具有調節功能模塊化內置于燒結機煙道上的余熱鍋爐系統的制作方法

本發明屬于鋼鐵冶煉設備技術領域，特別涉及一種具有調節功能的模塊化內置于燒結機大小煙道上使用的余熱鍋爐。

背景技術：

現有鋼鐵生產設備中，燒結機的帶冷機或環冷機的廢氣余熱，已普遍回收利用以產生蒸汽或過熱蒸汽，用以發電或作它用。但燒結機本身的廢氣余熱尚未普遍回收利用，只有少數鋼鐵企業采用了外置(內置)式余熱回收裝置（余熱鍋爐、熱管式蒸汽發生器等）。眾所周知，燒結機在點火后，隨著燒結臺車由機頭往機尾移動，利用煙道上的引風機抽吸助燃空氣進行反燒，其燃燒后的廢氣經由十幾對導氣管通入煙道排向煙囪。一般情況下，處于機頭的1#～4#個風管及處于機尾的2～3個風管的廢氣SO₂含量少，其廢氣不需要脫硫，直接經由小煙道排走，而其余風管的廢氣SO₂含量較多，其廢氣需要脫硫，則經由大煙道排向除塵器及脫硫裝置。

如圖1外置式余熱回收裝置所示，所謂燒結機外置式余熱回收裝置即在燒結機1下面的大煙道2及小煙道3分別用電動閥門4、7隔斷，將燒結機1下尾部約5個導氣管內的廢氣經旁通煙道10、11、閥門5、8引出至蒸汽過熱器12、14及蒸汽發生器13、15，再經閥門6、9、旁通煙道16、17回到煙道2及煙道3。大、小煙道的蒸汽過熱器和蒸汽發生器共用1個汽包18。在工作時，關閉閥門4、7，打開閥門5、6、8、9，分別將大煙道2上的約3個導氣管內的廢氣及小煙道3上的約2個導氣管內的廢氣引向蒸汽過熱器12、14及蒸汽發生器13、15，13、15所產生的汽、水混合物經汽包18進行汽水分離，分離后的飽和蒸汽流過蒸汽過熱器12、14，加熱到所需溫度后外供發電或外供它用。

這種燒結機外置式余熱回收裝置存在的缺點是：

（1）外置式布置將余熱鍋爐放置在燒結機主廠房外，增加了占地面積，增加了設備支撐及平臺、管道，對于燒結廠而言，多數企業不具備外置式布置的條件；

（2）所增加的旁通煙道難于布置；

（3）增加了6個大直徑煙道閥門，增加了設備投資；

（4）對于未被引出的其它一些風管的具有余熱回收價值的廢氣，不能累加利用，即不能做到能源梯級利用，過熱蒸汽的溫度得不到可靠保障。

如圖2內置式余熱回收裝置所示，所謂燒結機內置式余熱回收裝置，燒結機1下面的大煙道2被過熱器及熱管式蒸發器分為兩段大煙道：第一大煙道2-1’、第二大煙道2-2’，第一大煙道2-1’與過熱器進口連接，第二大煙道2-2’與熱管式蒸發器出口連接，小煙道3被熱管式蒸發器分為兩段小煙道：第一小煙道3-1’、第二小煙道3-2’，第一小煙道3-1’ 與熱管式蒸發器進口連接，第二小煙道3-2’與熱管式蒸發器出口連接。在工作時，大小煙道2上的約5個導氣管內的廢氣流過熱管式蒸發器5、6放出熱量，熱管式蒸發器5、6吸收熱量產生的汽、水混合物經汽包7進行汽水分離，分離后的飽和蒸汽流向蒸汽過熱器4，加熱到所需溫度后外供發電或外供它用。

這種燒結機內置式余熱回收裝置存在的缺點是：過熱器及熱管蒸發器直接插入大小煙道，燒結機在運行時，負荷變化頻繁，導至過熱器及熱管式蒸發器產生局部應力形成泄漏，造成停車事故，影響燒結機生產，并且熱管式蒸發器不能干燒，易爆管。

技術實現要素：

為了克服現有技術的缺陷，本發明提供具有調節功能的模塊化內置于燒結機煙道上的余熱鍋爐系統。

本發明包括大煙道、小煙道、汽包、給水系統、換熱模塊，所述換熱模塊包括蒸發器模塊、過熱器模塊、省煤器模塊，所述大、小煙道上分別包括多個管節，各所述過熱器模塊、蒸發器模塊、省煤器模塊分別設置在兩個管節之間，所述大、小煙道各管節分別通過導氣管與相應的燒結機風箱連接；所述蒸發器模塊包括一級、二級、三級蒸發器模塊，所述一級、二級、三級蒸發器模塊依次設置在所述大、小煙道尾部；所述給水系統通過管道與所述汽包的進水口連接，所述汽包的出水口通過蒸發器進水管路分別與所述一級、二級、三級蒸發器模塊進水口連接，所述一級、二級、三級蒸發器模塊的蒸汽出口分別通過通蒸發器模塊出氣管道與所述汽包的進氣端連接；在各所述蒸發器模塊進水管路上分別設置蒸發器模塊進水調節閥門，在各所述蒸發器模塊出氣管道上分別設置蒸發器模塊出氣調節閥門。

