，造成烟气余热利用效率比较低，矿热炉烟气排放的高温段没有很好的利用，并且造成烟气余热资源大量的散热排放浪费。

密闭矿热炉余热发电系统中需要用到矿热炉余热锅炉，现有的矿热炉余热锅炉结构如附图2所示，并见图1至图3，现有矿热炉余热锅炉10的炉室为立式I型，在炉室底部设有烟气进口105，在炉室顶部设有烟气出口104，炉室内从下至上依次设有过热器103、蒸发器102、省煤器101。烟气经过密闭矿热炉1出来后，含有一氧化碳的烟气燃烧降温后再经过烟尘分离器4除尘后，烟气进入现有的矿热炉余热锅炉10，然后依次经过过热器103、蒸发器102、给水加热器105，逐步换热降温后由烟气出口104排出。

附图1为在没有烟气余热利用的密闭矿热炉烟气流程工艺系统图，烟气从密闭矿热炉1烟气排出，此烟气中温度约900℃并含有一氧化碳，在管道3进行燃烧（把一氧化碳燃尽），在进入烟尘分离器4前进行散热降温，再经过回转窑5干操原料，最后除尘器6除尘净化后，再由引风机7通过烟囱8排出大气。

附图3为一种使用现有矿热余热锅炉的密闭矿热炉余热发电系统工艺流程图，密闭矿热炉烟气在管道3进行燃烧，在进入烟尘分离器4前进行散热降温，温度在850℃以下避免了结焦现象，然后把烟气引入余热锅炉10，经过过热器103、蒸发器102和省煤器101换热后烟气接入原系统除尘净化后排出大气。给水经过换热后成过热蒸汽进人汽轮机12带动发电机13做功发电，做功后的乏汽进入凝汽器14通过冷却塔15循环水进行循环冷却，冷却后再去除氧器18除氧，这样形成一个闭合的循环系统。

附图4为另一种使用现有矿热余热锅炉的密闭矿热炉余热发电系统工艺流程图，在烟气从密闭矿热炉1烟气排出管道2加装一台汽化烟道9，给水通过给水泵19后分为两路给水，一路进入现有矿热炉余热锅炉10，另一路进入汽化冷却烟道9进行换热，从汽化冷却烟道9和现有矿热炉余热锅炉10产生的过热蒸汽汇合后进入汽轮机12做功，带动发电机13发电，通过汽轮机12做功后的乏汽进入冷凝器14，在冷凝器14与在逆式通风冷却塔15冷却后经过循环水泵16打过来的循环水进一步冷却，冷却以后再通过凝结水泵17流向真空除氧器18，经过在真空除氧器18除氧以后再与给水泵19连接，把除氧水分别打入余热锅炉10和汽化烟道9，完成整个闭上水循环系统。

由上述公开的现有技术可知，由于现有的矿热炉余热锅炉10和汽化烟道9在密闭式矿热炉烟气系统的结构缺陷，按现有的矿热炉余热锅炉10和汽化烟道9无法解决密闭矿热炉烟气的特性，即高温结焦的问题，从而使密闭矿热炉余热发电系统需要设备较多，设备布置分散。另外，烟气管道长而复杂，设备多布置空间也较因难，并且也导致投资成本增加。而且以上问题也引起制造和安装成本增加，另外还会引起烟气管路阻力增加，增加风机7的功率，导致运行维护成本也相应增加，最后使得密闭式矿热炉烟气余热发电系统发挥余热没有利用最大化，导致烟气余热损失严重。

根据以上分析情况，有鉴于现有密闭式矿热炉烟气余热技术利用存在的不足，基于实务经验及专业知识，积极创新，为了能够提高钢铁冶炼行业的烟气余热综合回收利用情况，亟需进行改善研究。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术中的不足之处而提供一种密闭式矿热炉余热发电系统的矿热炉余热锅炉，该矿热炉余热锅炉能够减少设备，简化烟气管道，减少系统阻力和热量损失，节约设备布置场地，并且能够降低密闭矿热炉余热发电系统的发电成本。

