专利名称：一种烧结余热发电系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及低温余热发电，进一步是指烧结余热发电系统。
背景技术：
在钢铁生产过程中，烧结工序的能耗约占总能耗的10 % ，仅次于炼铁工序，位居第 二。在烧结工序总能耗中，有近50 %的热能以烧结烟气和冷却机废气的显热形式排入大气。 随着近几年来余热回收技术发展，现在常用的烧结余热发电系统有三种，即采用单压汽水 系统的烧结余热发电系统、采用双压汽水系统的烧结余热发电系统及采用复合闪蒸汽水系 统的烧结余热发电系统，这些发电系统主要由余热锅炉、汽轮机和发电机组成，该系统是烧 结废气通过余热锅炉换热后直接产生过热主蒸汽；由于余热锅炉进口废气温度低，它所产 生的过热蒸汽压力和温度都较低，发电效率低。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提出一种烧结余热发电 系统，可提高汽轮机进口蒸汽参数，从而提高发电效率。 本实用新型采用的技术方案为，所述烧结余热发电系统包括有废气进口和废气出
口的余热锅炉、汽轮机、发电机，装在余热锅炉中的第一省煤器的出口端同余热锅炉汽包连
通，余热锅炉中A蒸发受热面的入口端同余热锅炉汽包水空间连通，该A蒸发受热面的出口
端同余热锅炉汽包汽空间连通，汽轮机的主轴同发电机的转轴联接，其结构特点是，所述余
热锅炉汽包的饱和蒸汽出口同蒸汽过热炉的饱和蒸汽进口连通，而该蒸汽过热炉的过热蒸
汽输出端接至汽轮机的蒸汽输入端。 以下对本实用新型做出进一步说明。 本实用新型是在原有烧结余热发电系统(包括采用单压汽水系统的烧结余热发 电系统、采用双压汽水系统的烧结余热发电系统及采用复合闪蒸汽水系统的烧结余热发电 系统)基础上发展而来的。 图1是本实用新型以原有采用单压汽水系统的烧结余热发电系统为基础组成的 本实用新型系统的结构示意图。如图l所示，所述烧结余热发电系统包括有废气进口和废 气出口的余热锅炉11、汽轮机13、发电机14，装在余热锅炉11中的第一省煤器16的出口 端同所述余热锅炉汽包20连通，余热锅炉11中的A蒸发受热面15入口同所述余热锅炉汽 包20水空间连通，该A蒸发受热面15的出口端同所述余热锅炉汽包20汽空间连通；其结 构特点是，所述余热锅炉汽包20的饱和蒸汽出口同蒸汽过热炉12的饱和蒸汽进口连通，而 该蒸汽过热炉12的过热蒸汽输出端接至汽轮机13的蒸汽输入端；汽轮机13的主轴同发电 机14的转轴联接。 本实用新型中(参见图l)，烧结废气通过余热锅炉11换热后产生的主蒸汽为饱 和蒸汽，饱和蒸汽通过蒸汽过热炉12加热成过热蒸汽，过热蒸汽通过汽轮机13带动发电机 14发电。由于在余热锅炉11中取消了过热器受热面，余热锅炉产生饱和蒸汽，并提高了出
4口蒸汽压力；所述蒸汽过热炉12可采用已有技术的适宜蒸汽过热炉，也可采用图4或图5 所示的高效节能型蓄热式蒸汽过热炉。 与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果为设备结构简单，能提高汽轮机 进口蒸汽参数(压力和温度)，充分利用炼钢厂自产的煤气和烧结环冷机废气余热最大限 度地转化成为电能，余热发电能力与现有的烧结过热蒸汽余热发电技术相比提高30%以 上，不但能降低烧结工序能耗，促进资源节约，同时也为钢铁企业创造可观的经济效益。