本發明所述一級、二級、三級蒸發器模塊分別包括至少一個調節模塊；各所述調節模塊的進水口分別通過蒸發器模塊進水管路與所述汽包出水口連接，各所述調節模塊的蒸汽出口分別通過蒸發器模塊出氣管道與所述汽包的進氣端連接。

本發明所述換熱模塊還包括過熱器模塊，所述過熱器模塊設置在所述蒸發器模塊之前的大、小煙道上，所述過熱器模塊的蒸汽進口分別通過飽和蒸汽管道與所述汽包的出氣口連接；所述過熱器模塊的蒸汽出口排出過熱蒸汽；

優選的，所述大、小煙道上的過熱器模塊也可根據過熱器所需的換熱面積要求設置第一過熱器、第二過熱器，所述第一、第二過熱器之間通過管道并接或串接；并接時第一過熱器、第二過熱器通過飽和蒸汽管道與所述汽包的出氣口連接，第一過熱器、第二過熱器的蒸汽出口排出過熱蒸汽；串接時所述第二過熱器通過飽和蒸汽管道與所述汽包的出氣口連接，所述第二過熱器的蒸汽出口通過管道與所述第一過熱器的蒸汽進口連接，所述第一過熱器的蒸汽出口排出過熱蒸汽。

本發明所述換熱模塊還包括省煤器模塊，所述省煤器模塊設置在所述蒸發器模塊之后的大、小煙道上，所述給水系統的出水端與所述省煤器模塊的進水口連接，所述省煤器模塊的出水口通過省煤器出水管道連接所述汽包的進水口；

優選的，所述大、小煙道上的省煤器模塊也可據鍋爐給水溫度情況設第一省煤器、第二省煤器，所述第一、第二省煤器之間通過管道并接或串接；并接時所述給水系統的出水端與第一、第二省煤器的進水端連接，所述第一、第二省煤器的出水口通過省煤器出水管道與所述汽包的進水口連接；串接時所述給水系統的出水端與第一省煤器的進水端連接，所述一級省煤器的出水端連接除氧器的進水端，除氧器的出水端通過水泵、管路連接二級省煤器的進水端，所述二級省煤器的出水口通過省煤器出水管道與所述汽包的進水口連接。

本發明因將余熱鍋爐蒸發器又分成幾個換熱模塊，并在各個模塊的進出管路上增加了調節閥門，使得蒸發器可以根據大小煙道終排煙溫度靈活調整參與換熱的模塊數量，當排煙溫度高于煙氣的露點溫度時，調節模塊上的進出水閥門打開，調節模塊參加換熱，當排煙溫度低于煙氣的露點溫度時，關閉一至二個或更多調節模塊上的進出水閥門，調節模塊不參加換熱；其次本系統還因將蒸發器分成幾個模塊，若其中一個模塊的管組泄漏，只需將該管組的進出口閥門關閉，余熱鍋爐可正常運行，只是產汽量略有下降。

余熱鍋爐換熱本體分模塊直接布置在燒結機大小煙道上，充分利用燒結機現有場地回收的燒結機余熱資源、做到了能源合理、有效、梯級利用，設備投資省、占地面積小，所產生的過熱蒸汽用于發電，具有顯著的經濟效益和社會效益。且煙道終排煙溫度低于露點溫度時，可關閉部分調節模塊，降低余熱鍋爐產汽量來提高煙道終排煙溫度。且余熱鍋爐停用不會影響燒結機生產。本專利可廣泛應用于鋼鐵企業燒結機行業。