为达到上述目的，本实用新型通过以下技术方案来实现。

提供一种密闭式矿热炉余热发电系统的矿热炉余热锅炉，包括灰尘沉降室、与所述灰尘沉降室连接的汽化烟道、与所述汽化烟道连接的燃烧段、与所述燃烧段连接的出口烟道；

所述出口烟道内依次设置有相互连接的过热器、蒸发器和省煤器，所述过热器与所述燃烧段连接；

所述出口烟道的底部设置有灰斗和烟气出口，所述烟气出口设置于所述灰斗和所述省煤器之间；

所述依次连接的灰尘沉降室、所述汽化烟道、所述燃烧段和所述出口烟道之间构成“π”型结构；

所述密闭式矿热炉余热发电系统的矿热炉余热锅炉还包括循环风机，所述循环风机的出风口与所述燃烧段连接。

所述密闭式矿热炉余热发电系统的矿热炉余热锅炉还包括汽包，所述汽包分别与所述汽化烟道、所述燃烧段、所述过热器、所述蒸发器和所述省煤器连接。

所述燃烧段包括相互连接的第一燃烧段和第二燃烧段，所述第一燃烧段和所述第二燃烧段之间相互垂直连接。

所述烟气出口与所述循环风机的进风口连接。

所述灰尘沉降室的底部开设有用于与密闭式矿热炉连接的烟气进口。

所述燃烧段安装有用于检测一氧化碳燃烧情况和浓度的一氧化碳检测设备。

所述汽化烟道的出口末端的烟气温度控制为600℃。

所述燃烧段的出口末端的烟气温度控制为800℃。

本实用新型的有益效果：

（1）本实用新型提供的一种密闭式矿热炉余热发电系统的矿热炉余热锅炉，由于相互连接的汽化烟道和燃烧段同时设置于该矿热炉余热锅炉中，实现了根据温度高低对废气热量进行梯级利用，使通往汽轮机的高温过热蒸汽温度更高，增强了汽轮机的膨胀功能。另外，由于该矿热炉余热锅炉取消了原系统中的单独设置的燃烧段和单独设置的汽化烟道，进而简化了该矿热炉余热锅炉的余热发电系统，减少了该矿热炉余热锅炉的余热发电系统投资成本，降低了发电维护运行成本。因此，该该矿热炉余热锅炉能够减少设备，简化烟气管道，减少系统阻力和热量损失，节约设备布置场地，并且能够降低密闭矿热炉余热发电系统的发电成本。

（2）本实用新型提供的一种密闭式矿热炉余热发电系统的矿热炉余热锅炉能够提高钢铁冶炼行业烟气余热综合有效利用率，并能降低能源的消耗，降低产品成本，同时提高钢铁生产企业的经济效益及竞争优势，减少环境污染，达到节约能源和提高社会效益的效果，并且具有结构简单，生产成本低，且适用于大规模生产的特点。

附图说明

图1是现有技术中在没有烟气余热利用的密闭式矿热炉烟气流程工艺系统结构图。

图2是现有技术的矿热炉余热锅炉的结构示意图。

图3是现有技术的密闭式矿热炉余热发电流程工艺系统结构图。

图4是现有技术的另一种密闭式矿热炉余热发电流程工艺系统结构图。

图5是本实用新型的一种密闭式矿热炉余热发电系统的矿热炉余热锅炉的结构示意图。

图6是使用本实用新型的一种密闭式矿热炉余热发电系统的矿热炉余热锅炉的余热发电系统工艺流程图。

在图1至图6中包括有：

密闭矿热炉1；

管道3；

烟尘分离器4；

回转窑5；

除尘器6；

引风机7；

烟囱8；

汽化冷却烟道9；

余热锅炉10、省煤器101蒸发器102、过热器103、烟气出口104、给水加热器105；

汽轮机12；

发电机13；

冷凝器14；

逆式通风冷却塔15；

循环水泵16；

凝结水泵17；

真空除氧器18；

水泵19；

灰尘沉降室22、烟气进口221、汽化烟道23、燃烧段24、第一燃烧段241、第二燃烧段242、汽包25、调整风26、过热器27、过热蒸汽28、蒸发器29、省煤器30、给水管道31、烟气出口32、灰斗33、循环风机34。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例和附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实施例的一种密闭式矿热炉余热发电系统的矿热炉余热锅炉，如图5和图6所示，包括灰尘沉降室22、与灰尘沉降室22连接的汽化烟道23、与汽化烟道23连接的燃烧段24、与燃烧段24连接的出口烟道；其中，出口烟道内依次设置有相互连接的过热器27、蒸发器29和省煤器30，过热器27与燃烧段24连接；出口烟道的底部设置有灰斗33和烟气出口32，烟气出口32设置于灰斗33和省煤器30之间；其中，依次连接的灰尘沉降室22、汽化烟道23、燃烧段24和出口烟道之间构成“π”型结构。