意示意示意图1是本实用新型采用单压汽水系统的烧结余热发电系统的一种实施例结构示
图2是本实用新型采用双压汽水发电系统的烧结余热发电系统一种实施例结构
图3是本实用新型采用复合闪蒸汽水系统的烧结余热发电系统一种实施例结构
图4是本实用新型设有单蓄热式燃烧器的蓄热式蒸汽过热炉实施例结构示意图； 图5是本实用新型设有双蓄热式燃烧器的蓄热式蒸汽过热炉实施例结构示意图。 在图中
l-A单蓄热式燃烧器
4-换热管
7-燃料喷射枪
10-鼓风机
13-汽轮机
16-第一省煤器
19-冷凝器
22-B蒸发受热面
25-A双蓄热式燃烧器
2-炉膛
5-减温器
8_蓄热体
11-余热锅炉
14-发电机
17-给水泵
20-余热锅炉汽包
23-第二省煤器
26-B双蓄热式燃烧器
3-A换向阀
6-B单蓄热式燃烧器
9-引风机
12-蒸汽过热炉
15-A蒸发受热面
18-凝结水泵
21-另一余热锅炉汽包
24-闪蒸器
27-B换向阀。
具体实施方式实施例1 :如图1所示，为采用单压汽水系统的烧结余热发电系统；它包括有废气 进口和废气出口的余热锅炉11、蒸汽过热炉12、汽轮机13、发电机14，装在余热锅炉11中 的第一省煤器16的蒸汽出口端同余热锅炉汽包20连通，余热锅炉11中设置的A蒸发受热 面15的入口同余热锅炉汽包20水空间连通，A蒸发受热面15的出口端同余热锅炉汽包20 汽空间连通；余热锅炉汽包20的饱和蒸汽出口同蒸汽过热炉12的饱和蒸汽进口连通，而该 蒸汽过热炉12的过热蒸汽输出端接至汽轮机13的蒸汽输入端；汽轮机13的主轴同发电机 14的转轴联接。 上述系统中，余热锅炉ll废气进口与烧结环冷机废气出口串接，废气经余热锅炉 换热后由废气出口排出；由给水泵17加压后的汽轮机凝结水经余热锅炉11的第一省煤器 16和A蒸发受热面15与废气换热后产生饱和蒸汽，由余热锅炉汽包20排出，蒸汽过热炉 12的饱和蒸汽进口与余热锅炉汽包20的饱和蒸汽出口 (主蒸汽出口)串接，而蒸汽过热炉12的过热蒸汽输出端同汽轮机13的蒸汽输入端串接，汽轮机与发电机4联结，由发电机输 出电能；汽轮机做功后的乏汽由冷凝器19凝结，经凝结水泵18向给水泵17输送，形成汽水 循环。 上述系统中，所述蒸汽过热炉12可采用图4所示的设有单蓄热式燃烧器的蓄热式 蒸汽过热炉，或采用图5所示设有双蓄热式燃烧器的蓄热式蒸汽过热炉。 图4所示的蓄热式蒸汽过热炉为燃用高热值的油、气体燃料时只有空气通过蓄热 体被加热的蓄热式蒸汽过热炉；所述蓄热式蒸汽过热炉包括装有换热管4的炉膛2，换热管 4的过热蒸汽输出端装有减温器5，所述炉膛2成对装有单蓄热式燃烧器；该成对安装的单 蓄热式燃烧器的设置方式为，于所述炉膛2设置A单蓄热式燃烧器1和B单蓄热式燃烧器 6，所述单蓄热式燃烧器1、6内腔均装有一组蓄热体8，且各单蓄热式燃烧器1、6内腔于蓄热 体8 —侧的腔体同所述炉膛2连通并在炉膛2的连通口部位装有燃料喷射枪7 ;所述A单 蓄热式燃烧器l内腔于蓄热体8另一侧的腔体经连通管接至换向阀3的第一端口， B单蓄 热式燃烧器6内腔于蓄热体8另一侧的腔体经另一连通管接至该换向阀3的第三端口，所 述换向阀3的第二端口同引风机9的进气口连通而该换向阀3的第四端口同鼓风机10的 排风端连通；所述换向阀3的阀板第一换向位置为第一端口与第二端口连通，第三端口与 第四端口连通；该换向阀3的阀板第二换向位置为第一端口与第四端口连通，第二端口与 第三端口连通。 