附圖說明

圖1為本發明背景技術的一種結構示意圖；

圖2為本發明背景技術的一種結構示意圖；

圖3為本發明的一種結構示意圖；

圖4為圖3的A-A向視圖；

圖5為圖3的B-B向視圖。

具體實施方式

如圖3、4、5所示，本具有調節功能的模塊化內置于燒結機煙道上的余熱鍋爐系統，包括大煙道20、小煙道21、汽包23、給水系統24、換熱模塊25，換熱模塊25包括過熱器模塊26、蒸發器模塊27、省煤器模塊28，大、小煙道20、21分別包括多段管節29，各過熱器模塊26、蒸發器模塊27、省煤器模塊28分別設置在兩個管節29之間，在各管節29上分別設置導氣管30，大、小煙道分別通過導氣管30與相應的燒結機風箱31連接；蒸發器模塊27包括一級、二級、三級蒸發器模塊27-1、27-2、27-3，過熱器模塊26包括第一、第二過熱器模塊26-1、26-2，省煤器模塊28包括第一、第二省煤器28-1、28-2，依次設置在大、小煙道20、21尾部，給水系統24的出水端與省煤器模塊28的進水口連接，省煤器模塊28的出水口通過省煤器出水管道連接汽包23的進水口，汽包23的出水口通過蒸發器進水管路32分別與一級、二級、三級蒸發器模塊27-1、27-2、27-3進水口連接，一級、二級、三級蒸發器模塊27-1、27-2、27-3的蒸汽出口分別通過通蒸發器模塊出氣管道33與汽包23的進氣端連接，過熱器模塊26的蒸汽進口分別通過飽和蒸汽管道34與汽包23的出氣口連接，過熱器模塊26的蒸汽出口排出過熱蒸汽；在各蒸發器模塊進水管路32上分別設置蒸發器模塊進水調節閥門35，在各蒸發器模塊出氣管道33上分別設置蒸發器模塊出氣調節閥門36。

優選的，一級、二級、三級蒸發器模塊27-1、27-2、27-3分別包括至少一個調節模塊37；各調節模塊37的進水口分別通過蒸發器模塊進水管路32與汽包23出水口連接，各調節模塊37的蒸汽出口分別通過蒸發器模塊出氣管道33與汽包23的進氣端連接。

根據余熱鍋爐工況的要求，選擇在蒸發器模塊之前的大、小煙道20、21上是否分別設置過熱器模塊26；

具體的，大、小煙道20、21上的過熱器模塊26分別為第一、第二過熱器26-1、26-2，第一、第二過熱器26-1、26-2之間通過管道并接或串接，并接時第一、第二過熱器26-1、26-2通過飽和蒸汽管道34與汽包23的出氣口連接，第一、第二過熱器26-1、26-2的出氣口排出過熱蒸汽；串接時第二過熱器26-2通過飽和蒸汽管道34與汽包23的出氣口連接，第二過熱器26-2的出氣口通過管道與第一過熱器26-1的進氣口連接，第一過熱器26-1的出氣口排出過熱蒸汽。

根據實際工況，在蒸發器模塊之后的大、小煙道20、21上是否分別設置省煤器模塊28；

具體的，大、小煙道20、21上的省煤器模塊分別為第一、第二省煤器28-1、28-2，第一、第二省煤器28-1、28-2通過管道并接或串接，并接時第一、第二省煤器28-1、28-2的進水口連接給水系統24，第一、第二省煤器28-1、28-2的出水口通過省煤器出水管道與汽包23的進水口連接；串接時，第一省煤器28-1進水口連接給水系統24，第一省煤器28-1出水口通過管道與除氧器的進水口連接，除氧器的出水口通過水泵及管道與第二省煤器28-2的進水口連接，第二省煤器28-2的出水口通過省煤器出水管道與汽包23的進水口連接。

本專利的工作原理是：燒結機尾部第2～3個導氣管2內的煙氣流過過熱器模塊26，放出熱量后與約第3～4導氣管內的煙氣混合進入一級蒸發器模塊27-1，放出熱量后與約第4～5導氣管內的煙氣混合進入二級蒸發器模塊27-2，放出熱量后與約第5～6導氣管內的煙氣混合進入三級蒸發器模塊27-3和省煤器模塊28，放出熱量后與后面的導氣管內的煙氣混合由大、小煙道20、21經引風機至煙囪排出。除氧水由水泵經給水管路送入省煤器模塊28的進水口，經省煤器模塊28加熱后由省煤器出水管道送入汽包的進水口，汽包23的出水端分別連接一級蒸發器模塊27-1、二級蒸發器模塊27-2和三級蒸發器模塊27-3的進水管道及進水管路調節閥門35，一級蒸發器模塊27-1、二級蒸發器模塊27-2和三級蒸發器模塊27-3的出汽管路調節閥門36及出汽管路連接汽包23，汽包23的出汽端由飽和蒸汽管道34連接過熱器模塊26的進汽口，過熱器模塊26的出汽口由過熱蒸汽管道并入蒸汽管網。當排煙溫度高于煙氣的露點溫度時，調節模塊37上的進出水閥門打開，調節模塊37參加換熱，當排煙溫度低于煙氣的露點溫度時，關閉一至二個或更多調節模塊上的進出水閥門，調節模塊37不參加換熱，用降低余熱鍋爐產汽量來提高煙道終排煙溫度；其次本專利還因將蒸發器分成幾個模塊，若其中一個模塊的管組泄漏，只需將該管組的進出口閥門關閉，余熱鍋爐可正常運行，只是產汽量略有下降。

本技術并不局限于上述實施例，具有調節功能的模塊化內置于燒結機大小煙道上的余熱鍋爐系統，可視現場條件及用戶對蒸汽溫度的要求，在大煙道上分段布置過熱器模塊、各級蒸發器模塊及省煤器模塊;也可只布置蒸發器模塊或蒸發器加省煤器模塊。