其中，该密闭式矿热炉余热发电系统的矿热炉余热锅炉还包括循环风机34，循环风机34的出风口与燃烧段24连接。

其中，该密闭式矿热炉余热发电系统的矿热炉余热锅炉还包括汽包25，汽包25分别与汽化烟道23、燃烧段24、过热器27、蒸发器29和省煤器30连接。

该密闭式矿热炉余热发电系统的矿热炉余热锅炉，由于相互连接的汽化烟道23和燃烧段24同时设置于该矿热炉余热锅炉中，实现了根据温度高低对废气热量进行梯级利用，使通往汽轮机12的高温过热蒸汽温度更高，增强了汽轮机12的膨胀功能。另外，由于该矿热炉余热锅炉取消了原系统中的单独设置的燃烧段和单独设置的汽化烟道，进而简化了该矿热炉余热锅炉的余热发电系统，减少了该矿热炉余热锅炉的余热发电系统投资成本，降低了发电维护运行成本。因此，该该矿热炉余热锅炉能够减少设备，简化烟气管道，减少系统阻力和热量损失，节约设备布置场地，并且能够降低密闭矿热炉余热发电系统的发电成本。

其中，燃烧段24包括相互连接的第一燃烧段241和第二燃烧段242，第一燃烧段241和第二燃烧段242之间相互垂直连接。

其中，烟气出口32与循环风机34的进风口连接。

其中，灰尘沉降室22的底部开设有用于与密闭矿热炉1连接的烟气进口221。

其中，燃烧段24安装有用于检测一氧化碳燃烧情况和浓度的一氧化碳检测设备。

其中，汽化烟道23的出口末端的烟气温度控制为600℃。

其中，燃烧段24的出口末端的烟气温度控制为800℃。

其中，烟气从密闭式矿热炉1出来，进入本实用新型的密闭式矿热炉余热发电系统的矿热炉余热锅炉的灰尘沉降室22，此时的烟气温度为900℃并含有一氧化碳，在灰尘沉降室22进行除尘后，烟气进入汽化烟道23进行换热冷却，控制烟气温度至汽化烟道23尾部时的温度为600℃，烟气进入燃烧段24，通过循环风机34的调整风26，让烟气在燃烧段24把烟气中一氧化碳燃尽，并且控制烟气温度在800℃以下避免出现结焦现象，然后烟气进入过热器27，蒸发器29，省煤器30逐级进行换热最后烟气32排出，返回原系统进入除尘器6除尘净化后通过引风机7由烟囱8排出大气。在此过程中通过自动化控制调整烟气温度和一氧化碳的浓度。

其中，给水通过给水泵19后进入余热锅炉的省煤器30、蒸发器29、过热器27、汽包25、燃烧段24和水冷烟道23进行换热，最后从过热器27出来的过热蒸汽28进入汽轮机12做功，带动发电机13发电，通过汽轮机12做功以后的乏汽进入冷凝器14，在冷凝器14与在逆式通风冷却塔15冷却后经过循环水泵16打过来的循环水进一步冷却，冷却以后再通过凝结水泵17流向真空除氧器18，经过在真空除氧器18除氧以后再与给水泵19连接，把除氧水分别打入余热锅炉10和汽化烟道9，完成整个闭上水循环系统。

本实用新型的一种密闭式矿热炉余热发电系统的矿热炉余热锅炉能够提高钢铁冶炼行业烟气余热综合有效利用率，并能降低能源的消耗，降低产品成本，同时提高钢铁生产企业的经济效益及竞争优势，减少环境污染，达到节约能源和提高社会效益的效果，并且具有结构简单，生产成本低，且适用于大规模生产的特点。

最后应当说明的是，以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。