进一步地，如图4所示，所述A单蓄热式燃烧器与B单蓄热式燃烧器可对称地设置 在炉膛的相对两侧，也可相对炉膛为非对称设置(如集中设置于炉膛一侧，等等)。 进一步地，所述蓄热体8采用已有技术的陶瓷蜂窝体，也可采用其它适宜的已有 技术蓄热体。 蓄热体8采用压力损失小、比表面积大的陶瓷蜂窝体，可减少蓄热体的体积和重 量；当A单蓄热式燃烧器1工作时，热量以辐射为主的形式与布置在炉膛2内的换热管4换 热，使通过换热管4的饱和蒸汽被加热成过热蒸汽，高温废气经由B单蓄热式燃烧器6排 出，以辐射和对流方式迅速将热量传递给B单蓄热式燃烧器6中的蓄热体8，烟气放热后温 度降至15(TC以下，经换向阀3排出；经过一定时间间隔后，换向阀3使助燃空气流经B单 蓄热式燃烧器6的蓄热体8，蓄热体8再将热量迅速传给经过的空气，空气被预热至800°C 以上，通过B单蓄热式燃烧器6完成燃烧过程；同时，A单蓄热式燃烧器1和其蓄热体转换 为排烟和蓄热装置，通过换热管的饱和蒸汽被加热成过热蒸汽后通过减温器5进行温度调 节后输出额定参数的过热蒸汽。其中，所述换热管4的饱和蒸汽进口和过热蒸汽出口即为 所述发电系统中蒸汽过热炉12的饱和蒸汽进口和过热蒸汽输出端。 蓄热式蒸汽过热炉成对布置的蓄热式燃烧器交替工作，燃料燃烧释放的大部分热 量把饱和蒸汽加热成过热蒸汽，废气以《15(TC排放。 图5所示的蓄热式蒸汽过热炉为为燃用低热值的煤气时空气和煤气都通过蓄热 体被加热的蓄热式蒸汽过热炉；该蓄热式蒸汽过热炉包括装有换热管4的炉膛2，换热管4 的过热蒸汽输出端装有减温器5 ;所述炉膛2成对装有双蓄热式燃烧器；该成对安装的双蓄 热式燃烧器的设置方式为，于所述炉膛2设置A双蓄热式燃烧器25和B双蓄热式燃烧器 26，所述两个双蓄热式燃烧器25、26内腔均装有两组相互分隔的蓄热体8，且各双蓄热式燃 烧器25、26内腔于蓄热体8 —侧的腔体同所述炉膛2连通；所述A双蓄热式燃烧器25内腔
6于第一组蓄热体8另一侧的腔体经连通管接至A换向阀3的第一端口， B双蓄热式燃烧器 26内腔于第一组蓄热体8另一侧的腔体经另一连通管接至A换向阀3的第三端口 ，所述A 换向阀3的第二端口同引风机9的进气口连通，A换向阀3的第四端口同鼓风机10的排风 端连通；A双蓄热式燃烧器25的第二组蓄热体8另一侧的腔体经连通管接至B换向阀27的 第一端口， B双蓄热式燃烧器26内腔于第二组蓄热体8另一侧的腔体经相应连通管接至B 换向阀27的第三端口 ，所述B换向阀27的第二端口同引风机9的进气口连通，B换向阀27 的第四端口为低热值气体燃料进口 ；所述A换向阀3和B换向阀27的阀板第一换向位置均 为第一端口与第二端口连通，第三端口与第四端口连通；该两只换向阀3、27的阀板第二换 向位置均为第一端口与第四端口连通，第二端口与第三端口连通。 所述两只双蓄热式燃烧器(25、26)对称地设置在炉膛的相对两侧，或相对炉膛2 为非对称设置。所述蓄热体8为陶瓷蜂窝体。 所述成对装有单蓄热式燃烧器或成对装有双蓄热式燃烧器是指装有一对以上
(含一对)的单蓄热式燃烧器或装有一对以上(含一对)的双蓄热式燃烧器。 蓄热式蒸汽过热炉燃料适用范围广，可以采用煤气、油、天然气、液化石油气作为燃料。 该图5所示蓄热式蒸汽过热炉的工作原理与图4所示的蓄热式蒸汽过热炉的工作
原理一致。 实施例2 :如图2所示，为采用双压汽水系统的烧结余热发电系统；其A蒸发受热 面15同余热锅炉汽包20的连接、蒸汽过热炉12与余热锅炉汽包20及汽轮机13的连接均 与实施例1相同，系统其余组成为现有技术结构；蒸汽过热炉12可采用实施例1所述并于 图4所示的设有单蓄热式燃烧器的蓄热式蒸汽过热炉，或采用实施例1所述并于图5所示 设有双蓄热式燃烧器的蓄热式蒸汽过热炉。 实施例3 :如图3所示，为采用复合闪蒸汽水系统的烧结余热发电系统，其A蒸发 受热面15同余热锅炉汽包20的连接、蒸汽过热炉12与余热锅炉汽包20及汽轮机13的连 接均与实施例1相同，系统其余组成为现有技术结构；蒸汽过热炉12可采用实施例1所述 并于图4所示的设有单蓄热式燃烧器的蓄热式蒸汽过热炉，或采用实施例1所述并于图5 所示设有双蓄热式燃烧器的蓄热式蒸汽过热炉。 所述蒸发受热面和省煤器均为热交换装置，即装置外部烟气热量同做为装置构件 的管道内的换热介质(水、水蒸汽、汽水)进行换热，换热介质吸收热量。
权利要求一种烧结余热发电系统，包括有废气进口和废气出口的余热锅炉(11)、汽轮机(13)、发电机(14)，装在余热锅炉(11)中的第一省煤器(16)的出口端同余热锅炉汽包(20)连通；余热锅炉(11)中的A蒸发受热面(15)入口端同余热锅炉汽包(20)水空间连通，该A蒸发受热面(15)出口端同余热锅炉汽包(20)汽空间连通，汽轮机(13)的主轴同发电机(14)的转轴联接，其特征是，所述余热锅炉汽包(20)的饱和蒸汽出口同蒸汽过热炉(12)的饱和蒸汽进口连通，而该蒸汽过热炉(12)的过热蒸汽输出端接至汽轮机(13)的蒸汽输入端。
2. 根据权利要求1所述的烧结余热发电系统，其特征是，该系统为采用单压汽水系统 的烧结余热发电系统，或是采用双压汽水系统的烧结余热发电系统，或是采用复合闪蒸汽 水系统的烧结余热发电系统。
3. 根据权利要求1或2所述的烧结余热发电系统，其特征是，所述蒸汽过热炉(12)包 括装有换热管(4)的炉膛(2)，换热管(4)的过热蒸汽输出端装有减温器(5)，所述炉膛(2) 成对装有单蓄热式燃烧器；该成对的单蓄热式燃烧器的设置为，于所述炉膛(2)设置A单蓄 热式燃烧器(1)和B单蓄热式燃烧器(6)，所述单蓄热式燃烧器(1、6)内腔均装有一组蓄热 体(8)，且各单蓄热式燃烧器(1、6)内腔于蓄热体(8) —侧的腔体同所述炉膛(2)连通并 在炉膛(2)的连通口部位装有燃料喷射枪(7);所述A单蓄热式燃烧器(1)内腔于蓄热体 (8)另一侧的腔体经连通管接至换向阀(3)的第一端口，B单蓄热式燃烧器(6)内腔于蓄热 体(8)另一侧的腔体经另一连通管接至该换向阀(3)的第三端口，所述换向阀(3)的第二 端口同引风机(9)的进气口连通而该换向阀(3)的第四端口同鼓风机(10)的排风端连通； 所述换向阀(3)的阀板第一换向位置为第一端口与第二端口连通，第三端口与第四端口连 通；该换向阀(3)的阀板第二换向位置为第一端口与第四端口连通，第二端口与第三端口 连通。
4. 根据权利要求1或2所述的烧结余热发电系统，其特征是，所述蒸汽过热炉(12)包 括装有换热管(4)的炉膛(2)，换热管(4)的过热蒸汽输出端装有减温器(5)，所述炉膛(2) 成对装有双蓄热式燃烧器；该成对的双蓄热式燃烧器的设置为，于所述炉膛(2)设置A双蓄 热式燃烧器(25)和B双蓄热式燃烧器(26)，所述双蓄热式燃烧器(25、26)内腔均装有两组 相互分隔的蓄热体(8)，且各双蓄热式燃烧器(25、26)内腔于蓄热体(8) —侧的腔体同所述 炉膛(2)连通；所述A双蓄热式燃烧器(25)内腔于第一组蓄热体(8)另一侧的腔体经连通 管接至A换向阀(3)的第一端口，B双蓄热式燃烧器(26)内腔于第一组蓄热体(8)另一侧 的腔体经另一连通管接至A换向阀(3)的第三端口，所述A换向阀(3)的第二端口同引风 机(9)的进气口连通，A换向阀(3)的第四端口同鼓风机(10)的排风端连通；A双蓄热式 燃烧器(25)的第二组蓄热体(8)另一侧的腔体经连通管接至B换向阀(27)的第一端口，B 双蓄热式燃烧器(26)内腔于第二组蓄热体(8)另一侧的腔体经相应连通管接至B换向阀 (27)的第三端口，所述B换向阀(27)的第二端口同引风机(9)的进气口连通，而该B换向 阀(27)的第四端口为低热值气体燃料进口 ；所述A换向阀(3)和B换向阀(27)的阀板第 一换向位置均为第一端口与第二端口连通，第三端口与第四端口连通；该两换向阀(3、27) 的阀板第二换向位置均为第一端口与第四端口连通，第二端口与第三端口连通。
5. 根据权利要求4所述的烧结余热发电系统，其特征是，所述A双蓄热式燃烧器(25) 和B蓄热式燃烧器(26)可对称地设置在炉膛的相对两侧，或相对炉膛为非对称设置。
6. 根据权利要求3所述的烧结余热发电系统，其特征是所述蓄热体(8)采用陶瓷蜂窝体。
7. 根据权利要求4所述的烧结余热发电系统，其特征是所述蓄热体(8)采用陶瓷蜂窝体。
专利摘要一种烧结余热发电系统，包括余热锅炉、蒸汽过热炉、汽轮机和发电机，余热锅炉中的第一省煤器的出口端同汽包连通，余热锅炉中A蒸发受热面同汽包连通；余热锅炉汽包的饱和蒸汽出口同蒸汽过热炉的饱和蒸汽进口连通；蒸汽过热炉的过热蒸汽输出端接至汽轮机的蒸汽输入端；汽轮机主轴同发电机转轴联接。它可以是单压汽水系统、双压汽水系统或复合闪蒸汽水系统的烧结余热发电系统。它提高了汽轮机进口蒸汽参数，充分利用炼钢厂自产的煤气和烧结环冷机废气余热最大限度地转化成为电能，余热发电能力与现有的烧结过热蒸汽余热发电技术相比提高30％以上。
文档编号F01D15/10GK201532126SQ200920065498
公开日2010年7月21日 申请日期2009年8月7日 优先权日2009年8月7日
发明者周建国, 徐树伟, 邹公平 申请人:长沙锅炉厂有限责任公司